Цинкование металла: разновидности, проведение в домашних условиях

2 Гальванический способ цинкования металлов

Защитное действие покрытий из цинка в первую очередь определяется их толщиной, устанавливаемой исходя из конкретных условий эксплуатации металлических изделий и равномерности их нанесения. Возможности различных способов цинкования неодинаковы и позволяют получать толщину покрытия от 5 мкм (гальваническое) до 1,5 мм. В случае гальванического способа металлизации качество защитного слоя во многом зависит от характера используемого электролита для цинкования.

Защитные свойства цинка можно значительно увеличить разными способами, самые распространенные из которых следующие:

  • пассивирование (хроматирование) – создание на его поверхности хроматных пленок химической обработкой изделий в растворах с хромовой кислотой либо ее солями;
  • фосфатирование — образование на его поверхности фосфатной пленки посредством обработки оцинкованных заготовок в растворах солей фосфорной кислоты;
  • покраска – нанесение лакокрасочных покрытий (лучшие результаты после предварительного фосфатирования).

Как оцинковать кузов автомобиля своими руками: советы механиков

Качественный кузов автомашины — это уже 80% гарантия её надёжности и длительного срока службы

Именно поэтому полная оцинковка корпуса автомобиля является важной характеристикой при его покупке

Но что делать тем, кто покупает бывшую в употреблении машину или экономмодель? Всё очень просто: оцинковка кузова автомобиля своими руками вполне возможна.

Само собой, для этого вам потребуется определённый набор инструментов и багаж знаний, которыми мы хотим далее с вами поделиться.

Чем хорош оцинкованный кузов автомобиля?

Как известно, оцинковка ответственных деталей автомашины защищает их от коррозии и воздействия химических соединений дорожного покрытия. Гораздо проще сразу привести кузов в порядок, чем постоянно занимается его ремонтом и латанием. Поверьте, оцинковка стоит гораздо дешевле, чем новый корпус автомобиля.

Автопроизводители обычно подвергают этой процедуре только днище своих моделей, то есть наиболее уязвимый элемент кузова. Для этого они наносят анодную защиту — металл с меньшим электрохимическим потенциалом по сравнению с металлом корпуса авто. Наиболее подходящим признан цинк благодаря своей сравнительно невысокой цене и высоким физико-химическим свойствам.

Виды оцинковки

Сегодня компании, выпускающие автомобили, используют три основных вида цинкования кузова:

  • гальваническое;
  • термическое;
  • холодное.

Гальваническое цинкование заключается в выдержке готовой детали в ванне, содержащей цинковый электролит. Ток воздействует на цинк, а тот, в свою очередь, прилипает на поверхность металла кузова. Эта технология очень распространена среди японских и европейских производителей авто.

4 Параметры домашнего гальванического цинкования

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/дм2). 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.

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.

Особенности монтажа оцинкованных изделий

При монтаже оцинкованных трубопроводов важно придерживаться определённых правил:

Стыковка труб осуществляется двумя способами – посредством резьбового соединения или сварки. Первый предпочтительнее, т.к. нагрев цинка сопровождается выделением токсичных паров и повышает риск удаления защитного покрытия с поверхности труб в месте сварки.

  • Перед сваркой околошовная зона тщательно очищается от цинкового слоя и обезжиривается. При невозможности произвести качественную зачистку, стыкуемые детали свариваются специальными электродами с флюсом, количество которого удваивается в сравнении со сваркой обычных стальных труб.
  • В отличие от других металлических труб, для обеспечения герметичности соединения оцинкованных не используется ФУМ-ленты. На резьбу обычно наматывается пакля, которая затем покрывается масляной краской или нитроэмалью.
  • Все фасонные элементы, используемые при монтаже оцинкованного трубопровода, также должны иметь цинковое покрытие.

Более детально технику монтажа оцинкованных трубопроводов мы разберём в следующих выпусках.

Источник

Чем холодное цинкование выгоднее горячего

Нам предлагают разные способы защиты металла от коррозии: холодное цинкование, горячее, гальваническое, газо-термическое, термодиффузионное и прочие. Каждый способ имеет свои плюсы и минусы.

Как понять, какой способ оптимален для вас и ваших металлических конструкций? Холодное и горячее цинкование – наиболее актуальные и распространенные.

В этой статье мы расскажем, что для вас окажется выгоднее – горячее цинкование или холодное.

Что такое цинкование?

Цинкование — нанесение на металл слоя цинка для защиты металла от коррозии.

При контакте металла и цинка возникает электрохимическая реакция. Цинк утрачивает свои электроны и расходуется первым, не давай коррозии образовываться на металле, до тех пор пока не истощится. Уже начавшийся процесс ржавления останавливается. Этот способ назван катодной или активной защитой.

Кроме этого, цинковое покрытие дает еще пассивную (барьерную) защиту, образовывает на поверхности плотную пленку. Пленка не пропускает влагу и кислород к защищенному железу. Все виды цинкования (нанесения цинка) дают металлу активную и пассивную защиту.

Виды и технологии оцинковки

Оцинковка является на сегодняшний день самым надёжным способом защиты кузова от коррозии — цинксодержащее вещество не боится солей и влаги, губительных для металла.

Она бывает трёх видов, её также можно сделать самостоятельно. Защищают весь кузов или только самые уязвимые его части.

Считается, что российский автопром позади планеты всей этак последние пару десятилетий минимум.

Тем не менее, кузов Lada Granta оцинкован целиком, а кузов Lada Kalina надёжно защищён от коррозий на сорок процентов.

Там, где нет оцинковки, делают грунтовку.

Видео: что нужно знать о цинковании металла

Цинкование металла. Защита металла от коррозии.Цинкование металла. Защита металла от коррозии.

Частицы цинка, использующегося для защиты автомобилей от коррозии

Немцы начали оцинковывать кузова своих Audi ещё в восьмидесятых годах прошлого века.

Сегодня в Европе и Америке стараются найти процедуре замену — цинк оказался вреден для экологии.

Но пока на автомобильных заводах по всему миру цинкование не уходит в историю.

Обрабатывают бамперы, обвесы, да и вообще всё, что прилегает к кузову. Даже на тех же Audi.

Коррозия взаимодействует с цинком, а не со сталью

Есть четыре способа оцинковки кузова:

  • горячая оцинковка;
  • гальваническая оцинковка;
  • холодная оцинковка;
  • изготовление машин из цинкрометалла.

Рассмотрим каждый из способов более подробно.

Горячая оцинковка

Весьма надёжная и довольно дорогая. Сухой кузов опускают в расплавленный цинк температурой не ниже пятисот градусов.

Те самые Audi восьмидесятых, обработанные таким образом, до сих пор ездят, не требуя кузовного ремонта.

Многие ли авто с большим пробегом могут похвастаться таким результатом?

Сегодня так цинкуют дорогие модели Audi, Volkswagen, Seat.

Автомобиль Audi восьмидесятых годов с качественной горячей оцинковкой

Гальваническая оцинковка

Кузов целиком погружают в ванну с цинксодержащим электролитом, где под воздействием электрического тока цинк остаётся на поверхности металла.

Обработка менее устойчива, чем горячая оцинковка, но придаёт автомобилю более «глянцевый» и «декоративный» вид за счёт равномерного и блестящего покрытия.

Такая оцинковка применяется, прежде всего, у Mercedes и BMW. Будучи вечными конкурентами с Volkswagen и Audi, марки изобрели свою оцинковку — гальваническую.

Стоит отметить, что у более дешёвых машин цинкуют не весь кузов, а лишь его части, и в основном — внутренние, как самые труднодоступные для ремонта.

Mersedes и BMW — автомобили, кузова которых оцинкованы гальваническим методом

Холодная оцинковка

Наиболее популярна среди бюджетных моделей машин. На кузов распыляется цинксодержащая краска (содержание цинка около девяноста процентов).

Подумайте сами: если цинк содержится в слое краски и краска стёрлась, цинк сотрётся вместе с ней.

Любая потёртость кузова, любое механическое повреждение, вызванное необдуманным поворотом руля на парковке — и на кузовную сталь начнёт попадать и влага, и соли.

Холодной оцинковкой предсказуемо грешат азиатские и русские авто: кузова марок Lada и Hyundai обрабатывают именно таким образом. Отсюда — низкая коррозийная устойчивость.

Но и американский автопром недалеко ушёл: действительно, зачем сохранять кузов, если через пять лет эксплуатации машину всё равно продадут? И так сойдёт.

Автомобили марки Daewoo в базовой комплектации имеют оцинкованный кузов.

Вспомните цену такой малютки и подумайте: насколько эта оцинковка качественна?

Фотогалерея: автомобили с холодной оцинковкой

Прост в выплавке, незатейлив в обработке, да и клеятся детали из него без особых проблем.

Проверка качества

Оцинковка ГОСТ предусматривает показатели, переводящие листы в ту или иную категорию качества — это может быть прописано в сопроводительных документах

Для покупателя важно, чтобы внешний вид материала не содержал поверхностных изъянов и нарушений целостности

Поверхность стали должна быть гладкой и ровной, без трещин цинкового слоя. Иногда для некоторых марок материала допускается образование на поверхности пятен, тонких наплывов и шероховатостей. Это относится:

  • к оцинковке, полученной способом холодного штампования;
  • профилируемым листам, изготовленным на гибочных приспособлениях;
  • материалу, относящемуся к группе общего назначения.

Для других категорий стали с оцинкованным покрытием дефектов при визуальном осмотре быть не должно, особенно неприемлем брак в виде зазубрин. Если материал предназначается под окраску, то на нем не должно быть никаких проявлений брака. Любая трещина влияет на качество конечного изделия.

Каковы преимущества холодного цинкования

  • Простота. Вы легко осуществите оцинковку своими руками, даже если ранее этим никогда не занимались. К тому же, раствор очень быстро сохнет – в большинстве случаев достаточно получаса.
  • Универсальность. Холодное цинкование применяется для обработки труднодоступных деталей. Кроме этого, раствор можно наносить любым удобным для вас способом: валиком, кистью, краскопультом. Некоторые детали небольших размеров можно даже погружать в цинкосодержащий раствор. К тому же, материал взаимодействует с любым растворителем (сольвентом, ксилолом). Помните, что именно этот способ можно использовать для обработки влажного металла.
  • Долговечность. Холодная оцинковка держится примерно в три раза дольше, чем термическая обработка.

https://youtube.com/watch?v=7VzixPk1Kxg

Цинкование в домашних условиях – доступный способ защиты металлов

Детали из высокопрочных сталей после хромирования подвергаются термообработке для обезводороживания. По окончании нагрева детали охлаждают на воздухе до 40 — 50 С и остатки вязкого цилиндрового масла удаляются промывкой веретенным маслом. Такая обработка совместно с поверхностным упрочнением деталей перед хромированием устраняет отрицательное влияние хромирования на механические свойства высокопрочных сталей.  

На рисунке 1 представлены кривые зависимости сопротивления катализатора от степени обезводороживания платиновой и палладие-вой черней и тех же катализаторов из облученных окислов.

Как видно, сопротивление насыщения облученной Pd-черни ниже, чем обычной. Тот же факт отмечается и для палладиевой черни из облученного образца.  

На рисунке 2, б представлены кондуктометрические и потенцио-метрические кривые Pd-черни при обезводороживании ее кислородом.

Особенно значительное изменение длины пружин происходит при нагревании их в свободном состоянии во время обезводороживания, проводимого после защитного покрытия, например кадмирования. В этом случае окончательная стабилизация выполняет роль операции контроля и испытания готовых пружин на прочность и наличие водородной хрупкости.

Страницы:      1    2    3    4

Для каких целей металлоконструкции подвергают оцинковке

Процесс подразумевает наложение тонкого слоя цинка, перед нанесением поверхность обрабатывается механическими и химическими способами. Покрытие обеспечивает защиту не только барьерную, но и электрохимическую реакцию. Горячее цинкование используется в большинстве случаев при работе с металлами, так как оно наиболее подвержено градирующим процессам. Способ горячего цинкования является наиболее приемлемым, так как имеет сбалансированную стоимость процесса, высокий результат.

Способ горячего цинкования на производстве

Основное назначение цинкования – повышение прочности металлоконструкции. Оцинкованную деталь не нужно окрашивать для защиты от коррозии, в совокупности процесс приближен к стоимости окраски, но имеет больше преимуществ.

Разновидности подходящих электродов

При сварке оцинковки полуавтоматом стандартные стержни для железа и стали не используют. Нужны специализированные электроды и расходные материалы с рутиловой обработкой.

Для оцинкованной низкоуглеродистой стали предназначены стержни следующих марок:

  • АНО-4, используемые для сварки оцинкованной стали под переменным или постоянным током;
  • МР-3, требующие напряжения холостого хода более 50 В;
  • ОЗС-4, применяемые в сочетании с присадочной проволокой СВ08 или СВ08А;
  • УОНИ-13/45,55, ДСК-50, обработанные большим количеством флюса.


Последний тип электродов используется при соединении деталей из любых типов оцинкованной стали, в том числе сварка высокоуглеродистых сталей.

Он помогает получить долговечный прочный шов. В состав стержней входят фтористые соединения и карбонаты. Ими варят листы любой толщины. Толстый металл обрабатывают в несколько проходов.

Категории стали

Оцинкованный металл подразделяется по способности вытягиваться без создания поверхностных дефектов:

  • категория Н присваивается материалу с нормальной способностью к вытяжке;
  • категория Г способна к глубокой вытяжке с получением усредненных показателей;
  • в категорию ВГ включены оцинкованные листы с качеством, позволяющим тянуться очень глубоко.

https://youtube.com/watch?v=Ej9eyIQy2X4

https://youtube.com/watch?v=IsAp1ofB-XA

Классификация цинкового листа затрагивает и разницу в толщине защитного слоя по длине или ширине листа, полученного в процессе производства:

  • НР говорит о нормальной разнице в толщине слоя.
  • УР свидетельствует об уменьшенной разнице толщин на поверхности.

По желанию заказчика на поверхности цинкового слоя может быть выполнен рисунок кристаллизации (серия КР). Листы материала без такого нанесения относят к серии Мт.

Ящик из оцинкованной стали.По размерам заказчика.Ящик из оцинкованной стали.По размерам заказчика.Монтаж фальцевой кровли из оцинковки от Кровмонтаж.Монтаж фальцевой кровли из оцинковки от Кровмонтаж.

Деление стали с оцинкованным защитным слоем производится также в зависимости от толщины полученного защитного покрытия:

  • сталь повышенного класса имеет вес одного квадратного метра слоя при толщине покрытия в микронах от 60 до 40 на двух сторонах листа 850−570 грамм;
  • высокого класса, при толщине в микронах от 40−19 квадрат слоя весит 570−260 грамм;
  • обычный класс предполагает вест квадрата покрытия при толщине от 10 до 18 микрон в 260−142 грамма.

Каждый вид категории и класса предназначен для работы в определенных условиях эксплуатации и предполагает различную дальнейшую обработку. Для выбора требуемого качества нужно определиться с этими условиями, чтобы не переплачивать за высокое качество, которое с успехом можно заменить обыкновенной категорией.

Производство проката оцинкованного в рулоне от А до Я. Как это делается.Производство проката оцинкованного в рулоне от А до Я. Как это делается.Производство оцинкованного проката и проката с полимерным покрытиемПроизводство оцинкованного проката и проката с полимерным покрытием

Оцинковка в домашних условиях

Гальванический метод

Гальваническое нанесение защитного слоя, например, на детали авто можно осуществить в домашних условиях. Для этого вам понадобится автомобильный аккумулятор или блок питания с характеристиками 2– 6A, а также напряжением от 6 до 12 вольт. Чтобы выполнить гальваническое формирование защитного слоя, вам нужно иметь электролит. Для изготовления электролита своими руками нужно сделать раствор, используя следующие ингредиенты:

  • 400 грамм сернокислотного цинка.
  • 100 грамм сернокислотного аммония или магния.
  • 30 грамм уксуснокислого натрия.
  • 2 литра обычной воды.

Приготовив дома такой раствор, можно провести оцинкование металлических деталей машины. Вместо описанного раствора подойдет также и жидкость с аккумулятора вашего автомобиля. В качестве емкости для состава пригодна обычная стеклянная банка. Процесс оцинковки гальваническим методом дома выглядит так:

  • Очистка и обезжиривание детали автомобиля.
  • Погружение заготовки на несколько секунд в серную кислоту.
  • После повторной промывки материал помещается в емкость для последующего цинкования.
  • Положительный контакт от аккумулятора или блока питания закрепите на цинковой пластине.
  • Отрицательный контакт прикрепить следует на заготовку.
  • После этого поместите пластину из цинка и деталь авто в емкость с раствором и оставьте на 30 – 40 минут.

При проведении этой операции дома, следует держать в помещении открытые окна, а также воспользоваться специальной одежной и перчатками. Используя этот набор приспособлений, вы можете провести цинкование своими руками небольших изделия или элементов автомобиля. Метод не требует от вас больших затрат и осуществляется быстро.

Локальная оцинковка кузова автомобиляЛокальная оцинковка кузова автомобиля

Метод холодного цинкования

Провести цинкование деталей машины можно и при помощи метода холодной оцинковки. Для этого метода необходимо приобрести специальную краску с содержанием цинка. Она – двухкомпонентная, поэтому перед процессом оцинковки делателей компоненты краски необходимо смешать вместе. Набор из цинкового порошка и связующего элемента нужно смешать в пропорции 3 к 1 или 1 к 1. После смешивания краски, при положительной температуре воздуха нанесите состав на деталь от машины. Холодный метод очень простой и его легче всего провести дома.

Несмотря на то что оцинковка металла в промышленных условиях – процесс сложный, выполнить цинкование изделий можно и дома при помощи простых методов.

Защита металла от коррозии и оцинковка кузова своими рукамиЗащита металла от коррозии и оцинковка кузова своими руками

Виды и способы цинкования металла

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:

  • условий эксплуатации;
  • требуемых защитных свойств;
  • толщины сформированного слоя.

Рассмотрим подробнее варианты.

Холодная оцинковка

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 деталь можно вручную – кисточкой, валиком, краскопультом. Последний – оптимальный метод, когда нужно защитить от ржавления статичные конструкции, которые сложно или невозможно снять. Часто «Цинконол» применяют в автосервисах при восстановительных работах с кузовом. Результаты покрытия 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 металлическую конструкцию. 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 способом.

Гальваническое цинкование металла электролизом – 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

Термодиффузионная оцинковка

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 поверхность. 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
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий