Цинкование металла

Газотермический способ

При данном способе цинк, находящийся в форме порошка, потоком воздуха распыляют по поверхности металлических изделий. Перед распылением вещество расплавляется за счет высокой температуры и уже в таком состоянии опускается на детали. Оцинковка металла подобным способом характерна для тех случаев, когда изделия из металла обладают большими габаритами.

Особенностью способа является то, что защитный слой обладает большим количеством пор. Для их заполнения изделие покрывается лакокрасочными материалами. Этот слой из двух материалов способен сохраняться в течение 30 лет. Данный способ нельзя реализовать в домашних условиях.

3 Обзор составов для холодного цинкования

На сегодняшний день создано немало композиций, которые позволяют выполнять качественное и эффективное холодное цинкование. Обо всех существующих ныне составах мы, конечно же, не сможем рассказать, но самые распространенные и популярные опишем далее.

Начнем обзор с антикоррозионной композиции Гальванол, которая оптимально подходит для защиты внутренних и наружных частей металлоконструкций и оборудования промышленного назначения. Данный жидкий состав является однокомпонентным раствором очень чистого электролитического цинка, к которому в незначительных количествах добавлены специальные связующие компоненты и летучие соединения.

Гальванол полностью соответствует требованиям ГОСТ, характеризуется стопроцентным защитным влиянием на поверхность обработки и хорошей адгезией к черным металлам, быстротой и легкостью нанесения. Его можно использовать при температуре воздуха от -30 до +50 градусов, наносить на открытые ржавые участки (при условии, что ржавчина прочно держится на поверхности изделия). Допускается выполнять обработку при повышенной влажности.

Достоинством Гальванола, который выпускается с учетом требований ГОСТ, является то, что он остается устойчивым в атмосфере этилового спирта, в растворах солей, в морской и пресной воде. Кроме того, состав одновременно обеспечивает барьерную (то есть сугубо пассивную) и катодную (то есть активную) антикоррозионную защиту.

Для защиты от коррозии гидросооружений, емкостей для нефтепродуктов и горючего, дорожных ограждений, резервуаров и труб для снабжения горячей и холодной водой, опор ЛЭП, железнодорожных и автомобильных сооружений, промышленных конструкций часто используется состав Цинотан. Обычно его применяют в комплексных защитных системах с виниловыми и полиуретановыми материалами, как надежный грунтовочный слой. Хотя и в качестве отдельного защитного покрытия он показывает отличные результаты в промышленной сильнозагрязненной атмосфере и соленой воде.

С Цинотаном можно работать практически в любых климатических зонах нашей страны (класс размещения объектов по ГОСТ 15150). Именно по этой причине композиция не один десяток лет используется грандами отечественной экономики – Российскими железными дорогами, Госстроем, Газпромом и многими другими не менее известными корпорациями.

Другие известные антикоррозионные “холодные” композиции:

• Мастер АК-100: высокоэффективный состав для защиты элементов и агрегатов кузовов транспортных средств, разнообразных строительных сооружений из металла, мостов, линий электропередач;
• ЦВЭС: цинксодержащее покрытие (связка на основе этилсиликата плюс цинковый порошок высокого уровня дисперсности), рекомендованное для нанесения на конструкции из обычной и высоколегированной стали;
• Цинотерм: кремнийорганический раствор, может использоваться в комплексе с меламиновыми, перхлорвиниловыми и эмалевыми ЛКМ;
• Цинконол: цинконаполненная полиуретановая грунтовка, характеризующаяся повышенной термической стойкостью и эластичностью, стойкостью к воздействию морской воды, нефти и масел, паров щелочей и газов.

Преимущества и недостатки

Теоретически покрытие цинком в домашних условиях металлических деталей возможно любым способом, но вопрос в другом — насколько целесообразен тот или иной метод при самостоятельном выполнении работ. Но цинковые покрытия максимально популярны, поскольку имеют следующие преимущества:

• они формируют надежную защиту металла от пагубного воздействия коррозии;
• внешний вид изделий эстетичен, поэтому многие дизайнерские элементы конструкций покрывают цинком: мебельная фурнитура, интерьерные детали автомобилей и другое;
• цинковое покрытие экологичное, безвредно для здоровья человека и показывает лучшие защитные параметры в сравнении с другими материалами.

Стоимость нанесения покрытия методом горячего цинкования

Из всех существующих способов нанесения цинковых покрытий горячее цинкование наименее затратный и экономическая эффективность метода очевидна, особенно применительно к обработке серийных партий изделий, рулонного материала, габаритных профилей или проволоки (при использовании на производстве линий АНГЦ). Обработка емкостного оборудования и труб различного назначения обеспечивает преимущество по сравнению с другими методами защиты поверхности в плане соотношения стоимости обработки и срока службы изделия. В настоящее время предприятия предлагают услуги по горячему цинкованию исходя из стоимости от 20 руб. за килограмм.

Хроматирование это процесс химической пассивации металлических изделий с предварительно нанесенным на них цинковым или кадмиевым покрытием… Предприятие оказывает услуги по кадмированию деталей. Кадмирование металла в гальванических ваннах с габаритными размерами 500х500х1000 мм. Для… Цинкование изделий из углеродистых и нержавеющих сталей, а также алюминиевых сплавов. Возможно покрытие деталей длиной до 1000 мм. белым и желтым…

Составы для холодного цинкования металла — технология нанесения антикоррозионного покрытия

На специализированных сайтах можно найти только положительные отзывы по результатам холодного цинкования в домашних условиях. Все делается качественно и надежно, а главное, намного дешевле, чем в заводских условиях.

Подготовка к холодному цинкованию

Холодное цинкование металла проводят довольно простым способом, поскольку для этого не требуется спецоборудование и сложная процедура. Фактически, этот процесс похож на покраску. На металлическую поверхность наносят цинкосодержащий состав, создающий непроницаемую влагозащитную пленку.

Как правильно выбрать ЦНК?

Покупая ЦНК, необходимо учесть, что ГОСТ определяет для краски, которая используется при холодном цинковании, количество чистого цинка – 94% и не меньше! Чтобы избежать подделки не ориентируйтесь на цвет краски – все ЦНК серого матового оттенка

Надо обратить внимание на процент содержания цинка, стоимость, гарантийный срок использования, время, отведенное для высыхания, плотность краски, которая должна быть не меньше 2,2 кг на литр, а также температурные условия нанесения краски на поверхность

Технология холодного цинкования

Обработка поверхности металлоконструкций осуществляться с использованием разных антикоррозийных композиций, особенности состава, свойства и характеристики которых устанавливаются профильным стандартом – ГОСТ 9.305-84.

Настоящий стандарт определяет требования к металлическим и неметаллическим основаниям, производство которых выполнялось по электрохимической и химической методике.

Согласно требованиям ГОСТ 9.305-84, смеси для проведения холодного цинкования допускается использовать на разных конструкциях, за исключением деталей, выполненных из высокопрочных сталей и магниевых сплавов. Перед нанесением антикоррозийных составов металлическая поверхность проходит определенную подготовку.

Работы по подготовке включают:

• удаление загрязнений и солей путем обмыва поверхности;
• очистка металла абразивоструйным, гидроабразивным или гидродинамическим методом, что позволяет удалить ржавчину и окалину, а также придать поверхности нужный уровень шероховатости;
• высушивание детали, если очистка проводилась гидроабразивным или гидродинамическим методом;
• удаление заусенец, острых кромок и варочных брызг (эти работы выполняются вручную);
• очистка от пыли путем использования воздушных потоков, которые направляют на поверхность под высоким давлением.

Подготовка металлоконструкций предполагает полную очистку поверхности, на которой не должно оставаться жира и следов масел (для этого применяются растворители).

По завершению подготовительных работ проводятся мероприятия по нанесению выбранного состава на поверхность изделия. Холодный способ обработки предполагает поддержание в помещении, где наносится цинковый состав, температурного режима в диапазоне от -20°C до +40°C.

При этом, согласно рекомендациям производителей таких составов, поверхность обрабатываемой детали должна быть минимум на 3°C больше точки росы. Если это условие будет нарушено, то на изделии образуется влага, которая снижает качество нанесенного защитного слоя. 

Рассчитывают точку росы при помощи психрометра, термометра, гигрометра или другого устройства. Полученные показания сравнивают с параметрами, которые приведены в таблице.

Холодное цинкование дома

В домашних условиях можно выполнить холодное цинкование металла, для которого используется краска. Следует отметить, что это не просто краска с добавлением цинка, а скорее цинк в таком виде.

Для создания оцинкованного изделия используют специальные материалы (продаются в магазинах) с двумя составляющими: порошок цинка и связующий компонент в жидком виде.

Краска в виде двух веществ находится в отдельных емкостях. Они смешиваются согласно инструкциям, имеющимся на упаковках.

Видео:

Пропорции, в которых они смешиваются между собой, могут быть 1:1, либо 3:1 (цинк и связующий компонент соответственно).

Краска наносится при положительной температуре (5-40 градусов) в проветриваемом помещении.

Хорошим средством, которым можно покрасить металлическое изделие, считается краска «Гальванол». Он прост в применении даже в домашних условиях, может наносится на ржавчину, быстро сохнет, а цена остается доступной для простых обывателей.

Методы домашнего цинкования отличаются своей простотой, доступностью и эффективностью внешнего вида оцинкованного материала.

Также следует отметить, что специальное оборудование для данного процесса в домашних условиях использовать не надо.

Требования нормативных актов и стандартов

Материалы, используемые при холодной оцинковке металла, в обязательном порядке должны отвечать нормам, которые определяет ГОСТ 9.305-84. Отдельные характеристики регламентируются рядом нормативно-правовой документации и стандартами: ISO 8502-3, ГОСТ 12.2.052 и ISO 8503-1.

Так, проверка качества удаления пыли с поверхностей металлоконструкций осуществляется путем определения объема и размера частиц пыли, что прописано в положениях стандарта ISO 8502-3.

Проверка качества обезжиривания проводится с помощью люминесцентного метода, согласно требованиям ГОСТа 12.2.052, а степень шероховатости определяют с использованием классического профилометра или специального компаратора – согласно требованиям 8503-1.

Особенности нанесения

Когда поверхность подготовлена, а её качество проверено, начинается сам процесс. Для получения качественного результата технология холодного цинкования металла предусматривает поддерживание определённой температуры воздуха в зоне выполнения работ. Она должна превышать величину точки росы не меньше, чем на 3°С, что позволяет избежать появления на металле влаги и, соответственно, снижения качества защиты и уменьшения её эксплуатационного срока.

Параметр определяется специальными приборами – термометрами, гигрометрами или психрометрами, показания которых сравниваются со значениями из специальных таблиц.

Защитное покрытие наносится в несколько слоёв, каждый следующий – только после полного высыхания предыдущего. Способ нанесения может быть безвоздушным или пневматическим. Требующие полосовой окраски элементы отделываются с помощью валиков и кистей. А после выполнения работы проводится проверка качества покрытия – для этого пользуются специальными измерительными устройствами и визуальным методом.

Простой способ цинкования в домашних условиях

Самым легким способом самостоятельного цинкования металла является холодный метод. Однако многих интересует именно гальванический способ из-за формирования декоративных узоров на верхних слоях детали.

Подготовка электролита

Электролитом может стать любой раствор, в котором содержится цинк:

• хлорид цинка (ZnCl);
• соляная кислота (HCL);
• ZnSO4 (результат травления серной кислоты H2SO4).

Получение цинкового состава

Чтобы осуществить гальваническое цинкование металла дома, необходимо иметь цинк. Если говорить о подручных средствах, то цинк можно найти:

• в солевых батарейках (индекс L);
• в металлических оцинкованных деталях;
• в советских предохранителях.

А можно купить чистый цинк в радиомагазинах или на авторынках.

Подготовка к нанесению покрытия

Чтобы качественно оцинковать стальные детали, необходимо грамотно подготовить материалы:

1. Нужно взять пластиковую или стеклянную тару, которая выступит в качестве ванны с электролитом, и установить держатели для анода и катода.
2. Если в электролите заметны кристаллы соли, то использовать его нельзя. Растворить их можно, добавив дистиллированной воды.
3. Анодом может выступить пластинка из цинка с подключенным к ней «+» зарядом. Чем больше площадь пластины, тем равномернее будет ложиться цинк на катоде. Чем больше анодов, тем больший участок покроется цинком за раз.
4. Катод – это деталь, которая требует обработки (отрицательный заряд). На нее будут укладываться молекулы цинка. Необходимо подготовить металл к процедуре цинкования: очистить от коррозии, обезжирить и активировать, поместив в раствор кислоты. Необходимо расположить катод равно удаленно от всех источников положительного заряда.
5. Источником электрического питания может выступать любой аккумулятор или блок питания. Чем выше будет напряжение, тем более ускоренно пройдет процесс гальванизации. Если используется автомобильный аккумулятор, в схему необходимо добавить другие потребители тока (например, лампочку накаливания).

Нанесение цинковой пленки

После всех подготовительных процедур останется только включить источник электрического питания и поместить катод в электролит. Не стоит допускать бурного кипения электролита: необходимо снизить силу тока, добавив в схему потребители электроэнергии. Чем дольше происходит процесс гальванизации, тем толще будет защитный слой цинка на поверхности обрабатываемой детали (катода).

Оценка качества цинкового покрытия

– быть сплошным;

– при визуальном осмотре иметь шероховатую либо гладкую поверхность;

– цвет покрытия – серебристо-блестящий – матовый темно-серый.

– цвета побежалости либо светло-серые пятна;

– рябизна поверхности;

– царапины, риски, следы от захватывающих приспособлений, глубина которых не превышает толщину покрытия (т.е. визуально не видно основного металла).

Если после всех технологических операций на детали просматриваются непокрытые цинком места (не более 2% от общей площади и 2 см в диаметре), допускается нанесение на эти участки: газотермически сформированного слоя (не менее 120 мкм толщиной), либо составов для холодного цинкования с толщиной слоя более 90 мкм и цинком в сухой пленке не менее 80 – 85% (например, Гальванол и др.).

Толщина слоя – от 40 до 200 мкм (более точные значения обуславливаются технической документацией к конкретному изделию и его средой эксплуатации).

Контроль толщины покрытия осуществляется перед хроматированием или нанесением консервационных смазок. В качестве инструмента для измерения применяют такие приборы неразрушающего контроля, как магнитные толщиномеры. Либо проводят металлографический анализ (более трудоемкий процесс).

– крацевание;

– нанесение сетки царапин;

– удара поворотным молотком;

– нагрева.

Чем отличаются технологии горячего и холодного цинкования

На данный момент существует два вида цинкования – это горячий и холодный метод. Технологию горячего цинкования разработали 160 лет назад. После открытия этот метод обработки металла был признан стандартом. Это обусловлено высокой степенью защиты обрабатываемых поверхностей от процессов коррозии. После открытия данный метод не изменился с технической точки зрения.

Технология предполагает опускание металлоконструкции в ванну с цинковым составом, разогретым до температуры 400°C. После этого изделие подвешивают до полного высыхания покрытия.

Благодаря полному погружению конструкции в антикоррозийный состав удается получить однородное покрытие, поскольку так цинк заполняет все имеющиеся трещины и труднодоступные участки. Защитное покрытие способно прослужить до 60 лет, период службы напрямую зависит от условий эксплуатации.

Метод холодного цинкования изобрели в 40-х годах прошлого столетия. Благодаря практичности и относительной простоте нанесения антикоррозийных составов популярность данной технологии стремительно растет.

Красноречивым доказательством надежности и долговечности покрытий, наносимых при помощи данной технологии, выступает самый крупный водопровод мира (протяженностью 460 км), расположенный в Австралии.

Конструкция была обработана в 1942 – 1944 гг. притом, что покрытие с того времени не обновлялось. Учитывайте, что в те времена использовалось старое оборудование, а толщина одного слоя покрытия составляла только 75 мкм.

Холодная оцинковка металла предполагает нанесение на металлоповерхности смесей, в которых присутствует цинк в объеме 92 – 96%

Перед тем, как защитное покрытие будет нанесено, важно правильно подготовить поверхность путем ее тщательной очистки от различных загрязнений

Наносить цинкосодержащие составы можно путем окунания детали или, используя кисть, валик и краскопульт.

ХОЛОДНОЕ ЦИНКОВАНИЕ МЕТАЛЛА

Защита металла от коррозии. Холодное цинкование металлоконструкций.

Технология холодного цинкования металла известна с середины ХХ века. Впервые в промышленных масштабах для защиты от коррозии этот метод был применен в Австралии в 1942 г.: трубопровод Морган Вьялла был покрыт цинк-силикатным составом вручную кистью и валиком. Это покрытие сохранилось до наших дней, толщина его практически не изменилась. И, по словам специалистов, оно прослужит еще неопределённо долгое время. Необходимо заметить, что условия эксплуатации этого трубопровода можно отнести к экстремальным – сильные перепады дневных и ночных температур, засушливый климат, морская (агрессивная) атмосфера. Сегодня технология холодного цинкования металлоконструкций с использованием цинк-силикатных составов широко используется в мостостроении, для защиты от коррозии строительных конструкций, стальных элементов дорожной инфраструктуры, портовых сооружений, им защищают конструктивные элементы речных и морских судов, нефтедобывающих морских платформ и т.д. Метод не заменим для защиты металла от коррозии больших и массивных конструкций, которые невозможно оцинковать другим способом из-за их габаритов.

В цинк-силикатную композицию «Кольчуга» входят две составляющие: цинковый порошок и силикатное связующее (силикат натрия). Перед нанесением композиции цинковый порошок (с размером частиц от 3 до 7 микрон) вводится в жидкий силикат натрия. Вся смесь тщательно перемешивается и наносится на защищаемую поверхность кистью, валиком, краскопультом, как обычные ЛКМ. Подготовка поверхности проводится в соответствии с инструкцией по применению.

Преимущества метода холодного цинкования металлоконструкций с использованием цинк-силикатного состава «Кольчуга»:

1. Низкая стоимость, весь процесс окраски производится на месте, что позволяет вести параллельно другие работы, сократить сроки строительства, простои оборудования; простота утилизации отходов, окрасочное оборудование промывается обычной водой;
2. Сочетание трех механизмов защиты от коррозии: барьерного, ингибиторного, катодного;
3. Это единственный способ, позволяющий обрабатывать металлы толщиной менее 2 мм;
4. Высокая ремонтопригодность: восстановление первоначального покрытия на сварных швах и участках повреждений непосредственно на месте эксплуатации объекта; возможность нанесения на горяче оцинкованную поверхность;
5. Экологичность: неорганическая основа покрытия (силикат натрия) при полимеризации не выделяет вредных веществ, не имеет запаха, не токсична, взрыво-пожаробезопасна;
6. Хорошая декоративность: множество оттенков серого цвета от почти черного до почти белого. Совместимость со многими декоративными финишными красками.

Применяя холодное цинкование металлоконструкций с композицией «Кольчуга», вашим объектам гарантирована долговечная и надежная защита от коррозии. Срок службы покрытия 30 и более лет в атмосферных условиях всех климатических зон.

Оцинковка кузова автомобиля. Оцинковка детали своими руками

Проявления климата, являющиеся нормальными для определенной местности, крайне неблагоприятно сказываются на состоянии кузова автомобиля, если он не защищен специальным покрытием. Слой краски, которым покрывают машину, в процессе ее производства, является тем надежным защитным слоем, который бережет кузов от ржавчины. Повышенная влажность, перепады температур, дождь, снег стимулируют появление коррозии в тех местах, где нет слоя краски, или он нарушен, в результате образования сколов или царапин.

Но, бывает, что и на новом автомобиле не на все участки нанесена краска – вот они-то и начнут портиться самыми первыми из всех деталей.

Помогает защитить кузов автомобиля от преждевременной коррозии его оцинковка или, еще говорят — цинкование. Собственно, в этом и состоит ответ на вопрос – зачем нужна оцинковка. Для защиты от коррозии.

Кузов автомобиля покрывают слоем цинка, потом, в результате реакции цинка с воздухом, на кузове образуется защитная пленка, которая становится барьером для проникновения кислорода к металлической поверхности кузова.

Кислород не проникает – нет окисления, кузов не повреждается и служит долго.

Как узнать – оцинкован кузов или нет?

Чаще всего такой вопрос возникает при покупке б/у автомобиля.

С новыми – там все просто: данную информацию можно посмотреть в документах к автомобилю.

5 Цинк-ламельное покрытие

Является промежуточным звеном между собственно цинкованием и лакокрасочным покрытием, обладая преимуществами обеих поверхностей – устойчивостью к коррозии и однородностью. Ламельное покрытие состоит из мельчайших чешуек цинка и алюминия, которые связаны между собой органическим или неорганическим связующим компонентом.

Нанесение защитного материала производится методом окунания заготовок в суспензию, которая состоит из 10% алюминия, 70% цинка и 20% связующих веществ. Второй способ – распыление аналогичного по составу вещества на детали, после чего ламельное покрытие сушат при температуре около 240°С до полного затвердевания.

Распыление защитного материала

Данное покрытие обладает небольшой толщиной, что позволяет использовать его для защиты деталей, которые используются в автомобилестроении. Ламельное покрытие может состоять из нескольких нанесенных поочередно слоев, каждый из которых будет иметь другие свойства. Например, нижний слой обеспечивает главную защиту от коррозии, средний – механическое сопротивление, верхний – декоративный – отвечает за внешний вид металлических изделий и их окраску.

Основные недостатки метода – некоторая хрупкость нанесенного покрытия по сравнению с процессами термодиффузного и горячего цинкования, так как не создается интерметаллический переходной слой между железом и цинком.

Что нужно знать, проводя процедуру холодного цинкования

Поскольку процесс цинкования предусматривает использование химически активного состава, его следует проводить только под руководством опытных специалистов. В отличие от обычного окрашивания нанесение холодного цинка должно выполняться в строгой последовательности с алгоритмом, также не помешает знать несколько основных правил и рекомендаций.

Перед проведением холодного цинкования поверхность следует зачистить и максимально выровнять, чтобы слой материала лег ровно и образовал нерушимую защитную оболочку, хотя нанесение состава на необработанную поверхность также обеспечит достаточную защиту материала, правда, на менее продолжительное время.

В зависимости от типа применяемого материала процесс обработки может отличаться. Для распыления спрея на улице выбирайте безветренную погоду или же проводите процесс в закрытом помещении. Наносить цинковую краску удобнее всего валиком или кистью для обработки мелких деталей.

После оцинковки металлическая поверхность может быть подвергнута дополнительному оформлению декоративными материалами, но на холодный цинк нельзя наносить материалы с алкидным составом, так как они вызывают расслаивание поверхности и приведут к нарушению образованного защитного покрытия.

Технология цинкования металла

Технология цинкования металлов подразумевает полное покрытие пленкой из цинка любых видов металлических изделий. Для данной процедуры требуется специальное оборудование, сделанное из материалов, которые способны противостоять агрессивной среде.

Цинкование металлических поверхностей осуществляется в несколько этапов:

Подготовительный

На данном этапе происходит работа с материалом. Для этого его сначала обезжиривают и удаляют с поверхности различные загрязнения. После этого осуществляется травление металла при помощи кисло среды. Чаще всего применяется раствор серной кислоты. В результате на металле появляется оксидная пленка. Она необходима для наилучшего сцепления цинка и обрабатываемого металла. После этого устраняются все остатки кислоты, и поверхность тщательно просушивается.

Процесс нанесения цинкового сплава.

Данный этап подразумевает нанесение на высушенную поверхность металла цинковой пленки. Для этого в ванне расплавляют цинк под действием температуры не менее 450 градусов Цельсия. Только после этого туда погружают металлическое изделие, которое необходимо обработать. Процедура длится несколько минут.

Просушивание металла.

На этом этапе готовое изделие сушится при комнатной температуре.

В результате процедуры на поверхности металла образуется плотная пленка. Она делает его более прочным и твердым.

Цинкование металлических изделий осуществляется в специализированных ваннах. Они должны быть оснащены устройством для подключения электрического тока при необходимости. Их объем может быть разным. Однако в любой такой ванне может поместиться большое количество мелких металлических изделий для обработки.

Ванны для цинкования делятся на:

• малогабаритные конструкции,
• среднегабаритные конструкции,
• крупногабаритные конструкции.