Покрытие цинком в домашних условиях

Цинкование в домашних условиях: как оцинковать металл своими руками

12Ноя

Содержание статьи

Общие сведения
Процесс обработки цинком
Для чего на сталь наносят слой цинка
Технология цинкования металла
Как ржавеет
Плюсы
Виды и способы цинкования металла
Холодная оцинковка
Горячая оцинковка
Гальваническое цинкование металла электролизом – невозможно в домашних условиях
Термодиффузионная оцинковка/a>
Как покрыть цинком металл газотермическим методом
Таблица 1. Сравнение цинка с другими металлами
Таблица 2. Сравнение цинка с цветными металлами
Заключение и видео

Коррозия – это разрушение целостности верхнего слоя любого металлического материала, а затем, если не предупредить ее развитие, то и более глубокие структуры. В промышленности создали метод, который позволяет покрыть изделия защитной пленкой. Она спасает от проникновения влаги, а также от сильного воздействия кислорода. Таким образом, не происходят вредные реакции. В статье мы расскажем о горячем и холодном цинковании металла дома, как цинковать в домашних условиях и виды оцинкования своими руками.

Общие сведения

Оцинковка – процесс покрытия поверхности металлической детали или целой конструкции определенными веществами, которые защищают ее от внешних разрушающих сил (не физических, а только химических). В основу вещества добавляют цинк. Именно он обладает вышеперечисленными свойствами. Отсюда и название технологии. Достоинства обработанных изделий:

повышенная прочность, однако, это не спасет от удара;
меньшая восприимчивость к температурным перепадам;
агрессивные вещества (химикаты, моющие средства, растворители) не причиняют большого вреда;
продленный эксплуатационный период без потери качеств;
анет окисления и ржавления.

Видео: Гаражное цинкование

Процесс обработки: как покрыть цинком

Он востребован во всем мире и применяется на крупносерийном и мелкосерийных производствах, а также многие люди, желающие продлить срок годности купленной продукции, пытаются сами создать специализированный раствор, чтобы им покрыть все необходимые поверхности. Делается это в первую очередь для того, чтобы сделать барьер между металлом и кислородом. Именно он окисляет верхний слой, что впоследствии приводит к появлению ржавчины. Процедура может быть горячая или холодная, о способах поговорим ниже. Но в целом она низкозатратная из-за простоты работы, а также благодаря невысокой себестоимости химического вещества.

Для чего на сталь наносят слой цинка

При эксплуатации в повышенной влажности воздуха (например, любой автомобиль) происходят первые коррозийные этапы. Оцинкованное покрытие может предотвратить это. Объяснение следующее: элемент в растворе, которым покрывается поверхность, создает со стальным изделием гальваническую пару, среди которой доминирующее значение будет у первого вещества, так как отрицательных электронов в заряде у него больше. При химических процессах окисления (реакция все же происходит) страдает этот верхний слой, но никак не сама сталь, фактически пропитка берет удар на себя. Но так как любая защита имеет тенденцию к разрушению, то и у оцинковки есть срок годности. Занимает он продолжительное время. А если и будет небольшая брешь, то при соприкосновении с водой произойдет еще одна реакция, где на ее месте появиться гидроксид цинка, который выполняет те же барьерные функции. Кроме барьера от взаимодействия с влагой и воздухом, раствор защищает от электрохимического влияния.

Видео: Оцинковка в домашних условиях

Технология цинкования металла

Полное покрытие раствором возможно в условиях наличия емкости и оборудования, построенного из такого материала, который противостоит агрессивной среде. Процедура происходит в несколько этапов:

Подготовка. Поверхность полностью очищается, обрабатывается, снимается весь жир и другие пятна, при необходимости производится зачистка или шлифование до ровной плоскости. Затем поверхностный слой удаляется путем травления (посредством электролиза или кислой среды – серной кислоты). От этих манипуляций на верхней части детали образуется пленочка из оксидов. Она отлично соединяется с цинком. Затем нужно качественно высушить заготовку.

Нанесение цинкового покрытия на металл. Сплав расплавляют до однородного жидкого состояния, нагревая его до температуры в 450 градусов (что немного выше его удельной теплоты плавления). Затем в эту емкость-бассейн погружают изделие. Вытаскивать его можно исключительно после того, как вы убедитесь, что все даже мельчайшие отверстия, углы, щели были обработаны. Так как в обратном случае разрушение начнется именно с них.
Сушка. Воздействие теплым или холодным воздухом не рекомендуется. Лучше всего, если заготовка будет высыхать в комнате.

Так как оцинковать деталь из металла в домашних условиях своими руками можно только при наличии специальной ванны, которая должна иметь возможность быстрого подключения тока, то разделим их на:

крупногабаритные;
среднегабаритные;
малогабаритные.

Как ржавеет

Ржавление складывается из трех воздействий: воздуха, воды и агрессивных сред. При этом они вступают в химические реакции, разрушая целостность молекулярных связей. В результате появляются сначала небольшие, глазом незаметные дырочки, что может выглядеть как шершавость, а затем образуются отверстия. При этом нужно различать окисление – это начальный этап на верхних слоях, и коррозию, то есть более серьезные нарушения в структуре, появление дыр. Чем сильнее влага и больше агрессоров, тем быстрее происходит процесс, это предотвратит только цинкование мелких деталей металла в домашних или промышленных условиях. Рассмотрим достоинства применения метода.

Плюсы

Ровная поверхность, отсутствие шероховатость, блеск даже без верхнего покрытия.
Длительной период эксплуатации.
Долгое время не будет ржавления.
Простота обработки таким способом – он не требует трудного оборудования, сильного электрического напряжения или дорогостоящих компонентов.

Но при этом необходимо помнить, что вдыхание паров цинка или попадание вещества в организм другим приемом может привести к отравлению. Поэтому нельзя нагревать питьевую воду в оцинкованных ведрах (переносить можно, но только не повышая температурный режим) или производить другие манипуляции с пищей (для себя или животных), при этом нагревая изделие.

Видео: Оцинковка своими руками

Виды и способы цинкования

Эффективность будет обусловлена таким понятием как адгезия, то есть способностью цинкового покрытия прикрепиться к верхнему металлическому слою. Не каждый материал имеет возможность адгезировать с цинком, поэтому для различных сплавов применяют разные процедуры. Также выбор зависит от:

способов эксплуатации;
требуемых защитных свойств;
толщины сформированного слоя.

Рассмотрим подробнее варианты.

Холодный способ

За последнее десятилетие это стало инновационной разработкой, потому что дало возможность получать высококачественный результат без дополнительных финансовых затрат. Отсутствие необходимости дорогостоящего оборудования привело к тому, что можно сделать оцинковку деталей из металла в домашних условиях своими руками – цинкование будет проходить холодным методом. Это стало возможно, когда изобрели «Цинконол». Это раствор, красящее вещество, которое содержит более 90 процентов цинка. А оставшиеся части содержат ингредиенты, отвечающие за то, что он останется до нанесения в жидком состоянии, а затем достаточно скоро схватится. Красить элементы можно вручную – кисточкой, валиком, краскопультом. Последний – оптимальный вариант, когда нужно защитить от ржавления статичные конструкции, которые сложно или невозможно снять. Часто «Цинконол» применяют в автосервисах при восстановительных работах с кузовом. Результаты оцинкования — покрытия металла цинком в домашних условиях будут хорошими, единственное отличие – недостаточная устойчивость к механическим воздействиям, но их можно компенсировать слоем краски.

Горячая оцинковка

Это самый старый способ, он же является наиболее эффективным. Его этапы мы рассматривали выше, основная задача – расплавить вещество и погрузить в него металлоконструкцию. Достигаются наивысшие технические качества, но используется метод реже, чем холодный. Это объясняется негативным воздействием на окружающую среду. Еще один недостаток – чтобы полностью обрабатывать неразъемные конструкции большого размера требуется очень массивная ванна, а также много сырья. Но большинство линий электропередач покрыты именно таким старым приемом.

Видео по теме:

Гальваническое электрохимическое цинкование металла электролизом – своими руками невозможно в домашних условиях

Плюсы – высокая точность, до начала процедуры вы уже точно знаете, какая толщина будет у образуемого слоя. Еще одно достоинство – это привлекательный внешний вид изделия, исключительная гладкость. Нет пузырьков воздуха или прочих посторонних помех. Сталь и цинк соединяются на уровне молекул, так что адгезия у них полная, можно говорить даже о диффузии материалов. Происходит процедура так. Ванна наполняется электролитом. В раствор, хорошо проводящий ток, помещается конструкция. Подключается электричество. Здесь важно точно выбрать напряжение и длительность сеанса.

Как сделать термодиффузионную оцинковку металла в домашних условиях

Сокращенно – ТДЦ. Трудная в исполнении, возможная только в производственных цехах, операция. В замкнутый бокс помещают заготовку. Рядом располагают цинк в сухом состоянии. Нагревают помещение до 2600 градусов. При повышенной температуре происходит изменение агрегатного состояния вещества (из твердого в парообразное), и пары оседают на стенках изделия слоем более 15 мкм, что больше, чем при других способах.

Как покрыть цинком металл газотермическим методом

Основной прием – напыление. То есть смесь, которой нужно обработать поверхность, растворяется в другом газообразном веществе так, что вместе с ним наносится на заготовку. Частицы ударяются на большой скорости и как бы «налипают» на наружную сторону. При этом, так как это все делается неравномерно и быстро, не появляется гладкий и ровный слой. Он, наоборот, скорее напоминает чешую и состоит из небольших неровностей, ощутимых для прикосновения. По этой причине обязательно нужно сверху покрасить деталь. Это хороший вариант, сохраняющий свои основные защитные свойства, но применяется в основном тогда, когда нет возможности использовать горячую оцинковку или электролиз.

Таблица 1. Сравнение цинка с другими металлами

Свойства металлов	Медь	Никель	Свинец	Олово	Цинк
Плотность, г/см3	8,93	8,9	11,37	7,29	7,1
Температура
плавления, С	1084	1455	327	231	419
кипения, С	2360	3075	1755	2270	906
Твердость по Бринеллю, кг/мм2	36,8	95	3	5	35
Теплопроводность, кал/см. сек, град	0,94	0,14	0,08	0,15	0,27

Таблица 2. Сравнение цинка с цветными металлами

Свойства металлов	Медь	Никель	Свинец	Олово	Цинк
Плотность, г/см3	8,93	8,9	11,37	7,29	7,1
Температура
плавления, С	1084	1455	327	231	419
кипения, С	2360	3075	1755	2270	906
Твердость по Бринеллю, кг/мм2	36,8	95	3	5	35
Теплопроводность, кал/см.сек, град	0,94	0,14	0,08	0,15	0,27

Заключение и видео

В статье мы рассказали, как покрыть цинком железо в домашних условиях, а также в промышленных цехах, особенности метода и технологии. Если вы не уверены, что соблюдены все меры безопасности, то не стоит делать оцинковку деталей из металла своими руками в домашних условиях, так как пары вещества могут негативно повлиять на ваше здоровье.

Видео: Технология цинкования

Обращайтесь в ООО «Роста», если вы решили купить приспособления для промышленного пользования. У нас в наличии и на заказ имеются ручные и полуавтоматические ленточнопильные станки, а также маятниковые, вертикальные и двухстоечные агрегаты. Цена на товары снижена в 1.5 — 2 раза по сравнению с зарубежными аналогами. Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с менеджерами, мы с радостью поможем в выборе оборудования.Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по контактным номерам телефона. Они ответят на все ваши вопросы.

Цинкование в домашних условиях своими руками

Цинкование как распространенный способ коррозийной защиты металлов
Проведение цинкования в домашних условиях
Популярные методы

Метод цинкования – один из самых распространенных для создания надежной защиты для металла от коррозии. Он отличается простотой и дешевизной. Поэтому такой способ обработки можно выполнять в домашних условиях, для чего необходимо лишь соблюдать определенные условия.

Цинкование как распространенный способ коррозийной защиты металлов

При создании качественных и долговечных металлических покрытий чаще всего применяют именно технологию цинкования. Это объясняется невысокой стоимостью расходных материалов и отличным результатом. Само цинкование происходит по простейшей технологии. Для ее осуществления не нужны дополнительные расходы и много усилий, что позволяет проводить подобную обработку в домашних условиях.

Холодное цинкование – защита металла от коррозии

Цинковое покрытие формируется в результате того, что цинк вступает в реакцию окисления с кислородом, находящимся в составе воздуха. В последующем на поверхности обрабатываемого металла образуется прочная защитная пленка, которая ограждает его от негативного воздействия внешней среды.

Цинк является более активным металлом, чем железо или сталь. Поэтому он в первую очередь взаимодействует с кислородом и водой, предотвращая коррозию. Даже если на поверхности изделий из металла присутствует хоть часть покрытия, оно защищает его от разрушения.

Проведение цинкования в домашних условиях

Технологический процесс цинкования подразумевает под собой осаждение катионов металла на аноде. Подобная химическая реакция протекает в ванне с электролитом при воздействии электрического тока.

Где найти электролит

В качестве электролита можно использовать любой раствор солей цинка. Самыми популярными и легкодоступными считаются хлорид цинка и соляная кислота. Также электролит с необходимыми свойствами можно получить методом травления цинка в серной кислоте. Эту реакцию следует проводить очень осторожно. Она сопровождается выделением большого количества тепловой энергии и взрывоопасного водорода.

Травление цинка в серной кислоте с выделением водорода и получением солей цинка

Как получить цинк

Для цинкования в домашних условиях необходимо подготовить цинк, который можно получить следующими способами:

используя обычные солевые батарейки;
плавкие предохранители времен Советского Союза;
любые детали с цинковым покрытием;
чистый металл, который можно найти в соответствующих магазинах, где продаются химические реактивы.

Схема получения цинка из батареек

Подготовка к выполнению процедуры

Для создания качественного металлического покрытия следует выполнить несколько подготовительных операций:

Процесс цинкования

подготавливают гальваническую ванну. Ее роль может выполнять любая стеклянная или пластиковая тара;
устанавливают штативы для анода и катода;
электролит не должен содержать в составе нерастворенные кристаллы соли, для чего дополнительно вводят дистиллированную воду;
роль анода выполняет цинковая пластина. Чем больше ее площадь, тем качественнее получится покрытие;
к аноду присоединяется плюс от источника питания. Данных элементов при желании может быть несколько;
к катоду присоединяется минус. На его поверхности будут осаждаться частицы цинка;
катод должен быть очищен от ржавчины и любых загрязнений. Перед обработкой его дополнительно окунают в раствор кислоты;
катод должен находиться на одном расстоянии от анода, чтобы получилось равномерное покрытие со всех сторон;
в качестве источника питания применяют любой аккумулятор или блок питания с постоянным током на выходе;
чем больше сила тока и вольтаж, тем быстрее будет происходить реакция и тем рыхлее получится защитная пленка;
при использовании автомобильного аккумулятора в цепь включают лампочку накаливания до 20 Вт для снижения силы тока.

Устройство для цинкования в домашних условиях

Технология создания цинковой пленки

Для создания качественного защитного покрытия на поверхности металла после проведенных подготовительных операций источник тока подключают к сети, а катод окунают в гальваническую ванну. Данный процесс должен проходить без бурного кипения. Если такое наблюдается, можно заподозрить слишком большую силу тока в системе. Чтобы снизить ее, в электрическую цепь присоединяют несколько дополнительных потребителей.

Постепенно на поверхности катода будет формироваться металлическое покрытие. Чем дольше протекает этот процесс, тем больше будет толщина защитного слоя на металле.

Пошаговое руководство по процессу гальванического покрытия цинком

Гальваническое цинкование является наиболее часто используемым процессом для покрытия металлов с целью обеспечения защиты от коррозии. В этой статье описываются этапы процесса гальванического цинкования.

Гальваническое цинкование является одним из самых популярных методов, который повсеместно используется для гальванического покрытия. Это очень экономичный процесс, который в основном используется для нанесения защитного покрытия на металлические предметы, такие как гайки, болты, крепежные детали, автомобильные детали и многие другие изделия. Помимо этого преимущества, использование цинка также улучшает общий внешний вид металлов, придавая им различные цвета, чистый вид, яркость и приятный светящийся блеск.

Давайте более подробно рассмотрим, что такое гальваническое покрытие, а затем рассмотрим этапы процесса гальванического цинкования.

Что такое гальваника?

Гальваническое покрытие представляет собой процесс нанесения покрытия одного металла на другой с использованием электричества, в основном для защиты от коррозии. Использование процесса гальваники позволяет изменить химические и физические свойства металла. Гальваническое покрытие выполняется методом электроосаждения , и включает в себя формирование электролизера, состоящего из катода (объект, на который наносится покрытие) и анода (металл, используемый для покрытия), погруженных в раствор электролита. Покрываемый объект и металл погружают в водный раствор, содержащий ионы металла. При подаче постоянного тока на водный раствор металл на аноде начинает растворяться, а свободные ионы металла достигают катода, образуя тонкий слой покрытия на объекте. Объект, подлежащий гальваническому покрытию, также называется подложкой. Цинк в основном используется для гальванического покрытия стали или железа, хотя многие другие металлы также могут быть покрыты гальванопокрытием с использованием цинка.

Процесс гальванического цинкования включает формирование электролитической ячейки, состоящей из двух металлов, образующих электроды, и пропускание электрического тока через электролит. В то время как цинк образует анод, металл (например, сталь), на который наносится гальваническое покрытие, образует катод. Когда через водный раствор пропускают электрический ток, ионы цинка проходят через водный раствор и прикрепляются к поверхности подложки, образуя тонкую пластину. Цинкование выполняется в различных водных растворах, таких как щелочной цианид, щелочной нецианид или растворы солей хлорангидрида.

Хотя процесс может варьироваться в зависимости от требований, основы, стоимости и желаемого типа отделки, на коммерческом уровне он обычно включает следующие основные этапы:

Очистка основания выполняется для удаления с поверхности грязи, ржавчины, масла и т. д. Щелочное моющее средство используется для очистки поверхности, чтобы обеспечить хорошее качество гальванопокрытия цинка, и покрытие останется неповрежденным в течение длительного периода времени. Неправильная очистка обычно приводит к различным дефектам покрытия, таким как отслоение или образование пузырей с течением времени.

Процесс очистки объекта включает два этапа: щелочную ванну и электроочистку. Замачивания металла в щелочной ванне на 5-10 минут при температуре около 150 ° F обычно достаточно, чтобы избавиться от большей части почвы и грязи. После этого детали очищаются далее в электроочистителе . Электрический заряд прикладывается к металлу либо на его катодном, либо на анодном конце, что приводит к выделению кислорода или водорода из раствора, очищая детали на микроуровне. Факторы времени и температуры во многом такие же, как и для процесса щелочной выдержки.

Этап 2

Активация или травление подложки

Активация или травление металла включает удаление оксидов и окалины с поверхности с помощью различных растворов кислот. Эти слои оксидов и окалины образуются на поверхности металлов во время их изготовления, хранения и обращения с ними. Травление обычно проводится с использованием кислот, таких как серная кислота или соляная кислота. Тип металла и толщина чешуек, присутствующих на металле, определяют тип кислоты, время погружения и температуру, необходимые для процесса активации.

Этап 3

Гальваническое цинкование

Надлежащая очистка и активация деталей гарантирует их готовность к гальваническому цинкованию. Металлические детали сначала промывают водой, а затем помещают их в водный раствор, например щелочной цианистый калий. Затем к аноду прикладывается постоянный ток (DC) в течение фиксированного времени. Это приводит к осаждению ионов цинка на катоде, то есть на поверхности металла. Для достижения однородного гальванопокрытия необходимо, чтобы анод и катод были соответствующим образом расположены в водном растворе, а ток протекал равномерно по всей площади поверхности металла. Если ток протекает неравномерно, это приведет к более толстым слоям цинкового покрытия на участках, получающих большее количество тока, и формированию более тонких слоев над углублениями.

Наряду с гальваническим цинкованием используются различные химические вещества для достижения желаемых химических и физических свойств конечного продукта. Свойства могут быть изменены за счет соответствующих вариаций используемого химического агента, продолжительности выдержки, применения электрического заряда, а также временных и температурных факторов.

Этап 4

Промывка и сушка готового изделия

Общее правило заключается в том, чтобы промывать детали водой после каждого этапа процесса гальванического покрытия. После гальванического покрытия металл промывают в емкости с водой для удаления любых загрязнений с поверхности с последующей сушкой. При более сильном загрязнении промывание водой можно проводить несколько раз. Детали моются либо в промывочной ванне, либо под проточной водой, в зависимости от уровня загрязнения и степени, до которой необходимо разбавить поверхность, чтобы удалить загрязнение.

Плюсы и минусы гальванического цинкования

✔ Основными преимуществами гальванического цинкования являются его экономичность и простота применения. Цинковое гальванопокрытие обеспечивает декоративную отделку металлов и может быть окрашено в различные цвета. Его также можно использовать в качестве грунтовки для красок. Он предотвращает образование белой ржавчины в течение длительного периода времени и обладает отличными пластическими и адгезионными свойствами.

✘ Его несколько недостатков включают недостаточную стойкость в морской воде и неспособность формировать однородную толщину из-за формы металла, подвергаемого гальванопокрытию. Он легко образует покрытие на внешних частях металла, но с трудом прикрепляется к внутренним областям объекта.

Процесс цинкования — Sharretts Plating Company

ОБНОВЛЕНИЕ (16.04.2021): SPC больше не занимается новым бизнесом в области цинкования. Пожалуйста, обратитесь к нашей странице покрытий, чтобы узнать о других покрытиях, которые мы предлагаем.

Ржавчина — злейший враг практически любого металла, и ее коррозионное воздействие может быть разрушительным. По данным НАСА, стоимость потерь, связанных с коррозией, для промышленности США составляет примерно 276 миллиардов долларов в год, а мировая цифра приближается к 1 триллиону долларов. Отрасли, наиболее сильно затронутые коррозией, включают производство, транспорт, правительство, коммунальные услуги и инфраструктуру.

Процесс, известный как цинкование, часто используется для защиты таких металлов, как железо и сталь, от безжалостных сил коррозии. Цинкование включает электроосаждение тонкого покрытия металлического цинка на поверхность другого металлического объекта, известного как подложка. Цинковое покрытие создает физический барьер, препятствующий проникновению ржавчины на нижележащую металлическую поверхность. Цинк выбран из-за его врожденной способности бороться с коррозией. На самом деле, цинк часто называют рабочая лошадка для защиты от коррозии

В то время как использование соединений цинка началось более 2500 лет назад, производство металлического цинка впервые произошло в Индии примерно в 15 ^-м-м веке. Сегодня почти треть всего металлического цинка используется для гальванизации, которая представляет собой покрытие металлической поверхности для защиты от ржавчины. Цинкование является наиболее распространенным методом гальванизации.

Покрытие цинком: биобезопасная альтернатива

Покрытие цинком является относительно новым процессом и не получило широкого распространения примерно до 19 века. 80. До этого кадмий был предпочтительным металлом для гальванопокрытий в тех случаях, когда требовалась максимальная защита от коррозии. Однако кадмий является высокотоксичным веществом, способным оказывать кумулятивный отравляющий эффект в течение длительного периода времени.

Хотя цинк не может полностью сравниться с кадмием с точки зрения его антикоррозионных свойств, он рассматривается как более экологичная альтернатива. В наши дни использование кадмирования, как правило, ограничивается приложениями, где покрытие цинком не обеспечивает достаточную защиту от коррозии или требуются дополнительные уровни защиты. Однако использование кадмия в гальванических операциях должно соответствовать действующим экологическим нормам.

Пошаговый процесс цинкования

Цинкование — относительно сложный процесс, требующий высокого уровня знаний. Также требуется специальное оборудование и машины, в том числе выпрямитель, станция нанесения покрытия, вспомогательный резервуар для надлежащего растворения цинкового анода и резервуар. Вот краткий обзор того, как работает типичный процесс цинкования:

Подготовка и очистка поверхности — Очень важно тщательно очистить поверхность подложки перед нанесением покрытия. Любой мусор или загрязнения, остающиеся на поверхности, будут препятствовать надлежащей адгезии цинкового покрытия. Щелочной раствор моющего средства обычно используется для очистки поверхности, за которой следует обработка кислотой для удаления поверхностной ржавчины. Эта последняя процедура называется травлением.
Приготовление гальванического раствора — Цинкование требует погружения подложки в специально приготовленный раствор электролита, который называется электролитической ванной. Ванна состоит из ионного раствора металлического цинка и различных химикатов, облегчающих процесс нанесения покрытия. Они также помогают получить желаемые химические и физические свойства готового продукта. Конкретные типы растворов цинкового электролита включают:
Кислотный цинк — Это широко используемая технология покрытия, известная своей высокой эффективностью, быстрым осаждением и превосходной кроющей способностью. Однако кислый цинк также обеспечивает плохую метательную способность и распределение толщины.
Щелочной цинк — Обеспечивает меньшую эффективность покрытия, чем кислый цинк, и более низкую скорость электроосаждения, но обеспечивает лучшее распределение толщины и пластичность
Выбор подходящей процедуры цинкования — После приготовления раствора детали готовы к цинкованию. Выбранный метод может включать нанесение покрытия на стеллажах, при котором более крупные детали прикрепляются к металлическим стеллажам, которые помещаются внутрь резервуара, содержащего ванну для покрытия. Детали остаются неподвижными во время нанесения покрытия. Нанесение гальванического покрытия обычно используется для небольших деталей — вместо бака для гальванического покрытия детали помещаются внутрь бочки и вращаются, что обеспечивает более однородную отделку.
Знакомство с электрическим током — Гальваническое покрытие также известно как электроосаждение, поскольку электрический ток используется для осаждения ионов металла на поверхность подложки. В случае цинкования подложка служит катодом. Постоянный ток, возникающий на аноде, вводится в ванну и течет к подложке. Затем ионы цинка осаждаются на поверхности. Ток течет от катода обратно к аноду, замыкая цепь.
Процедура последующей обработки — После завершения процесса электроосаждения детали готовы к последующей обработке. Обычно это включает промывку деталей водой для удаления любых оставшихся загрязнений и остатков гальванического покрытия. В случае сильного загрязнения детали необходимо промыть несколько раз. Завершающим этапом является тщательная сушка оцинкованных деталей. В ситуациях, когда требуется дополнительная защита от коррозии, в процесс последующей обработки может быть включено нанесение пассиваторов и герметиков.

Факторы, влияющие на результаты цинкования

Существует множество факторов, которые могут повлиять на результат проекта цинкования, большинство из которых может эффективно управляться и контролироваться опытным поставщиком решений для обработки металлов. Некоторые факторы включают:

Плотность тока — Плотность постоянного тока, протекающего от анода к катоду, может оказывать существенное влияние на толщину цинкового покрытия. Чем выше плотность тока, тем больше толщина покрытия. Если плотность тока превышает практические пределы, вероятно, это приведет к морщинистой поверхности подложки.

Температура — Температура гальванической ванны также напрямую влияет на результат цинкования. Более высокие температуры ванны уменьшают диффузию водорода на катоде и увеличивают расход отбеливателей и других добавок. Существует также тесная связь между температурой и плотностью тока. Когда оба увеличиваются, результатом будет более яркое отложение цинка. Когда температура повышается, но плотность тока остается неизменной, происходит образование более крупных металлических кристаллов.

Концентрация цинкового налета — Уровень концентрации цинка в гальваническом растворе влияет на яркость и текстуру гальванического продукта. Более высокие концентрации приведут к более шероховатой поверхности, а более низкие концентрации приведут к более яркому покрытию с мелкими кристаллами.

Другие контролируемые факторы, влияющие на результат при цинковании, включают:

Расположение анода и катода
Состояние поверхности подложки
Перемешивание ванны (или его отсутствие)
Использование добавок, таких как поверхностно-активные вещества и отбеливатели
Концентрация ионов водорода
Продолжительность фактического времени покрытия
Степень фильтрации ванны цинкования
Эффективность операции промывки
Концентрация загрязняющих веществ и примесей в гальванической ванне

Нанесенное цинковое покрытие, как правило, будет тускло-серого цвета, хотя хроматы после обработки доступны в широком диапазоне цветов, включая желтый, синий, черный и оливково-серый. При желании детали с гальваническим покрытием можно покрасить. Чистое цинковое покрытие будет иметь твердость от половины до одной трети твердости стали.

Как цинковое покрытие предотвращает коррозию?

Одним из наиболее важных преимуществ цинкования является то, что оно значительно повышает коррозионную стойкость подложки. Но как это происходит на самом деле? В дополнение к формированию физического барьера цинк служит жертвенным покрытием. Это означает, что цинковое покрытие будет подвергаться коррозии вместо металлической подложки, которую оно защищает.

Кроме того, цинк реагирует с кислородом в атмосфере с образованием оксида цинка. Оксид цинка впоследствии реагирует с водой с образованием гидроксида цинка, который связывается с диоксидом углерода, образуя тонкий слой карбоната цинка. Карбонат цинка прилипает к цинку на металле с покрытием, обеспечивая еще большую защиту от коррозии.

Цинкование

Покрытие цинком имеет множество промышленных применений. Цинк может обеспечить антикоррозионное покрытие на более мелких металлических деталях, таких как гайки, болты, винты и крепежные детали. Как правило, большинство деталей оборудования покрыты цинком. Циновое покрытие также получило широкое распространение в автомобильной промышленности в качестве средства защиты таких деталей, как тормозные трубки, тормозные суппорты и компоненты усилителя рулевого управления.

Дополнительно цинкование применяется при производстве танков, БТР и другой тяжелой военной техники. Цинковое покрытие также может служить защитным грунтовочным покрытием перед покраской, так как оно способствует лучшей адгезии краски.

Другие преимущества цинкования

Цинковое покрытие обеспечивает превосходную защиту от коррозии. Другие основные причины выбора цинкового покрытия включают в себя:

Низкая стоимость — Поскольку цинк можно найти в изобилии, он считается более рентабельным процессом покрытия, чем при использовании драгоценных металлов, таких как золото или палладий. Это делает цинкование предпочтительным выбором для любой компании, которая внимательно следит за расходами.
Повышенная прочность — Хотя цинк является относительно легким металлом, цинковое покрытие может увеличить прочность подложки.
Наплавка с низким напряжением — Нанесение цинкового покрытия не создает чрезмерной нагрузки на металлическую деталь или компонент.
Гибкость — Цинк совместим с широким спектром химических составов ванн, обеспечивая большую гибкость при настройке результатов покрытия. Цинк также поддается гальванике как в стойке, так и в барабане.
Пластичность — Цинк является чрезвычайно пластичным металлом, то есть его можно растянуть в длинные тонкие нити без разрыва. Это позволяет легко придать цинку форму подложки.
Устойчивость к высоким температурам — Цинк способен выдерживать температуры до 120°F, что позволяет снизить затраты на охлаждение.
Борьба с водородным охрупчиванием — Цинковые покрытия менее подвержены развитию водородного охрупчивания, состояния, при котором металл становится хрупким из-за диффузии водорода в поверхность. Однако должны быть реализованы соответствующие процедуры по снижению водородного охрупчивания с помощью покрытия высокопрочных металлических крепежных изделий.
Безвредность для окружающей среды — Цинкование считается относительно экологически безопасным процессом, особенно по сравнению с кадмиевым аналогом. Цинк также предлагает преимущество вторичной переработки.
Эстетическая привлекательность — Цинкование может улучшить внешний вид железной или стальной детали или компонента. Введение цветов во время последующей обработки также может помочь вам настроить внешний вид готового продукта.

Когда следует избегать цинкования

Несмотря на множество преимуществ цинкования, этот процесс подходит не для всех ситуаций. В частности, следует избегать цинкования критических стальных деталей, подвергающихся воздействию температур 500°F и выше. Его также не следует использовать в морской среде или морской воде, а также в тропических условиях — эти условия могут способствовать образованию объемной коррозии.

Не наносите цинковое покрытие на оборудование с движущимися частями, которые соприкасаются друг с другом. Цинковое покрытие также не следует использовать на изделиях или оборудовании, хранящихся в закрытых помещениях, подверженных сильной конденсации влаги.

Измерение эффективности покрытия цинком

Хорошим способом оценки эффективности цинкового покрытия или способности основания противостоять коррозии в целом является применение процедуры, известной как испытание в солевом тумане. Испытание соляным туманом, часто используемое в автомобильной промышленности, заключается в опрыскивании деталей 5% раствором соли, растворенной в воде, в закрытом шкафу при постоянной температуре 95°F.

Испытатели фиксируют, сколько времени требуется для появления «белой» ржавчины, порошкообразного вещества, которое часто образуется на оцинкованной стали, а также более разрушительной «красной» ржавчины. Это указывает на необходимость корректировки процесса цинкования в соответствии с требуемыми производственными допусками.

Цинковое покрытие Долговечность

Существует множество факторов, влияющих на то, как долго цинковое покрытие будет обеспечивать надежную защиту от коррозии. Качество покрытия имеет жизненно важное значение, поэтому вам следует тщательно оценить компанию, которую вы выберете для оказания услуг по цинкованию. Более толстые покрытия и использование правильных продуктов для последующей обработки также могут повысить защитные свойства. Окружающая среда также играет решающую роль в образовании коррозии.

Покрытие цинковыми сплавами

Цинк часто сплавляют с другими металлами, что может привести к улучшению характеристик по сравнению с покрытием только цинком. Цинк-никелевый сплав, который может состоять из никеля в количестве от 6 до 20%, может значительно повысить защиту от коррозии. Цинк-никель в настоящее время широко используется в автомобильной промышленности. Оловянно-цинковый сплав также обеспечивает превосходную защиту от коррозии, а также идеальную свариваемость и электропроводность.