Горячее цинкование

Горячее цинкование – это процесс защитного покрытия металлических поверхностей путем нанесения слоя цинка при высоких температурах. В ходе этого процесса металлическая деталь погружается в расплавленный цинк или проходит через цинковую ванну, где поверхность покрывается тонким слоем цинка.

Главное преимущество горячего цинкования заключается в его способности предотвращать коррозию металла. Покрытие цинком обеспечивает надежную защиту от воздействия агрессивных сред, таких как влага и химические вещества, что делает этот процесс особенно популярным в промышленности, где требуется долговечность и долгосрочная защита металлических конструкций или изделий.

Кроме того, горячее цинкование также способствует повышению эстетического качества поверхности, обеспечивая ей ровный и блестящий внешний вид. Этот метод также широко используется для повышения адгезии металлических поверхностей при последующей покраске или нанесении других видов защитных покрытий.

Подготовка поверхности

Подготовка поверхности перед горячим цинкованием играет ключевую роль в обеспечении качественного покрытия и долговечной защиты металла от коррозии. Этот процесс обычно включает три основных этапа: обезжиривание, кислотное травление и флюсование.

Обезжиривание: на поверхность металла наносится специальное обезжиривающее раствор, который помогает удалить с поверхности загрязнения, масла, смазку или другие органические вещества. Это важно для обеспечения хорошего сцепления между металлом и покрытием цинка. Обезжиривание может осуществляться различными методами, включая механическую чистку, промывку в щелочных растворах или применение специализированных обезжиривающих средств.
Кислотное травление: этот процесс помогает удалить окисленные слои, неровности и другие дефекты с поверхности, создавая более чистую и равномерную основу для нанесения покрытия цинка. Часто используемым раствором для кислотного травления является раствор соляной кислоты.
Флюсование: последний этап подготовки поверхности перед горячим цинкованием. В этом процессе на обработанную поверхность наносится слой флюса, который защищает металл от окисления во время подъема на высокие температуры в цинковую ванну. Флюс также помогает обеспечить равномерное и полное покрытие цинком, улучшая адгезию и предотвращая появление дефектов на поверхности покрытия.

Эти этапы подготовки поверхности обеспечивают оптимальные условия для нанесения защитного слоя цинка и гарантируют качественное и долговечное покрытие металла.

Гальванизация

Гальванизация – это процесс нанесения защитного покрытия металлической поверхности путем электрохимического осаждения тонкого слоя металла на подложку. Основным материалом для покрытия обычно является цинк, хотя иногда могут использоваться и другие металлы, такие как никель или хром. Заготовки опускаются в ванну с расплавленным цинком, которая поддерживается при температуре около 450 °C (723 K). Обычно их опускают под углом, чтобы избавиться от пузырьков воздуха из полостей заготовок.

Когда заготовки погружаются в ванну для цинкования, железо или сталь взаимодействует с цинком, образуя многочисленные слои интерметаллического соединения цинка и железа, причем внешний слой состоит из чистого цинка. Этот процесс происходит очень быстро в начальной стадии, когда образуется первичное покрытие, после чего скорость реакции замедляется, и толщина покрытия постепенно увеличивается.

Продолжительность погружения – от четырех до пяти минут, но время может увеличиваться с увеличением размера объекта. После извлечения предметов из ванны для цинкования цинковое покрытие сначала окисляется до оксида цинка, который реагирует с углекислым газом в воздухе и образует слой карбоната цинка, дополнительно защищающий от коррозии.

Обработка

После завершения процесса гальванизации оцинкованные заготовки обычно подвергают последующей обработке для улучшения их механических свойств и долговечности. Два распространенных метода последующей обработки включают закалку в воде и остывание под воздействием холодного воздуха от компрессора.

Закалка в воде: этот метод заключается в быстром охлаждении оцинкованных заготовок, погружая их в холодную воду. После гальванизации заготовки вынимают из ванны и немедленно опускают в воду, что приводит к быстрому охлаждению. Закалка в воде помогает укрепить структуру металла, повышая его твердость и прочность. Этот метод также может снизить внутренние напряжения в металле, что помогает предотвратить его деформацию и улучшает его общую стабильность.
Остывание под воздействием холодного воздуха от компрессора: оцинкованные заготовки остаются на воздухе, но их охлаждение ускоряется за счет направленного потока холодного воздуха, создаваемого компрессором. Этот метод обеспечивает более контролируемый процесс охлаждения, что позволяет избежать возможных деформаций, которые могут возникнуть при быстрой и несбалансированной закалке в воде.

Оба этих метода последующей обработки помогают улучшить качество и долговечность оцинкованных заготовок, делая их более устойчивыми к воздействию различных внешних факторов, включая коррозию и механические нагрузки.

Контроль

После завершения процесса оцинкования и последующей обработки заготовок важным этапом является контроль, который обеспечивает соответствие покрытия требуемым стандартам качества. Этот этап обычно включает в себя несколько видов проверок:

Визуальная проверка заготовок: первый шаг – это визуальный осмотр оцинкованных заготовок на наличие дефектов, таких как пятна, неровности, пузыри или недостаточное покрытие. Специалист внимательно осматривает каждую деталь, чтобы убедиться в ее соответствии установленным стандартам качества.
Проверка магнитным толщиномером: магнитный толщиномер используется для измерения толщины оцинкованного покрытия. Он работает на основе магнитных свойств металла и может точно измерить толщину покрытия даже на сложных поверхностях. Этот инструмент позволяет операторам убедиться, что толщина оцинкованного слоя соответствует установленным стандартам и требованиям заказчика.
Неразрушающий ультразвуковой контроль: ультразвуковой контроль используется для обнаружения внутренних дефектов в оцинкованных заготовках, таких как трещины или включения. Этот метод основан на использовании ультразвуковых волн, которые проникают в материал и отражаются от внутренних дефектов. Затем полученная информация анализируется специальным оборудованием для определения наличия каких-либо недостатков.

Эти процедуры помогают обеспечить высокое качество оцинкованных заготовок, гарантируют их соответствие установленным стандартам и требованиям заказчика.

Преимущества горячего цинкования

Горячее цинкование предоставляет ряд значительных преимуществ, которые делают его одним из наиболее эффективных методов защиты металлических поверхностей от коррозии и других внешних воздействий.

Превосходная защита от коррозии: горячее цинкование образует плотное и надежное покрытие цинка на металлической поверхности, обеспечивая эффективную защиту от атмосферных воздействий, воды, солей и других агрессивных сред.
Долговечность: защитное покрытие, образованное горячим цинкованием, обладает высокой стойкостью к механическим воздействиям, таким как царапины, удары и истирание, что обеспечивает продолжительный срок службы оцинкованных изделий.
Устойчивость к высоким температурам: горячее цинкование обеспечивает стабильную защиту металла даже при высоких температурах, что делает его идеальным для применения в условиях повышенной температуры, например, в автомобильной промышленности или в машиностроении.
Экономическая эффективность: поскольку горячее цинкование обеспечивает долговечную защиту металла, оно может значительно снизить затраты на обслуживание и ремонт в течение срока эксплуатации изделия.
Широкий спектр применения: горячее цинкование применяется в различных отраслях, включая строительство, производство автомобилей, судостроение, производство стальных конструкций, сельское хозяйство и многие другие, что подтверждает его универсальность и эффективность.
Эстетическое качество: горячее цинкование придает металлическим поверхностям ровный и блестящий внешний вид, что делает его привлекательным для использования в различных дизайнерских и архитектурных решениях.

Горячее цинкование является высокоэффективным методом защиты металла, который сочетает в себе высокую стойкость к коррозии, долговечность и экономическую эффективность, что делает его предпочтительным выбором для многих промышленных и коммерческих приложений.

Недостатки горячего цинкования

Несмотря на многочисленные преимущества, горячее цинкование также имеет некоторые недостатки и ограничения:

Высокая температура: процесс требует высоких температур, обычно около 450 °C, что может быть проблематичным для некоторых типов материалов, особенно для тонких или термически чувствительных материалов, которые могут деформироваться или подвергаться другим негативным воздействиям.
Ограничения по размеру и форме: горячее цинкование может быть неэффективным или невозможным для обработки крупных деталей (или же имеющих сложную форму) из-за ограничений размеров ванн и возможных проблем с равномерным покрытием на сложных поверхностях.
Возможность дефектов в покрытии: некоторые дефекты, такие как включения или поры в покрытии, могут иногда возникать при горячем цинковании из-за ряда факторов, включая неправильную подготовку поверхности, неравномерное распределение цинка или проблемы с качеством материала.
Потенциальные проблемы с заряженными поверхностями: горячее цинкование может вызывать проблемы с заряженными поверхностями деталей.
Экологические вопросы: процесс горячего цинкования может быть связан с некоторыми экологическими проблемами, такими как выбросы паров цинка и обработка отходов, что может потребовать принятия специальных мер для минимизации негативного воздействия на окружающую среду.

Необходимо учитывать эти недостатки и их потенциальное влияние при выборе метода защитного покрытия для конкретных приложений и условий производства.

Разница между горячим и холодным цинкованием

Горячее и холодное цинкование – это два различных метода нанесения защитного покрытия цинка на металлические поверхности, и они имеют существенные различия в процессе применения и характеристиках получаемого покрытия.

Температура процесса

В процессе горячего цинкования металлические детали погружаются в расплавленный цинк, который поддерживается при высокой температуре, обычно около 450°C.
При холодном цинковании цинк наносится на металлическую поверхность путем нанесения специальной составной смеси, содержащей цинковые частицы, без применения высоких температур. Это происходит при комнатной температуре.

Толщина покрытия

Покрытие, получаемое в результате горячего цинкования, имеет толщину обычно от 50 микрон до 100 микрон, что делает его более плотным и прочным.
Толщина покрытия при холодном цинковании обычно меньше, чем при горячем цинковании, и может составлять от 5 микрон до 25 микрон.

Применение

Горячее цинкование чаще используется для защиты крупных металлических деталей и конструкций, а также в случаях, когда требуется высокая стойкость к коррозии и механическим нагрузкам.
Холодное цинкование обычно применяется для мелких деталей, таких как крепежные элементы, болты, гайки, винты, а также для ремонта и реставрации металлических поверхностей.

Стоимость и сложность процесса

Горячее цинкование обычно более дорогое и требует специализированного оборудования и высоких температур, что может повышать затраты на производство.
Холодное цинкование более доступное с точки зрения стоимости и требует меньше специализированного оборудования, что делает его более простым в использовании.

Выбор между горячим и холодным цинкованием зависит от конкретных требований приложения, размера деталей, бюджета и других факторов.

Вывод

Горячее цинкование – один из наиболее эффективных способов защиты металлических изделий от коррозии. Этот процесс происходит при высокой температуре в ванне с расплавленным цинком. В результате обработки формируется защитный слой цинка на поверхности металла, что делает изделия устойчивыми к воздействию различных агрессивных сред.

Оцинкованные конструкции имеют ряд преимуществ перед изделиями из других материалов. Одно из главных преимуществ – высокая устойчивость к коррозии в любых условиях эксплуатации. Слой цинка, нанесенный на поверхность металла, защищает его даже в агрессивных химических средах и при длительном контакте с влагой.

Толщина слоя цинка и его качество зависят от многих факторов, включая время погружения изделий в ванну, температуру обработки, состав раствора и другие технологические особенности. В современных условиях оцинкование выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ и других стандартов качества.

Оцинкованные изделия после обработки имеют высокую устойчивость к воздействию внешних факторов и могут быть использованы в любых областях, включая строительство дорожных ограждений, промышленные конструкции, опоры линий электропередач и другие.

Стоимость услуги оцинкования зависит от размеров и веса изделий, их количества, а также от дополнительных требований заказчика, таких как дополнительная защита от коррозии, гальваническое флюсование или нанесение защитной пленки.