Как оцинковать металл?

Лада 2115 › Бортжурнал › Травление ржавчины электролизом. Цинкование электролизом.

Решил применить что то поэфективне. Для этого мне известны: реаактивные грунты,
эпоксидные грунты, цинкование.
Выбрал последнее -травление элктролизом с последующим цинкованием.
Не занималься этим. Поэкперемнтировал. В блоге www.drive2.ru/b/3044887/. Читателей у меня мало.
Тем не менее интерес к этой теме был отмечен. Тема в принципе известная, но редко метод используется.
Были вопросы. Решил поделится опытом с подробным описанием технологии и моего скромного опыта.

Достоинства этого (по моему мнению)
1-Дешево
2-Технология относительно несложная. Легко осуществить в гаражных условиях.
3-Надежно Если не поленится и вытравить все ржавчину, далее зацинковать — ржавчина не появляется
очень долго.
4-Цинковать можно в любую погоду. Дождь, влажно, пасмурно и тп. Зимой в морозы конечно не получится.

Недостатки
1- Трудоемко особенно для больших поверхностей. Трудоемко загрунтовать например весь
капот. Хотя и такое видел. Для небольших зон — то что надо.
2- Достаточно долго идет процесс травления ржавчины. Частично эту проблему решил
чередованием механической очистки и травлением.

Процес предполагает два этапа. 1 этап самый сложный -травление. 2 этап цинкование.
Электрическая схема одна и таже. Минус акумулятора через лампу соединяем на кузов
автомобиля. Минус на кузов. Плюс на электрод. Растворы, лампы и электроды разные для каждого этапа.
Вместо аккумулятора можно использовать зарядное устройство.
Лампу используем, во первых для предотвращения короткого замыкания. Во вторых для
ограничения тока. По яркости лампы также можно определять примерно величину тока.
При травлении ток чем больше тем быстрее. А вот при цинковании более 1 ампера ток не
желателен. Иначе цинк ложится быстро, хлопьями. Слой получается рыхлый.
Электроды обматываем тряпкой, так чтобы между кузовом и электродом не было КЗ.

Электрод: Нержавеющая сталь Я взял нержавеющую ложку. В принципе можно использовать
обычную сталь.
Лампа: Н4 50 W Максимальный расчетный ток 5 ампер. Можно в принципе взять что то помощней на 10 ампер
Процесс пойде быстрее.

Материалы для второго этапа цинкование
Раствор: Паяльная кислона. Продается там где продают паяльники. 50 мл 30 руб.
50 мл хватит по моему опыту на 10 кв см И даже больше. Смотря как лить.
Видел на сайте, что в качестве раствора используют цинкарь.
Можно использовать травленную цинком соляную или серную кислоту.
Лутше соляную.

Электрод: Цинк. Где взять? Я брал из старых использованых солевых батареек.
Как понять что батарейки солевая (Корпус цинковый)
==САМЫЙ ПРОСТОЙ СПОСОБ Солевая батарека (цинковый корпус) не магнитятся Проверить магнитои можно
==По обозначению на батарейке
Первая буква
Если “L”, то перед вами щелочная батарейка,
если “S” — то серебряно-цинковая,
если “С” — то литиевая,
если этой буквы нет — то солевая.
Вторя буква (а может получится первая о буква)
“R” — обозначает цилиндрическую форму элемента,
“F” — плоскую.
Если перед буквенным обозначением стоит цифра, то она обозначает количество параллельно соединенных
элементов в батарее.
Например, 6F22 обозначает солевую батарейку типа “Крона”, состоящую их шести 1,5-вольтовых элементов.
Число в конце строки обозначает размеры элемента, а конкретнее — его радиус.
==Температура плавления цинка 474 градуса Если отрезать стружку от корпуса батарейки
и нагреть зажигалкой -расплавится
==Цинк мягче стали Режется обычными канцелярскими ножницами
Лампа: Р21 Максимальный расчетный ток 1.75 ампер.

Далее описываю сами процесы травления и цинкования.
Очишаем механически краску и ржавчину.

Технология травления ржавчины

Макаем конец электрода с тряпкой (нержавеющую ложку) в растворе кальцинированой соде и водим
по кузову. Можно просто держать на одном месте. Можно бильевой прищепкой прижать к кузову и
только подливат на тряпку раствор.
ВАЖНО! Для ускорения процесса необходимо чередовать процесс травления и механической очистки
грязи (ржавчины и продуктов разложения ржавчины).
И так травим от 10 секунд до 1 минуты (Можно и больше)
Далее дрелью с диском-карчеикой механически затиреем протравленое место. До этого раствор с поверхности
не вытираем.
На поверхности появляется размазаная гряью. Ее стираем чистой тряпкой.
Повторяем этот процес. Обычно не более десяти раз. Смотря какая глубина раковин.

Технология цынкования
Подключаю лампу Р21
Беру электрод из цинка. Смачиваю трябку прямо из тюбика пяльной кислотой.
И вожу по поверхности. Важно! Останавливать на месте электрод не льзя. Иначе волосья тряпки
прилипают к поверхности. Цынкуется быстро. Около минуты на 1 кв см
Далее нетрализую кислоту раствором пишевой соды. Кисточкой намазываю. Шипит.
После смываю струей воды.
Все! Далее можно переходить к покраске.

Травил я багажник, местами. Жаль, фоток не делал. Были раковины глубже. Все вытравилось.
Там сквозных дыр не было. Только поверхность заржавела. Можно поверить на слово.

В процессе, во круг меня ходили любопытные. Одному любопытному, по его просьбе зацинковал
небольшое пятно на кузове. Грунтом и краской не покрывали. За месяц, а у нас дожди, ржавчина
не появилась. Но не занцинкованых раковон под лупой у него не было. Тщательней протравили.

Будут фотки других примеров. Догружу их.
2016-06-18 18:13 Двери кусок зацинковал. Покрыл реактивным грунтом

Данная тема не новая, хотя метод используют редко В инете много информации
Вот ссылки
Цинкор – Авто Защита от коррозии
shop.zr.ru/catalog/Cinkor…vto_zashhita_ot_korrozii/
Покрытие кузова цинком в домашних условиях
suvorov-castom.ru/pokryti…iny-cinkom-svoimi-silami/
Правим кузов часть 2
www.drive2.ru/l/1156626/

Борьба со ржавчиной. Локальное цинкование. Часть 1.
www.drive2.ru/l/4467349/
Гальваническое цинкование жучков
www.drive2.ru/l/6909590/

Нетрадиционные методы борьбы с коррозией.
passatb2.ru/viewtopic.php?id=15

Эпоксидный грунт- испытание, проверка
www.drive2.ru/l/6102428
================= Добавлено 2016-07-28 20:57 ===============
Muzhikbuldozer www.drive2.ru/l/10561561 “Подготовка кузовщины к покраске и избавление от ржавчины(1).”
Еще 2016-09-07 17:51
cloniamix Борьба с рыжиками.Часть 3(от теории к практике)
www.drive2.ru/l/453498794630186690/
2017-05-14 13:22
Борьба с ржавчиной. Цинкование www.drive2.ru/l/1104046
================= Еще примеры =================================
2018_05_13 Левая перередняя арка



Способы гаражного и промышленного цинкования металла

Цинкование металла: суть и назначение процесса. Различные технологии цинкования металла. Преимущества оцинкованных металлоконструкций. Процесс цинкования металла в домашних условиях.

Цинкование металла – это технологический процесс, суть которого заключается в нанесении на поверхность металлических деталей специального цинксодержащего состава. Данная процедура призвана предупредить образование окислов и ржавчин, что благоприятно влияет на срок службы металлоконструкций любого типа. Цинкование можно осуществить не только в производственных условиях, но и своими руками. В статье подобно изложены различные методики цинкования металла.

Суть и назначение процесса цинкования металла

Цинк является основным компонентом специальной химической смеси, которой принято покрывать изделия из металла во избежание развития коррозионных процессов. Повышенная влажность, воздействия механического характера, химические реакции – все это может спровоцировать окисление поверхности металла, однако оцинкованные изделия гораздо меньше подвержены коррозии.

Цинк и металл в симбиозе образуют гальваническую пару, где цинк принимает на себя все барьерные функции и, следовательно, вступает в различные формы взаимодействия с факторами окружающей среды.

Поверхность изделия будет сохранять свой первоначальный вид до тех пор, пока не разрушится полностью верхний цинковый слой. В местах, где цинк подвергается наиболее сильному воздействию, под влиянием молекул воды и кислорода образуется защитный слой гидроксида, который также сохраняет целостность металла.

Цинкование алюминия и других видов металлов происходит с использованием разных методов, однако наибольшее влияние на эффективность результата данной процедуры оказывает класс толщины цинкового слоя, который определен по ГОСТ 14918-80.

Класс толщиныМасса м2 площади покрытия (с двух сторон), гТолщина цинкового слоя, мкм
Повышенный (П)От 570 до 855От 40 до 60
1От 258 до 570От 18 до 40
2От 142,5 до 258От 10 до 18

Классы цинкового покрытия П и 1 чаще всего используются в условиях сложной климатической обстановки повышенной влажности и перепадов температур.

Свойства и преимущества оцинкованных покрытий

  • износостойкость и длительность службы окрашиваемого покрытия;
  • низкая себестоимость в сравнении с ценой на окрашивание без предварительного цинкования за срок до 25 лет;
  • простые требования к изделиям из металла.

Цинкование металла осуществляет не только барьерную и защитную, но и электрохимическую защиту верхних слоев обработанных изделий.

Цинкование с фосфатированием

Цинкование с фосфатированием принято использовать для обработки цветных металлов. В результате процедуры на верхнем слое детали из металла образуются фосфаты цинка, марганца или железа, которые являются малорастворимыми элементами, что усиливает барьерные и электроизоляционные качества обрабатываемых поверхностей.

Цинкование с фосфатированием можно применять в отношении следующих видов металлов:

  • чугуна;
  • кадмия;
  • низколегированных углеродистых сталей;
  • меди;
  • цинка;
  • алюминия.

Металлические предметы, оцинкованные посредством фосфатирования, могут использоваться даже в условиях тропиков. Они не подвержены воздействию нагретых материалов, смазочной органики (масел), бензола, толуола и всех газов за исключением сероводорода.

Способы и методы цинкования

  • горячее;
  • холодное;
  • гальванизация;
  • термодиффузионное цинковое покрытие;
  • напыление под воздействием термических газов.

При выборе технологии цинкования металла нужно отталкиваться от предназначения изделия и способов его эксплуатации. Заранее необходимо определить класс толщины цинкового слоя, так как от этого зависит весь технологический процесс, включая настройку производных температур.

Изделия из металла, на которых уже присутствует цинк, не стоит подвергать механическим воздействиям, так как можно нарушить целостность защитного покрытия.

Горячее цинкование

Сталь цинкуется горячим методом в 2 этапа:

  1. Подготовительные меры.
  2. Процесс цинкования.

Подготовка изделий также делится на следующие друг за другом производственные стадии:

  1. Зачистка и обезжиривание поверхности.
  2. Травление с помощью кислот.
  3. Промывание деталей.
  4. Флюсование (вычленение из металла солей и оксидов).
  5. Просушка.

После завершения этапа 1 деталь погружают в специальный резервуар с расплавленным цинком, после чего начинает формироваться тонкий защитный слой из железа и цинка. Далее изделие подвергается продуванию, которое призвано обеспечить полное высыхание изделия, а также удаление лишних образований.

Недостаток данного метода оцинковывания металла заключается в ограничении габаритов обрабатываемых изделий размерами резервуара.

Холодное цинкование

Для холодного цинкования потребуется специальный цинковый состав (например «Цинокол») и малярный инструмент (кисть, валик). Смесь включает от 86% цинка, благодаря чему защитное покрытие образуется сразу после нанесения состава на металлическую поверхность.

Если конфигурация поверхности не позволяет нанести цинковую смесь малярным инструментом равномерно, применяют краскопульт – устройство для распыления различных материалов.

Холодный метод цинкования не имеет аналогов, если речь идет о нанесении или восстановлении защитного слоя металлоконструкций, в отношении которых невозможно применить иные способы цинкования (например, уже смонтированное оборудование, леса или трубы). Также такой метод является лучшим решением для проведения ремонтных работ.

Холодный способ цинкования можно производить в широком температурном диапазоне, при этом защитный покров сохраняет гибкость и устойчивость к различным повреждениям.

Гальванический метод

Гальванизация сопровождается высокой адгезией элементов металла и цинка, соединенных на молекулярном уровне. Можно достичь не только максимально равномерного цинкового покрытия по всей площади детали, но и придать ему декоративный вид.

Процесс электрохимической гальванизации происходит так:

  • пластины или другие объекты из металла погружаются в специальную электролитическую жидкость;
  • объект обработки подключается к источникам тока с разными зарядами;
  • разность потенциала заставляет материал разрешаться, после чего молекулы цинка начинают подниматься к поверхности изделия, образуя тем самым защитный слой.

Цинкование металлоконструкций гальваническим методом позволяет воссоздать неповторимый декоративный узор, контролируя при этом толщину барьерного слоя.

Главный недостаток процедуры – высокая стоимость, которая складывается из цен на электроэнергию, состав электролита, оборудование и другие производственные элементы.

Термодиффузионное покрытие цинком

Как правило, данную технологию применяют в случае необходимости создания защитного слоя свыше 15 мкм.

Подготовка самих деталей происходит по стандарту. Термодиффузионный метод, как и другие технологии, обладает рядом положительных и отрицательных черт.

  • безопасность и экологичность;
  • возможность контролировать толщину цинковой наслойки;
  • высокое качество защитного покрытия без образования пор;
  • после процедуры не остается специфических отходов, нуждающихся в особом виде утилизации;
  • можно осуществить цинкование изделий даже со сложной геометрической конструкцией.
  • наличие налета на оцинкованных деталях, отсутствие зеркального блеска;
  • образование цинковой пыли в окружающей среде;
  • средний уровень производительности;
  • цинкование может получиться неравномерным.

Газотермическое напыление цинка

Как отличить оцинкованный металл от обычного

Оцинкованная и обычная нержавеющая сталь имеют разную себестоимость, поэтому стоит знать, как их различить в условиях не всегда честного современного рынка.

  1. На глаз. Оцинкованная сталь, как правило, имеет характерные радужные разводы. Также обычный металл имеет более матовую поверхность. Если на металле нет кристаллических декоративных узоров, то цинковое покрытие имеет зеркальный блеск.
  2. Магнит. Оцинкованные поверхности обладают более сильными электромагнитными свойствами, что можно проверить с помощью обычного магнита.
  3. Спектральный анализ. Требуется специальное оборудование, определяющее химический состав стали, но данный способ считается наиболее точным и надежным.
  4. Химический метод. Соляная кислота вступает с цинком в химическую реакцию, при которой начинается выделяться водород. Достаточно небольшого количества соляной кислоты.

При покупке оцинкованной стали рекомендуется выбрать надежного и ответственного поставщика, что избавит от проблем с определением подлинности металла и наличия у него цинкового покрытия.

Простой способ цинкования в домашних условиях

Подготовка электролита

Электролитом может стать любой раствор, в котором содержится цинк:

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

При травлении необходимо быть максимально осторожным, так как во время химической реакции выделяется взрывоопасный газ Н2.

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

  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).

Если у вас имеется опыт цинкования металла в домашних или промышленных условиях, вы можете поделиться им в комментариях.

Цинкование металла: разновидности, проведение в домашних условиях

Защита металла от возникновения и развития коррозии является очень актуальным вопросом, решение которого позволяет значительно продлить срок службы металлических изделий, а также сделать их эксплуатацию более надежной. Самым распространенным способом, позволяющим обеспечить такую защиту, является цинкование, подразумевающее нанесение на поверхность металла покрытия, в химическом составе которого может содержаться до 95% цинка. Цинкование металла можно выполнять по различным технологиям, каждая из которых применяется в определенных ситуациях и имеет как достоинства, так и недостатки.

Цинкование получило наибольшее распространение среди других анодных защитных покрытий металлов

Для чего на сталь наносят слой цинка

Хорошо известно, что изделия, изготовленные из стали, очень подвержены коррозионным процессам, особенно при эксплуатации в условиях повышенной влажности. Между тем, если оцинковать стальную деталь, можно обеспечить ей надежную защиту от коррозии. Объясняется это тем, что цинковое покрытие образует с основным металлом гальваническую пару, в которой цинк имеет большую степень электроотрицательного заряда, чем сталь.

В такой гальванической паре при воздействии на ее составляющие агрессивных факторов внешней среды подвергается воздействию коррозии именно цинк, а химические реакции стали практически исключаются. Таким образом, коррозионная защита стали будет обеспечена до тех пор, пока покрытие, состоящее из цинка, полностью не разрушится. При этом на тех участках стального изделия, где покрытие из цинка по каким-либо причинам разрушается, под воздействием кислорода и влаги формируется гидрооксид цинка, который также обладает хорошими защитными свойствами.

Преимущества нанесения цинка перед окрашиванием

Цинкование изделий из стали позволяет обеспечить им не только барьерную, но и электрохимическую защиту. Цинкование металла может выполняться по разным технологиям, для реализации которых применяется различное оборудование. Используя отдельные виды таких технологий, можно выполнить цинкование в домашних условиях и при этом добиться отличного результата.

Методы цинкования

На сегодняшний день цинкование металла осуществляется с помощью следующих методов:

  • горячего;
  • холодного;
  • гальванического;
  • газотермического;
  • термодиффузионного.

Выбор метода, который будет использоваться для цинкования деталей и конструкций, изготовленных из стали, зависит от условий их эксплуатации, а также от характеристик, которым должен соответствовать защитный слой. Вне зависимости от используемой технологии цинкования необходимо заранее определиться с толщиной формируемого защитного слоя, которая зависит от таких параметров технологического процесса, как время воздействия на металл рабочей среды, а также от температуры выполнения обработки. При использовании стальных деталей и конструкций, на поверхность которых нанесен слой цинкового покрытия, следует иметь в виду, что они не должны подвергаться значительным механическим воздействиям, так как защитное покрытие из данного металла отличается высокой хрупкостью и может легко разрушиться.

Чтобы разбираться в том, какие виды цинкования следует использовать в той или иной ситуации, надо хорошо изучить каждый из них.

Горячее цинкование

Горячее цинкование металлоконструкций, хотя и позволяет добиться наилучшего качества и долговечности обработанных изделий, занимает среди подобных технологий только второе место по распространенности. При использовании этого метода возникает проблема экологической безопасности, так как его реализация требует применения сильных химических реагентов для подготовки обрабатываемой поверхности, а сама процедура выполняется в расплавленном цинке.

Промышленная линия горячего цинкования

В процессе оцинкования стали с использованием горячего метода выделяются два этапа:

  1. подготовка поверхности изделия к обработке;
  2. сама процедура покрытия металла цинком.

В свою очередь подготовка обрабатываемой поверхности также выполняется в несколько этапов:

  1. очистка и обезжиривание;
  2. травление с использованием кислотных растворов;
  3. промывка после травления и флюсование;
  4. тщательная просушка.

Погружение опор в ванну с горячим цинком

После того как изделие прошло все этапы предварительной подготовки и полностью просохло, его помещают в специальную ванну, наполненную расплавленным цинком. В результате на поверхности стального изделия формируется тонкий слой, состоящий из железа и цинка (Fe-Zn), который и обеспечивает надежную защиту от коррозии. После извлечения из ванны изделие обдувают сжатым воздухом, за счет чего обеспечивается не только его просушка, но и удаление с обработанной поверхности лишнего цинка. Большим недостатком данного метода цинкования металла является то, что размеры изделий, которые могут быть ему подвергнуты, ограничены габаритами ванны с расплавленным цинком. Между тем на крупных производственных предприятиях процесс оцинкования стали – строительных лесов, мачт освещения, опор ЛЭП (линий электропередачи) – осуществляется именно таким способом.

Поскольку данный метод связан с большими трудозатратами и необходимостью применения сложного технологического оборудования, для цинкования металла в домашних условиях он не применяется.

Холодное цинкование

Широкая популярность, которую метод холодного цинкования стали приобрел в последние годы, объясняется рядом причин. Самая главная из них состоит в том, что при своей высокой технологичности и простоте реализации такой метод цинкования позволяет создавать на поверхности металла слой, отличающийся высокими защитными свойствами. Немаловажным является и то, что при этом не требуется оборудование для цинкования металла, поэтому такую оцинковку можно выполнить своими руками даже в домашних условиях.

Суть технологии холодного цинкования заключается в том, что на поверхность обрабатываемого изделия наносится специальная цинкосодержащая смесь, в качестве которой может быть использован цинконол или любой другой состав. Наносить цинконол или другую смесь можно при помощи обычной кисточки или валика. В тех случаях, когда покрыть такой смесью необходимо изделия сложной конфигурации или труднодоступные места, для ее нанесения можно использовать краскопульт. Цинконол и другие составы, используемые для выполнения холодного цинкования, позволяют получить на поверхности металла защитный слой, содержащий 89–93% цинка.

Схема холодного цинкования

Оцинковка металла с помощью холодного метода является безальтернативной в тех случаях, когда требуется обеспечить защиту от коррозии конструкциям, которые не могут быть покрыты слоем цинка по другим технологиям. К таким конструкциям, в частности, относятся уже смонтированные трубы, опоры линий электропередач, элементы железнодорожных путей, а также другие металлические элементы, которые находятся в смонтированном (стационарном) состоянии.

Цинконол и другие составы для выполнения холодного цинкования широко используются и при ремонтных работах, когда необходимо восстановить поврежденный цинковый слой на металлическом изделии или конструкции. В частности, при помощи данного метода может быть выполнена восстановительная оцинковка кузова автомобиля (более того, использовать цинконол и другие смеси можно и для начального, полного цинкования кузова своими руками).

Составы для холодного цинкования представляют собой полимерные растворы с добавлением высокодисперсионного цинкового порошка

Выполнять холодное цинкование изделий из стали можно в достаточно широком температурном интервале, при этом сформированное покрытие отличается не только высокими защитными свойствами, но и хорошей эластичностью, устойчивостью к механическим повреждениям и температурным расширениям.

Если говорить о недостатках метода холодного цинкования, то к ним можно отнести недостаточно высокую устойчивость сформированного покрытия к механическим воздействиям, а также необходимость в строгом соблюдении техники безопасности при осуществлении такой процедуры, требующей использования органических растворителей.

Гальванический метод

Гальваническое цинкование, при выполнении которого на поверхность обрабатываемого изделия оказывается электрохимическое воздействие, позволяет получать покрытия, не только отличающиеся высокой точностью по толщине, но и обладающие исключительной гладкостью. Такое электрохимическое цинкование обеспечивает формирование на поверхности металла защитного слоя, толщина которого находится в интервале 20–30 мкм.

Гальваническое цинкование позволяет регулировать толщину формируемого защитного слоя, при этом он отличается равномерностью и высокой декоративностью. За счет того, что при выполнении гальванической оцинковки металл и цинк, который наносится на его поверхность, соединяются на молекулярном уровне, готовое покрытие отличается исключительно высокой адгезией с основным металлом. Между тем на степень адгезии оказывает влияние наличие на поверхности обрабатываемого изделия жировых и окисных пленок, удалить которые полностью (особенно в условиях массового производства) практически невозможно.

Гальваническая линия цинкования включает в себя полный комплекс обработки (от подготовки до закрепления)

Гальваническое цинкование выполняют следующим образом. Обрабатываемая конструкция и цинковые пластины помещаются в электролитический раствор, а затем подключаются к положительному и отрицательному контактам источника электрического тока. За счет сформированной таким образом разности электрических потенциалов пластины начинают растворяться в электролите, и молекулы цинка устремляются к поверхности обрабатываемого изделия, оседая на ней и формируя однородный защитный слой.

Большим преимуществом, которым гальваническое цинкование отличается от других технологий, является то, что оно позволяет сформировать на поверхности изделия защитный слой, отличающийся исключительными декоративными характеристиками. Гальваник при этом может регулировать толщину такого слоя.

К наиболее значимому недостатку данного метода можно отнести его достаточно высокую себестоимость, которая складывается не только из стоимости цинковых пластин и электролита. Например, использованный электролит, который содержит достаточно большое количество опасных отходов, необходимо тщательно очищать перед отправкой в канализацию, что также серьезно отражается на себестоимости метода.

Термодиффузионное цинкование

Термодиффузионная технология цинкования металла (ТДЦ), которую часто называют шерардизацией, была разработана еще в 20-х годах прошлого столетия, но долгое время применялась недостаточно активно. С конца прошлого века оцинковывание металла по данной технологии вновь обрело популярность.

Суть данного метода покрытия металлического изделия цинком заключается в том, что обрабатываемую деталь вместе с цинкосодержащей сухой смесью помещают в герметичный контейнер, в котором создается высокая температура – порядка 2600°. Под воздействием такой высокой температуры атомы цинка переходят в газообразное состояние, что значительно облегчает их диффузионное проникновение в поверхностный слой обрабатываемого изделия. Используют такую технологию цинкования преимущественно в тех случаях, когда на поверхности обрабатываемого металла необходимо сформировать защитный слой, толщина которого превышает 15 мкм.

Установка для термодиффузионного цинкования

Термодиффузионное покрытие изделий из металла цинком, подготовка к которому выполняется так же, как и при горячем цинковании, отличается рядом преимуществ, к которым следует отнести:

  • полную экологическую безопасность процесса, так как он выполняется в герметичном контейнере;
  • практически полное отсутствие пор на готовом защитном покрытии, отличающемся высокой адгезией к обрабатываемой поверхности;
  • высокую защитную способность покрытия, полученного по данной технологии (в 5 раз выше, чем у цинкового слоя, сформированного гальваническим способом);
  • возможность регулировать толщину цинкового слоя в достаточно большом диапазоне;
  • сохранение даже сложной формы и геометрических параметров покрытого цинком изделия;
  • отсутствие необходимости в специальной утилизации образующихся отходов.

Так выглядят изделия, покрытые цинком по методу ТДЦ

Есть у данного метода покрытия металлических изделий цинком и свои недостатки, к которым следует отнести:

  • не слишком привлекательный грязно-серый цвет готового покрытия и отсутствие металлического блеска;
  • невысокую производительность;
  • наличие включений цинковой пыли в окружающем воздухе при выполнении такого процесса, что наносит вред человеческому здоровью;
  • неоднородность цинкового покрытия по толщине.

Газотермическое напыление цинка

Чтобы покрыть слоем цинка металлический лист или объемную деталь, можно использовать газотермический метод цинкования. Суть такого метода заключается в том, что цинк, присутствующий изначально в составе сухой смеси или проволоки, напыляется на поверхность обрабатываемого изделия в составе газовой среды. Использовать такую технологию оптимально в тех ситуациях, когда цинковый слой надо нанести на крупногабаритные изделия, которые нельзя подвергнуть обработке другими способами.

Принцип газо-термического цинкования

Покрытие металлического изделия цинком при использовании такого метода происходит следующим образом. Частички расплавленного металла, ударяясь об обрабатываемую поверхность, формируют тонкий слой, напоминающий по своей структуре чешую. Такое покрытие, которое характеризуется наличием большого количества пор, дополняется нанесением лакокрасочных материалов. Созданный в результате такого комбинирования слой обладает защитными свойствами, позволяющими металлическому изделию, на которое он нанесен, длительное время успешно эксплуатироваться в достаточно агрессивных средах (высокая влажность, постоянное воздействие морской и пресной воды и др.).

Параметры цинковых покрытий, наносимых всеми вышеперечисленными способами, регламентирует соответствующий ГОСТ, на который и следует ориентироваться специалистам.

Как выполнить процедуру в домашних условиях

Оцинковка в домашних условиях выполняется преимущественно электрохимическим методом или по технологии холодного цинкования, что объясняется простотой данных способов. Чтобы выполнить цинкование своими руками с помощью электрохимического метода, необходимо тщательно подготовить поверхность обрабатываемого изделия. Такая подготовка заключается в очистке и обезжиривании, а также в протравливании кислотой и последующей промывке водой.

Схема гальванической установки для самостоятельного цинкования

Свой аппарат для выполнения гальванического цинкования можно изготовить из источника постоянного тока, выдающего напряжение порядка 6–12 В с силой тока 2–6 А, емкости из диэлектрического материала и устройства, при помощи которого будут фиксироваться электрод и обрабатываемое изделие. Электролитом в данном случае может выступать раствор любой соли, содержащей в своем составе цинк. Приготовить такой раствор можно из аккумуляторного электролита, поместив в него на некоторое время цинк и дождавшись окончания реакции растворения. Полученный состав перед использованием для цинкования следует процедить.

Выполняя оцинковку своими руками, следует иметь в виду, что на толщину и качество формируемого покрытия оказывают влияние следующие факторы:

Цинкование металлических изделий

Цинкование

Это процесс нанесения слоя цинка на металлические (железные) изделия листы, конструкции, детали. Производиться в несколько этапов: обработка для удаления загрязнения и нанесение слоя металла.

В производстве существует два типа цинкования, г орячий и э лектролитический.

Г орячий метод заключается в погружении в расплавленный цинк железа, но большой недостаток такого метода, что листы под воздействием температуры деформируются и используют электролитический.

Электролитическое цинкование применяется для нанесение металла на любую железную поверхность которую нужно защитить от воздействия окружающей среды.

В лабораторных условия нанесения цинка производиться аналогично электролитического, но в качестве электролита используют ZnSO4•7H2O он менее токсичен чем ц ианисто цинковые.

Цинкование применяется для защиты черных металлов от коррозии. Осадок цинка с течением времени заметно темнеет, так как покрывается с поверхности слоем основных карбонатов.

Этим объясняется непригодность цинка в качестве декоративного покрытия. Цинк имеет более отрицательный потенциал, чем железо ( φ°Zn/Zn 2+ =—0,76 в), поэтому цинковое покрытие обеспечивает электрохимическую защиту черных металлов от коррозии. Скорость коррозии цинковых покрытий зависит от условий их эксплуатации.

Так, по данным в средних широтах скорость коррозии цинкового покрытия составляет около 0,5—0,6 мк в год для сельской местности и 3,6 мк для промышленного района с атмосферой, загрязненной SO2, SO3, СО2 и другими активными агентами. В условиях высокой влажности воздуха при значительных колебаниях температуры с обильным выпадением росы (в тропических широтах) скорость коррозии сильно возрастает, и применение цинковых покрытий нецелесообразно. Морская вода также быстро разрушает цинковое покрытие.

В настоящее время нанесение цинка на изделия из черных металлов производится преимущественно горячим способом или электролитически.

Горячий способ цинкования заключается в кратковременном погружении предварительно подготовленных изделий в расплавленный цинк при 450—480° С. Образование покрытия основано на хорошем смачивании железа цинком. Во избежание окисления, поверхность расплавленного цинка покрывают слоем флюса из хлоридов цинка и аммония. Толщина покрытия, вследствие наплывов цинка на отдельных участках поверхности, колеблется в значительных пределах (50—150 мк) и точное регулирование ее невозможно. Из-за этого горячий способ не может быть применен для изделий с точными размерами и в тех случаях, когда высокая температура процесса может изменить их механические свойства. Этот метод весьма широко применяется для цинкования предметов, имеющих внутренние закатанные швы (ведра, тазы, баки и пр.). При этом одновременно с защитой от коррозии происходит уплотнение швов. Горячий способ применяют также при цинковании труб и листов.

Цинкование электролитическим методом является более совершенным способом нанесения цинка. Экономия металла при гальваническом способе по сравнению с горячим достигает 50%, а высокая степень чистоты осажденного цинка обеспечивает повышенную химическую стойкость покрытия. Толщина цинковых покрытий в зависимости от условий службы обычно колеблется от 7 до 50 мк.

Кадмиевое покрытие, так же как и цинковое, применяется главным образом для защиты черных металлов от коррозии. Однако, если цинковое покрытие почти при всех условиях является анодным, то кадмиевое покрытие в одних условиях может быть анодным, а в других — катодным. В растворах, содержащих хлориды, кадмий является анодом по отношению к железу. Поэтому кадмиевые покрытия могут применяться для защиты изделий, работающих в морских условиях. Этому благоприятствует также и то обстоятельство, что кадмий химически устойчивее цинка.

Высокая пластичность кадмиевого покрытия используется при покрытии резьбовых деталей; этим обеспечивается герметичность резьбовых соединений.

Тем не менее кадмиевые покрытия имеют ограниченное применение из-за значительной стоимости и дефицитности самого кадмия.

Цинкование сернокислыми цинковыми электролитами

В сернокислых электролитах цинк выделяется на катоде благодаря разряду простого иона:

Перенапряжение водорода на цинке большое, поэтому металл выделяется на катоде с высоким выходом по току.

Рис. 2. Катодная поляризация в цинковых сернокислых электролитах.

Основной компонент цинковых сернокислых электролитов — ZnSO4 • 7Н2О. Растворимость этой соли в воде составляет при 25° С 36,3 вес. %.

Электропроводность растворов сульфата цинка невелика и для ее повышения в электролит вводят «проводящие» соли, например, Na2SO4 • 10Н2О; такие добавки, кроме того, увеличивают катодную поляризацию, способствуя улучшению рассеивающей способности электролита.

Хорошие цинковые покрытия получаются при значениях рН = 3,5—4,5. Более высокая кислотность вызывает повышенный расход анодов и накопление цинка в растворе; при низкой кислотности (рН>4,5) возникает опасность выпадения гидроокиси цинка, что приводит к образованию грубого катодного осадка. С целью стабилизации величины рН в электролит вводится добавка Al2(SO4)3 • 18Н2O или KAl(SO4)2 • 12Н2O, гидролиз которых начинается при рН = 4,0—4,5.

Применение органических добавок (декстрина, лакрицы, дисульфонафталиновой кислоты) способствует повышению катодной поляризации, которая вообще незначительна (рис. 2 ) и увеличению рассеивающей способности электролита. Одновременно улучшается и структура осадков, приобретающих полублестящий серебристый оттенок.

Сернокислый электролит имеет следующий состав (в г/л):

Процесс ведут при температуре электролита 18—25° С и при рН = 3,5—4,5. Катодная плотность тока 2—5 а/дм 2 и выход по току 95—98%. В качестве анодов применяют пластины из чистого металлического цинка (99,85÷99,90% Zn). Анодный процесс растворения цинка протекает без затруднений с выходом по току

Рассеивающая способность кислых электролитов невелика. Это связано, как уже отмечалось, с незначительной поляризуемостью катода и практической независимостью выхода по току от плотности тока. Поэтому сернокислые электролиты применяются для покрытия изделий простой формы: листов, лент, проволоки и т. п.

На конвейерных установках для оцинковки проволоки и ленты, благодаря их непрерывному движению в электролите, удается, применять значительно более высокие плотности тока (до 400 а/дм 2 ). Концентрацию сульфата цинка при этом максимально повышают и резко сокращают содержание проводящих солей.

Цианистые цинковые электролиты

В цианистом электролите цинк входит в состав комплексного соединения Na2[Zn(CN)4] или K2[Zn(CN)4]. Эти соединения можно получить, если к раствору какой-либо цинковой соли добавлять цианид калия или натрия. При этом выпадает белый осадок Zn (CN)2, который с избыточным количеством KCN или NaCN образует комплексное соединение. Более целесообразно использовать для приготовления растворов гидроокись цинка:

Диссоциация Na2[Zn(CN)4] протекает по следующей схеме:

Вследствие довольно большой прочности комплексного аниона [Zn(CN)4] 2- (КН 1,3 • 10 -17 ) активность ионов цинка ничтожно мала и потенциал выделения цинка сильно сдвинут в область отрицательных значений. На рис. 3 показаны поляризационные кривые при выделении цинка из кислых и цианистых растворов.

Рис. 3. Катодная поляризация в цинковых сернокислых и цианистых электролитах:

1 — 3 н. раствор ZnSО4; 2 — 1 н . раствор Zn (CN )2+4 ,3 н. раствор NaCN.

Как это видно из рис. 3, в цианистом электролите катодная поляризация увеличивается с повышением плотности тока в большей степени, чем в кислом электролите. Низкая концентрация ионов цинка и относительно высокая катодная поляризация в цианистом электролите обусловливают более низкий выход по току, который падает с повышением плотности тока. Вследствие этого допустимый предел плотности тока в цианистых электролитах ниже, чем в кислых.

Вместе с тем представления о разряде простых ионов в комплексных электролитах встречают серьезные возражения. Расчет показывает, что число простых ионов в некоторых цианистых электролитах должно быть исчезающее малым. По-видимому, в этом случае происходит непосредственный разряд адсорбированных комплексных анионов. Однако для простоты и удобства в дальнейшем мы будем пользоваться схемой, по которой выделение металла происходит в результате разряда простых ионов, образующихся при диссоциации комплексных ионов.

В состав цианистых электролитов вводят едкую щелочь, образующую хорошо растворимые цинкаты. Добавка щелочи позволяет сократить количество цианидов.

Для приготовления цианистого электролита берут следующие компоненты (в г/л):

Электролиз ведут при 18—40° С. Катодная плотность тока составляет 1—4 а/дм 2 . Выход по току 70—80%.

Кроме указанных основных компонентов, в цианистых электролитах всегда содержится некоторое количество карбонатов натрия или калия, образующихся за счет взаимодействия углекислого газа воздуха с едкой щелочью и цианидами.

Если в электролите мало щелочи, то протекает реакция с образованием синильной кислоты:

Синильная кислота подвергается гидролизу с образованием муравьиной кислоты:

HCN +2H2О → HCOOH + NH3

В присутствии значительных количеств щелочи синильная кислота не образуется:

Таким образом, содержание цианида натрия в процессе электролиза уменьшается и требуется периодическая корректировка. Синильная кислота — один из наиболее сильных ядов, поэтому необходима надежная бортовая вентиляция.

Для улучшения внешнего вида осадка цинка в электролит добавляют глицерин, сульфид и гипосульфит натрия в количестве 2—3 г/л и некоторые другие химические соединения.

Высокая поляризуемость, а также снижение выхода по току с повышением плотности тока благоприятствуют высокой рассеивающей способности цианистого электролита. Поэтому цианистые электролиты применяются для покрытия изделий, имеющих сложную форму. Следует, однако, иметь в виду, что этот электролит, как и все другие цианистые электролиты, очень токсичен и обращение с ним требует особых мер предосторожности.

Анодный процесс в цианистом цинковом электролите протекает без особых затруднений. При электролизе с высокой анодной плотностью тока может наступить пассивирование анодов из-за пленки не растворившихся солей. Склонность к пассивированию анодов проявляется особенно сильно при недостатке в электролите цианида. При высоком содержании едкой щелочи наблюдается неравномерное разъедание анодов.

Цинкатные электролиты

Цинкатные электролиты содержат в основном два компонента: цинкат натрия Na2ZnО2 и едкий натр NaOH.

Выделение цинка на катоде происходит в результате разряда ионов цинка Zn 2+ по схеме:

Катодная поляризация в цинкатных электролитах сравнительно невелика, что может быть объяснено меньшей прочностью комплексного иона ZnО 2- 2 по сравнению с прочностью иона [Zn(CN)4] 2- . Цинкатный электролит допускает работу лишь при невысоких плотностях тока и склонен давать губчатые и дендритные осадки.

По данным Н. Т. Кудрявцева, образование губки и дендритов можно предотвратить путем введения в электролит незначительных количеств олова, ртути или свинца.

Температура 45—55° С Катодная плотность тока 0,5—1,2 а /дм 2 . Выход по току 96—98%. При перемешивании электролита плотность тока может быть поднята до 2,5—3,0 а/дм 2 .

Цинкатные электролиты для цнкования не ядовиты и обладают довольно хорошей рассеивающей способностью, приближающейся к рассеивающей способности цианистых электролитов, поэтому применение их особенно целесообразно как заменителей токсичных цианистых электролитов. В промышленности используют также комбинированные цинкатно-цианистые электролиты.

Аммиакатные электролиты для цинкования

Аммиакатные электролиты, предложенные впервые С. Я. Поповым. Цинк в растворах, содержащих аммонийные соли, может давать комплексные ионы с различным координационным числом. В щелочных растворах цинка даже при наличии достаточного количества солей аммония возможно существование цинкатных ионов типа [Zn(OH)4] 2- . В слабощелочной среде образуются аммиакаты цинка с координационным числом 4 и 6, например

При понижении рН раствора происходит отщепление молекул аммиака, координационное число уменьшается до 2 и образуется ион [Zn(NH3)2] 2+ .

Дальнейшее понижение рН раствора приводит к постепенному разрушению и этого иона до обычного иона цинка. При составлении электролита из простых солей цинка или из его окиси при воздействии солей аммония или гидроокиси аммония могут протекать следующие реакции:

В практике предпочтение отдают хлористоаммониевым электролитам, которые более устойчивы по сравнению с сульфатноаммониевыми электролитами благодаря меньшей летучести аммиака в них.

Для использования в стационарных ваннах может быть рекомендован электролит, работающий в щелочной области:

Клей мездровый — 2—4

Электролит работает при рН = 7,2—7,5Л, Катодная плотность тока 1,5 а/дм 2 , температура 18—25° С. Катодный и анодный выходы по току близки к 100%. Используют цинковые аноды. Рассеивающая способность электролита почти не уступает цианистому. Для барабанных и колокольных ванн применяется хлористоаммониевый электролит того же состава, но работающий при рН = 5,5. Преимуществом этого электролита является незначительное улетучивание аммиака. Это позволяет работать при повышенных температурах и в условиях сильного перемешивания.

Необходимо отметить возможность использования в практике электролитов на основе аминов (этилендиаминовые и этаноламиновые комплексы), однако они еще не получили широкого применения.

Для повышения коррозионной устойчивости цинковых покрытий применяют пассивирование их в растворах хромовой кислоты или ее солей. Образующаяся хроматная пленка содержит ряд соединений хрома и цинка: Сr(ОН)3, Cr(OH)CrO4, ZnCrO4 и др. Цинковое покрытие, обработанное этим раствором, приобретает зеленовато-желтую окраску с радужным оттенком.

Цинкование в домашних условиях – доступный способ защиты металлов

Покрытие изделий из металла цинком – наиболее простой, распространенный и дешевый метод защиты от коррозии. Цинкование в домашних условиях характеризуется легкой и доступной технологией.

1 Цинкование как способ коррозийной защиты металлов

В мировой практике из антикоррозийных металлических покрытий наиболее широко применяют цинковые. Это обусловлено относительно небольшой стоимостью цинка и достаточно высокой эффективностью получаемой защиты от внешней среды. В тоже время, технологический процесс нанесения покрытия, называемый цинкование, характеризуется низкими затратами. В атмосфере цинк взаимодействует с кислородом, в результате чего на его поверхности образуется тонкая оксидная пленка, предохраняющая защищаемый металл от губительных воздействий внешней среды. Способов цинкования металлических деталей несколько:

  • горячий;
  • газо-термическое напыление;
  • термодиффузионный;
  • холодный;
  • гальванический.

Выбирают метод цинкования, исходя из условий последующего использования изделия и желаемых свойств защитного слоя. Для одной детали может применяться несколько видов покрытия. Чтобы результат был качественным во всех случаях, важен правильный подбор толщины покрытия из цинка, зависящий от температуры и времени процесса. Следует помнить, что оцинкованная металлическая деталь не должна подвергаться каким-либо механическим воздействиям.

2 Технологии различных методов цинкования

Горячее – покрытия наносят погружением в емкость с расплавленным цинком, температуру которого поддерживают в интервале 460–4800 °С. Горячецинковые покрытия по долговечности, качеству – одни из лучших, а по объему производства находятся на 2 месте. Технологический процесс энергозатратен и сложен в плане обеспечения экологической безопасности, что обусловлено использованием химических способов подготовки поверхности и наличием расплавленного цинка.

Газо-термическое напыление – порошкообразный или проволочный цинк расплавляют и напыляют в газовом потоке на металл обрабатываемой детали. Этот метод оптимален для антикоррозионной защиты крупногабаритных металлических конструкций, которые не умещаются в гальваническую или с расплавом цинка ванну. Частицы расплавленного цинка ударяются о поверхность изделия и, деформируясь, образуют пористое (“чешуйчатое”) покрытие, которое, как правило, требует обработки порозаполнителем (лакокрасочным материалом). Комбинированное покрытие не теряет защитных качеств в различных средах (атмосфера, вода морская и пресная) 30 лет и более.

Термодиффузионное (шерардизация) – цинковое покрытие получают за счет проникновения атомов цинка в железную подложку с образованием железноцинкового сплава, имеющего сложную структуру. Эффект достигается благодаря тому, что атомы цинка при температурах свыше 2600 °С переходят в паровую фазу. Процесс проводят в замкнутом объеме муфелей или реторт, заполненных обрабатываемыми деталями и порошковой цинкосодержащей смесью. Технологию используют, когда необходимо получить слой цинка толще 15 мкм (обычно 25–110 мкм). Метод экологически безопасен. Покрытие беспористое, с высокой адгезией, защитная способность выше, чем у полученного гальваническим методом в 3–5 раз, и сопоставима со стойкостью горячецинкового.

Гальваническое – обеспечивает создание очень гладкого и точного покрытия, которое наносят при электрохимическом воздействии. Метод применим не только для электропроводящих материалов, но также и для неэлектропроводящих. Получаемое покрытие равномерное, точного размера, декоративного вида, блестящее, толщина, как правило, не превышает 20–30 мкм. Технология – цинковые пластины и обрабатываемую конструкцию погружают в резервуар с электролитом, а затем подключают к источнику постоянного тока. В процессе электролиза анод из цинка растворяется, а его молекулы оседают на поверхности изделия. Электрохимический метод связан с образованием опасных отходов.

Холодное – окраска изделий из металла грунтами, насыщенными высокодисперсным порошкообразным цинком (в готовом покрытии содержится 89–93 % цинка). Метод отличается высокой технологичностью, является самым простым, в настоящее время широко распространен. Очень эффективен для изделий, конструкций, которые нельзя обработать иным способом – закрепленные линии передач, трубы, элементы нефтяной аппаратуры, железнодорожных путей, дорожных ограждений, фурнитуры для мебели и прочие стационарные, неподвижные, труднодоступные объекты. “Холодное” покрытие может прослужить дольше, чем “горячее”, в 3–4 раза. Недостатки – относительно низкая стойкость к различным механическим воздействиям и высокие требования к санитарно-гигиеническим условиям работы маляров из-за применения органических растворителей.

Все приведенные методы применяются в промышленных масштабах. Последние 2 можно реализовать самостоятельно с соблюдением необходимых мер безопасности.

3 Гальваническое цинкование в домашних условиях

Цинкование в домашних условиях – процедура, требующая большой точности и аккуратности. Источником тока может служить зарядное устройство на 2–6 А, 6–12 В или автомобильный аккумулятор. Для изготовления электролита, теоретически, можно использовать любую соль, способную растворяться в воде. Однако на практике проще сделать раствор соли цинка. Его состав:

  • 200 г сернокислого цинка;
  • 50 г сернокислого аммония или магния;
  • 15 г уксуснокислого натрия;
  • 1 л воды.

Можно воспользоваться аккумуляторным электролитом (водный раствор серной кислоты), в который необходимо поместить цинк. Когда реакция прекратится, кислота преобразуется в соль, а цинк останется. Если раствор кислоты окажется чрезмерно концентрированным, то на дне появится осадок (кристаллический сульфат цинка). Раствор в этом случае слегка разбавляют водой. Важно помнить, что электролит – опасный яд, с которым следует работать крайне осторожно и в защитной одежде. Помещение, где ведутся работы, должно хорошо проветриваться.

Подбирают посуду из винипласта или стекла. Когда деталь небольшая, то подойдет даже литровая банка. Предусматривают возможность прикрепления на ней изделия и электрода из цинка. Электролит процеживают и заливают в емкость. Деталь, предназначенную для цинкования, необходимо тщательно очистить и обезжирить. Сделать это надо как можно лучше, чтобы цинк лег ровно и прочно. Затем деталь на 2–10 секунд опускают в раствор, после чего сразу промывают под проточной водой. Эту процедуру называют химическим активированием. После этого приступают к анодированию изделия.

Цинковый электрод изготавливают из куска цинка, для чего в нем просверливают отверстие и подвешивают его на медной проволоке. Электрод должен соответствовать следующим требованиям:

  • площадь поверхности сопоставима с площадью изделия;
  • форма плоская и удобная для размещения в емкости.

Для подключения к источнику питания используют медные провода. Минус подводят к детали, а плюс к цинковому электроду, который “растворится”, а на изделии образуется слой цинка. Время обработки – 10–40 минут.

4 Параметры домашнего гальванического цинкования

Самым сложным в работе является подбор режима цинкования. От него зависит качество покрытия детали. На нее либо осядет цинковый порошок, беспрепятственно удаляемый тряпкой, или прочный слой, который долго прослужит.

Факторы, определяющие добротность покрытия:

  1. Плотность тока – величина силы тока, поделенная на площадь поверхности изделия. Должна быть 0,5–10 А на 1 квадратный дециметр (оптимально 1,5 А/дм 2 ). Регулятором напряжения добиваются не слишком бурного протекания реакции. Если с поверхности изделия пузырьки будут идти чрезмерно активно, то покрытие получится неровным и слабым.
  2. Температура электролита должна быть комнатной (18–25 °С).
  3. Плотность электролита – варьируется в широком диапазоне (от нуля и до величины растворимости солей цинка).
  4. Геометрия изделия – у детали сложной формы, в зависимости от удаления различных ее фрагментов от цинкового электрода, может быть существенная разница в толщине покрытия разных участков (слабое покрытие в углублениях, а на острой кромке образуются наросты).

Исходя из выше описанного, целесообразно расстояние до электрода увеличить, использовать 2 цинковых анода, деталь покрутить, поэкспериментировать. Цинкование возможно проводить в 2 или 3 слоя с сопутствующим удалением образовавшихся наростов.

5 Холодное цинкование своими руками

Холодное цинкование – нанесение покрытия в виде краски. В этой формулировке заложен основной смысл используемого материала – это не краска, содержащая цинк, а именно этот металл в виде краски.

Для холодного цинкования на рынке можно найти большое множество материалов от различных производителей. У многих составов иногда основные характеристики (содержание цинка, к примеру) варьируются в широких пределах. Соответственно, эффективность их применения тоже может меняться. Некоторые составы очень требовательны к качеству подготовки поверхности металла, у других недостаточная сила адгезии с деталью, и они легко отслаиваются, какие-то обладают низкой эластичностью и покрываются паутиной трещин, есть такие, которым нужен фирменный растворитель, для нанесения ряда материалов требуется специальное оборудование, бывают не совместимые с финишными покрытиями.

Все предлагаемые материалы включают два компонента, поставляемых в отдельных упаковках – цинковый порошок и связующий жидкий компонент. Перед применением оба вещества смешивают согласно нормативам, указанным в документах на краску. Пропорции “порошок”-“связующее” бывают от 1:1 до 3:1. Средство наносят при температуре 5–40 °С и влажности воздуха 30–98 %. Во время работ и после их проведения помещение тщательно проветривают. Необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Хорошо зарекомендовал себя российский материал Гальванол, обладающий оптимальными характеристиками:

  • содержание мелкодисперсной химически чистой цинковой пудры 96 %;
  • быстро сохнет – до нанесения следующего слоя требуется выждать 30 минут;
  • можно наносить любым способом (погружением, валиком, кистью, краскопультом и так далее);
  • можно окрашивать любыми ЛКМ, возможно нанесение полимерных покрытий;
  • допустимо нанесение на ржавчину;
  • возможно наносить на влажный металл и при отрицательных (до -35 °С) температурах;
  • растворим доступными растворителями (ксилол, сольвент).

Гальванол настолько технологичен и прост в нанесении, что позволяет высокоэффективно защищать чугун, сталь и железо даже в обычных домашних условиях.

6 Основные требования к холодному цинкованию дома

Важная составляющая холодного цинкования металла – жидкий цинк предварительно перемешивают. Из-за большой плотности составы сильно раcслаиваются и непосредственно перед использованием их необходимо тщательно перемешать до получения однородной массы, жидкости. Кроме того, чем качественней подготовлен к нанесению покрытия металл, тем долговечней будет защитный цинковый слой. Поэтому лучше всего произвести механическую зачистку детали с последующим обезжириванием.

Оцинковка, нанесенная на такое изделие в 2 слоя, прослужит минимум 10 лет. Очередной слой делают всего через 30 минут после предыдущего. Перед нанесением финишных покрытий и ЛКМ необходимо выдержать 24 часа (чтобы остатки растворителя полностью улетучились). Холодное цинкование, своими руками проведенное с соблюдением технологии и инструкции по применению состава, по качеству и надежности не уступает фабричному исполнению.


Цинкование металла

Для защиты от коррозии сегодня создано большое количество методов. Они направлены на то, чтобы с помощью специальных растворов или веществ на поверхности металлических изделий появлялась тонкая защитная пленка, которая препятствует попаданию на металл кислорода и продуктов, имеющихся в агрессивной среде. Цинкование металлических поверхностей относится к разряду одних из самых действенных методов предотвращения появления коррозийного налета.

Процесс цинкования металла

Цинкование металла представляет собой процедуру нанесения на поверхность металлического изделия тонкого слоя цинка. Данный металл отлично подходит для создания растворов, которые предназначены для защиты от коррозии. Он относится к разряду устойчивых к влиянию агрессивной среды. Данный метод защиты металлических поверхностей от налета ржавчины придает обработанной поверхности:

  • прочность и твердость,
  • устойчивость к перепадам температур,
  • устойчивость к влиянию агрессивной среды,
  • более продолжительный срок эксплуатации,
  • способность не подвергаться процессу окисления.

Цена цинкования металла

Внимание: Цинкование металлических поверхностей является недорогой процедурой. Цена цинкования металла в нашей стране зависит от его вида и от количества обрабатываемого материала. В среднем цена составляет от 16000 рублей за пять тонн. Эта сумма может достигать 30000 рублей.

Сегодня цинкование является достаточно востребованной процедурой. Ее действие основано на то, что на поверхности металла под воздействием цинкового сплава появляется тонкая пленка, которая полностью покрывает поверхность. Она предотвращает образование на металле кррозии, которая разрушает структуру металла и приводит в негодность металлические изделия.

По действием кислорода и жидких субстанций на поверхности металла появляется коррозийная пленка. Металла становится более пористым и кислород проникает в его глубокие слои, что приводит к разрастанию коррозии. На поверхности железа появляется налет ржавчины, который делает структуру металла более восприимчивой к пропусканию воздуха. Процесс окисления происходит на протяжении длительного времени. Пленка из цинкового сплава не дает возможности кислороду пробраться в глубокие слои металлов. Благодаря этому процесс их окисления становится невозможным.

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:

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.

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.

Виды цинкования металла

В современном мире для обработки металлических поверхностей применяется ци нкование. Оно служит прежде всего для защиты от коррозии. Для разных металлов необходимо использовать разные методы этого процесса. Это обусловлено тем, что не все металлы способны адгезироваться с цинком при определенных условиях.

Основные методы цинкования металла представлены такими способами, как:

Холодное цинкование металла

Этот метод отличается от всех остальных тем, что для него не требуется специальная ванна. Раствор цинкового сплава наносится так же, как и любое лакокрасочное покрытие.

Горячее цинкование металла

Данная процедура заключается в том, что в ванну со сплавом цинка опускается металлическое изделий для обработки. Процесс цинкования при этом происходит под воздействием небольшого нагревания. Это позволяет наносить раствор на поверхность более равномерно.

Гальваническое цинкование металла

Это метод характеризуется тем, что вся процедура происходит под воздействием электрического тока. В раствор электролита опускается металла и подключается электрический ток, подающий небольшое напряжение.

Термодиффузионное цинкование металла

Оно заключается в нанесении на поверхность металла цинкового сплава любой толщины. Она определяется заказчиком. Для процедуру используются специализированные контейнеры.

Таблица 1. Сравнение цинка с другими металлами.

металл серебристо-белого цвета

Температура плавления 650°С. Алюминий устойчив против атмосферной коррозии благодаря образованию на его поверхности плотной окисной пленки. Наиболее важной особенностью алюминия является низкая плотность – 2,7г/см3 против 7,8г/см3 для железа и8,94г/см3 для меди. Имеет хорошую тепло- и электропроводность. Хорошо обрабатывается давлением.

Применяется в электропромышленности для изготовления проводников тока, в пищевой и химической промышленности. Применяется в качестве раскислителя при производстве стали, для алитирования деталей с целью повышения их жаростойкости. В чистом виде применяется редко из-за низкой прочности – 50МПа.

блестящий цветной металл с синеватым оттенком, за удельным весом близкий к железу. Он довольно твердый (на единицу меньше от алмаза), тем не менее, хрупкий.

Он довольно твердый, тем не менее, хрупкий. Температура плавления 1910 °С. Стойкий против окисления в атмосфере и в воде. Азотная кислота его не растворяют. В растворах соляной и серной кислот растворяется постепенно, но более активно в крепкой соляной кислоте. Хром довольно крепкий против стирания.

В чистом виде хром широко используют для декоративного и антикоррозийного покрытия других металлов. В промышленности хром широко используют для изготовления легированных хромистых сталей высокой прочности.

металл красного, в изломе розового цвета

обладает высокой пластичностью и коррозийной стойкостью, высокой электропроводностью и теплопроводностью (100% чистая медь-эталон, то 65%-алюминий, 17%железо), а также стойкостью против атмосферной коррозии

Позволяет использовать ее в качестве кровельного материала ответственных зданий

лёгкий металл серебристо-белого цвета.

имеет высшую температуру плавления, низкую теплопроводность и плохие антифрикционные свойства, но легко куется и штампуется. При нагревании до 500 °С на воздухе он не окисляется, а при высшей температуре на его поверхности образовывается крепкая защитная пленка.

Поэтому из титана и его сплавов изготовляют обшивку сверхзвуковых самолетов, компрессоры реактивных двигателей, в турбо-строении – лопате и диски турбин и т.п.Из листового титана можно изготовить (с применением аргонового сваривания) легкие глушители для автомобилей, которые не ржавеют и не прогорают.

Читайте также:  Виды погремушек для малышей
Ссылка на основную публикацию
Название металлаКраткое описаниеСвойство металлаПрименение