Цинкування металу: технологія і методи

Для захисту металу від корозії створено безліч методів і способів. Суть їх полягає в тому, що на поверхню металу наноситься спеціальна речовина. На кінцевому етапі утворюється тонка плівка. Вона перешкоджає попаданню вологи, кисню, а також агресивних речовин на поверхню. Серед цих методів виділяють цинкування металу. Воно є найбільш дієвим.

Загальні відомості

Як говорилося раніше, цинкування металу — це процес нанесення на поверхню вироби спеціального речовини. Такі розчини створюються на основі цинку, який є найбільш підходящим вихідним матеріалом. Він запобігає корозії, а також захищає поверхню від впливу агресивних речовин. Оброблений лист має ряд переваг:

збільшується міцність виробу;

стійкість до різних температур;

не піддається впливу агресивних речовин;

збільшується термін служби виробу;

виріб не піддається окислення.

Технологічна основа

Цинкування металу є популярною процедурою у всьому світі. Цей процес полягає в тому, що на сталеву поверхню наноситься спеціальний цинковий розчин. Після цього утворюється тонка плівка, яка і виконує захисні функції, тобто запобігає корозії. Корозія змінює структуру металу і призводить виріб в непридатність.

Як іржавіє?

Як говорилося раніше, на вироби впливають волога, а також кисень та агресивні речовини. Їх молекули потрапляють в глибоку структуру металу, що призводить до появи іржі. В результаті на поверхні з'являються дірки. Такий процес може відбуватися тривалий час. Щоб уповільнити процес окислення, застосовують цинковий розчин.

Етапи

Цинкування металу полягає в покритті захисної цинкової плівкою різних видів виробів. Щоб провести дану процедуру, необхідно мати спеціальне обладнання. Кожен елемент пристрою не повинен піддаватися впливу вологи і агресивних речовин. Процес цинкування поділяється на такі етапи:

Підготовчий. В першу чергу необхідно привести в порядок виріб. Його поверхню потрібно очистити від різних речовин, а потім знежирити її. Далі відбувається процес травлення. Металевий виріб опускають в ємність з кислим середовищем. Як правило, використовують розчин сірчаної кислоти. Завдяки травленню на поверхні металу виникає оксидна плівка. А значить, цинковий розчин буде триматися довше. У кінцевій стадії вироби з прибирають залишки кислоти і просушують.

Процес цинкування. Даний етап полягає в тому, що на підготовлену поверхню наноситься розчин. Щоб його виготовити, необхідно розплавити цинк у спеціальній ванні під дією високої температури. Коли розчин готовий, занурюють у ванну металевий виріб і витримують кілька хвилин.

Сушка вироби. Оцинкований виріб сушать при кімнатній температурі.

Процес цинкування металевих виробів відбувається в спеціальних ваннах. При необхідності вони оснащуються розетками. Незважаючи на значні їх обсяги, в них проводиться також і обробка великої кількості дрібних виробів. Таким чином, обладнання для цинкування металу і металовиробів можуть мати не тільки дрібні, але і великі розміри.

Основні методи обробки

Найбільш популярним способом захисту металевих виробів від корозії є цинкування. Існують різні способи даного процесу. Кожен з них застосовується для певного типу металу. Деякі види можуть вступати в реакцію з цинком. Існує чотири види обробки: гарячий, холодний, термодиффузионный, гальванічний. Розглянемо кожен вид більш докладно.

Гарячий

Покриття виробів таким способом є популярним у багатьох країнах. Його головними позитивними властивостями є висока якість, а також тривалий термін експлуатації. Тому такий спосіб став одним з кращих. Існує також і ряд негативних властивостей. В першу чергу, метод не є екологічно безпечним, так як на стадії підготовки і цинкування використовується безліч хімічних речовин. Крім того, при гарячій обробці виникає суттєва проблема. Необхідно підтримувати температуру цинку в межах від 500 до 5000?С. Для підтримки такого рівня нагріву витрачається багато електроенергії. Гаряче цинкування металу в домашніх умовах - досить складний процес. Технологічно процес розділяється на два етапи. Це підготовка і цинкування металу. На першому етапі займаються підготовкою металевого виробу. Її поверхню необхідно знежирити і очистити від сміття. Після цього відбувається травлення, промивання і просушування. Дані операції прописані в нормативній документації. Щоб покрити цинком деталь, необхідно занурити її в спеціальну ванну. В ній знаходиться спеціальний розчин, який запобігає появі корозії. Способи закріплення металу при гарячого цинкування можуть бути різними. Вони залежать від виду і форми виробу. Така технологія застосовується в багатьох галузях виробництва. Приміром, для виготовлення оцинкованого дроту, труб і т. д. Після застосування до них гарячого методу вироби мають довгий термін експлуатації, тобто надійно захищені від корозії. Єдиною складністю є ванни. Для обробки великих деталей необхідно знайти ванну відповідних обсягів, що досить важко. Така особливість відбивається на витратах. Де виробляють гаряче цинкування металу? Курськ, Москва, Челябінськ, Ярославль – це лише малий перелік міст, де різні компанії пропонує дану послугу. Найчастіше вони працюють саме з великими обсягами.

Гальванічне цинкування металу - технологія

Даний метод застосовується в тому випадку, коли необхідна обробка гладкої поверхні. Технологія цинкування металу гальванічним способом заснована на закріпленні речовини на поверхні виробу за рахунок електрохімічного впливу. Такий спосіб підходить абсолютно для всіх типів металу. Виріб отримує рівномірне блискуче покриття. Це відбувається завдяки злиттю покриття металу і цинку. На даний взаємодія впливає наявність на поверхні різного сміття або інших плівок. Тому перед початком процедури слід зайнятися очищенням. При масовому виробництві за цим важко стежити, тому цинкування може бути неякісним. Гальванічний спосіб заснований на зануренні металевого виробу у ванну, де знаходиться розчин електроліту. До деталі приєднується джерело струму. В цьому випадку виникає процес електролізу. Йому піддається цинк, який і покриває металеву деталь.

Плюси

Головною позитивною якістю є зовнішній вигляд виробу - рівна поверхня і блискуча. Однак є й істотний недолік. Перед зливом розчину, який перебував у ванній, необхідно очищати її від цинку. При даному методі утворюється велика кількість відходів, які завдають шкоди навколишньому середовищу. Тому необхідно придбати спеціальне дороге обладнання. Воно буде виділяти цинк з розчину. Тому такий метод є одним з найдорожчих.

Як зробити цинкування металу в домашніх умовах?

Дану процедуру застосовують багато майстра, коли необхідно обробити дрібні деталі. Для початку необхідно знайти підходящу ємність і виготовити електроліт. Процедуру проводять у добре провітрюваному приміщенні і в захисному одязі, так як частинки електроліту можуть завдати шкоди людині. при попаданні їх на шкіру можливий хімічний опік. Для приготування беруть воду, сірчистий цинк, магній і оцет. Готовий концентрат потрібно процідити. Далі металева деталь опускається в ємність і готується анодне виріб. До маленькому шматку цинку кріпиться мідний провід, який підключається до електромережі. Виріб опускається в електроліт і починається процес обробки. Після цього металеву деталь сушать. Гальванічне цинкування металу в домашніх умовах виконати досить легко.

Особливості холодного способу

Протягом останніх років цей метод отримав широке поширення. Суть його полягає в тому, що металевий виріб забарвлюється спеціальними речовинами, які містять цинк. Такий метод не вимагає особливих навичок. Проте є і недоліки: готові оцинковочные вироби піддаються механічним впливам. Крім того, необхідно постійно здійснювати нагляд за технічним персоналом, який готує розчин і виконує роботу. Як говорилося раніше, даний спосіб досить простий. Тому обладнання для холодного цинкування металу не потрібно. Робота повинна виконуватися у відповідності з санітарно-гігієнічними правилами. За допомогою цього методу обробляються труби, а також вироби, що перебувають у закріпленому варіанті. Для цього необхідно підготувати розчин і нанести його на виріб за допомогою пензля або валика. Єдине обладнання для холодного цинкування металу, що використовується — це розпилювач. Він допомагає дістатися до важкодоступних місць і виконати фарбування рівномірно і якісно. Серед недоліків багато користувачі відзначають низьку надійність.

Технологія термодифузійного цинкування

Цим методом користуються досить давно, але він популярний і в наші дні. Вперше його застосували в Англії в кінці XIX століття. Винахід став відомим завдяки відомому вченому Шерарду. Однак даний метод швидко забули, замінивши його на інший. Його відродження припадає на кінець ХХ століття. Технологія термодифузійного методу полягає в тому, що поверхня металевого виробу обробляється цинком, що знаходяться в паровому стані. Для цього його необхідно нагрівати до 2500?С. Процес виконується в закритій ємності при наявності в ній цинксодержащей суміші і металевих елементів. Технологія проведення даної процедури визначається не тільки вітчизняними, а й імпортними нормативними документами. Термодифузійне цинкування виконують в тому випадку, коли необхідно досягти товщини до 20 мкм. Технологічний процес схожий з гарячим методом гарячого цинкування. Однак відмінності теж є. Підготовлене виріб опускається в барабанну піч, де за рахунок обертових сил відбувається обробка. Даний процес виконується за 3 години роботи даного обладнання. За допомогою його забарвлюються різні дрібні деталі, такі як шайби і шурупи. На відміну від гарячого методу, нанесення цинкового запилення відбувається рівномірно по всій поверхні.

Висновок

Цей процес допомагає захистити різні металеві деталі від корозії, вологи, а також агресивних речовин. Існує 4 технологічних виду цинкування. Кожен з них має свої особливості і підходить для певного типу металу. Несумісність таких компонентів призведе до неякісного фарбування і, як наслідок, до зниження міцності готового виробу. Цинкування відбувається в спеціальних ваннах або барабанних печах. Однак процес можна провести і в домашніх умовах. Для цього потрібно придбати витратні матеріали. Робота виконується в провітрюваному приміщенні в спеціальному захисному одязі, так як деякі компоненти завдають шкоди людському організму.