Технологии цинкования металлов в домашних условиях

Большинство металлов страдает от коррозии. Способов их защиты от действия ржавчины – довольно много: механические, электрохимические и химические. Наиболее актуальной технологией является цинкование. Сам цинк – это стабильный и прочный металл, максимально стойкий к коррозии, благодаря пленке, которую он образует на поверхности при взаимодействии с кислородом.

Технология нанесения защитного цинкового покрытия довольно проста, поэтому цинкование металла своими руками вполне реальное решение при желании сэкономить и умении что-то делать самостоятельно.Технологии цинкования металлов в домашних условиях

Главными плюсами цинкования являются приемлемая цена и эффективность результата. Процедуру можно выполнять несколькими способами. Сегодня известны следующие виды цинкования металла:

  • Термодиффузионная методика. Этот способ нанесения покрытия выполняется на специальном оборудовании с использованием насыщенной смеси. Защитный слой образуется на поверхности металла посредством диффузии железа и цинка при высокой температуре. Метод позволяет формировать покрытия до 50 мкм и больше. Цинковый слой надежен, не слоиться не растрескивается, стоек к механическим ударам.
  • Холодный способ нанесения. Эта технология максимально проста и доступна, потому что мало чем отличается от обычной покраски. На поверхности кистью, валиком или тампоном наносится грунт, 90% которого – это цинк.
  • Гальванический способ. Этот способ является лучшим относительно эстетичности покрытия. Толщина слоя может быть до 40 мкм. Методика классифицируется, как электрохимическая. Процесс осуществляется переходом частиц цинка с зарядами на поверхность изделия.
  • Оцинковка по горячей методике. Этот способ максимально востребован, поскольку покрытие получается стойким. Но горячая оцинковка – затратный и вредный метод. Процедура заключается в погружении изделия в резервуар с горячим цинком, температура которого может достигать 4,5 тысячи градусов С. Подготовка деталей осуществляется с помощью химических процессов.
  • Газотермическое нанесение цинка. Оцинковка изделия осуществляется напылением. Преимущественно используется для крупных партий изделий или плоскостей со значительной площадью. В процессе распыляется проволока или цинк-порошок в расплавленном виде. В результате формируется пористое покрытие, которое дополнительно обрабатывают ЛКМ.

Выбор варианта оцинковки металла в домашних условиях напрямую зависит от того, какие параметры защиты необходимы. Первый из них – толщина, от этого зависит продолжительность процедуры и температурный режим. Цинкование можно выполнять одним из методов, или комплексно.  

Суть метода

Каким бы способом ни наносилась защита, суть его в том, что на металлическую поверхность, нестойкую к воздействию агрессивных факторов, наносится слой, способный предотвратить пагубные воздействия. Оцинковка своими руками или на производственной площадке – это формирование на изделии цинкового сплошного покрытия, которое, взаимодействуя с кислородом, образует прочную пленку. Именно она и защищает материалы от коррозии.

Область применения

Термодиффузионный, горячий, гальванический и газотермические методы нанесения цинка на поверхность металлических изделий преимущественно используются в промышленной сфере. Оцинковку деталей в домашних условиях проще всего выполнять холодным способом. Доступен и гальванический Термодиффузионный метод применим для мелких изделий и крепежных деталей. Горячая и газо-термическая технология оправдывает себя при формировании защитного покрытия на изделиях в больших промышленных масштабах.

Преимущества и недостатки

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

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

Есть и недостатки. Они зависят от метода нанесения. Горячее и холодное нанесения имеют небольшую надежность, может отслаиваться и трескаться.

Технологии цинкования металлов в домашних условиях

Способы, подходящие для самостоятельного цинкования

Если перед вами стоит вопрос, как самому оцинковать металл, решений может быть только два: либо по гальванической технологии, либо холодным способом:

  • Гальваническое нанесение выполняется с помощью зарядного устройства или обычного автомобильного аккумулятора. Главное, чтобы их параметры соответствовали таким значениям: от 6 до 12 В, от 2 до 6 А. Электролитом может послужить раствор соли цинка, аккумуляторный электролит или детская соска. Емкость может быть стеклянной или из винипласта. Деталь очищается и обезжиривается, а затем погружается в раствор. Электрод должен быть сопоставим с площадью покрытия. Процедура длится в среднем 40 минут.
  • Холодное нанесение осуществляется кистью, тампоном или валиком. Материалы для покраски продаются в магазинах. Они представляют собой цинковый порошок и связующее вещество. Их размешивают в указанных в инструкции пропорциях, и наносят на поверхность.

Главное, что должен понимать мастер, решивший выполнить оцинковку самостоятельно, что в домашних условиях невозможно создать надежное и долговременное покрытие, поэтому следует контролировать отреставрированный участок. И при необходимости выполнять процедуру снова.

Цинкование металла – современный эффективный способ защитить практически любые металлические изделия от разрушающего воздействия коррозии, увеличить срок службы с гарантией надежности эксплуатации. Метод применим преимущественно к ровным или слегка изогнутым поверхностям, не подверженным механическому воздействию. Нанесение цинка на металл подразумевает покрытие его поверхности спецраствором с высоким содержанием цинка (от 80 до 95%).

Так и было, пока российский ученые не открыли газодинамический способ нанесения цинка на металл и не разработали уникальное оборудование «Димет», с помощью которого процесс цинкования металла стал более доступным и совершенным, а также преодолел многочисленные ограничения в применении.

Почему цинк?

Защитные качества цинка обусловлены его химическими свойствами. Как и алюминий или олово, цинк при контакте с воздухом окисляется, создавая на своей поверхности плотную пленку из окисленных молекул, которая не позволяет воздуху проникать в более глубокие слои металла, за счет чего и защищает его от коррозии.

Стандартные способы цинкования металла

Нанесение цинка осуществляется несколькими хорошо способами, каждый из которых имеет и плюсы, и минусы. В настоящий момент получили самое широкое распространение следующие технологии:

  • Холодный метод;
  • Горячий;
  • Гальваническое нанесение;
  • Термодиффузное;
  • Газотермическое.

Выбор метода напыления цинка на металл зависит от:

  • Условий дальнейшей эксплуатации покрываемых металлических деталей;
  • Параметров защитного слоя, который планируется получить;
  • Условий нанесения цинка на сталь (дома, в мастерской, в производственном цеху и пр.);
  • Особенностей изделий, на которые наносится покрытие: негабаритные, сложная форма, в смонтированном (неразборном) состоянии и т. д.

Но какой бы способ покрытия металла слоем цинка вы ни выбрали, в любом случае в дальнейшем не подразумевается механическое воздействие на обработанную поверхность.

Особенности покрытия металла слоем цинка

1. Холодное цинкование:

«+» Позволяет получить на поверхности металла довольно прочный защитный слой относительно просто.

«+» Не требуется спецоборудование, потому метод вполне применим в домашних условиях.

«+» Нанесение раствора цинка осуществляется посредством краскопульта или обычной кисти.

«+» В качестве раствора используется цинконол и подобные составы, которые есть в свободной продаже.

«-» Полученное таким образом цинковое покрытие нельзя назвать особо прочным.

«-» Оно неустойчиво к механическому воздействию, а также расширению металла в результате температурных перепадов.

«-» Используются органические растворители, что требует строго соблюдения правил безопасности в ходе процедуры.

Данный метод чаще всего используют для цинкования изделий, которые нельзя покрыть цинком каким-либо другим способом. Например, для объектов, которые находятся в смонтированном состоянии: трубопроводы, линии электропередач, кузов авто и пр.

2. Горячее цинкование довольно популярно в промышленном производстве, но обладает массой недостатков, среди которых:

«-» Высокие риски нанесения вреда здоровью персоналу и экологии за счет применения токсичных химических реагентов на этапе подготовке металла, а также за счет высоких температур при погружении металла в ванну с расплавленным цинком.

«-» Метод достаточно затратный.

«-» Требует использования специального технологического оборудования, а потому не воспроизводимый ни в домашних условиях, ни в условиях небольших сервисов типа СТО.

«-» Главный недостаток данного метода, ограничивающий его применение даже в промышленных условиях, это размер ванны с расплавленным цинком. Если изделие, которое нужно оцинковать, окажется больше ванны, то применить данный метод не получится.

3. Гальванический метод заключается в электрохимическом воздействии на поверхность металла, в результате чего образуется очень гладкая пленка нужной толщины. В среднем ее толщина достигает 20-30 мкм максимально.

«+» Образованное покрытие характеризуется исключительными декоративными свойствами и равномерностью, а также высокой адгезией (связью) с металлом.

«+» Он вполне применим в домашних условиях или на небольших станциях техобслуживания.

«-» Но добиться идеальной адгезии практически невозможно за счет наличия на поверхности металла всевозможных окисных и жировых пятен.

«-» Метод требует использования специального оборудования (ванны с раствором электролита, подключенной к аноду и катоду).

«-» Основной недостаток – высокая стоимость – заставляет большинство отказаться от его применения.

4. Газотермический способ цинкования металла создает на его поверхности защитную пленку путем напыления разогретых молекул цинка из порошка или проволоки в составе газовой среды.

«+» Готовый защитный слой, созданный таким образом, надежно оберегает металл от коррозии даже при эксплуатации в условиях довольно агрессивного воздействия окружающей среды: чрезмерная влажность, морская или пресная вода.

«-» Ударяясь о поверхность металла, молекулы цинка образуют защитную пленку с многочисленными порами, которые в дальнейшем покрываются лакокрасочным слоем.

5. Термодиффузное цинкование, или шерардизация, сегодня довольно популярна, но в силу своих особенностей не применима в домашних условиях.

«+» Метод достаточно экологичен, так как не требует утилизации отходов и выполняется внутри герметичного контейнера.

«+» Позволяет сохранить точные параметры изделия сложной формы, покрытого цинком.

«+» Полученное покрытие отличается высокой адгезией, практически не имеет пор, в несколько раз более прочное и надежное, чем гальваническая оцинковка.

«-» Покупка специального бокса, способного нагреть воздух внутри до 2600° и поддерживать эту температуру для обработки газообразными атомами цинка поверхности металла, — затея, от которой отказывается большинство малых и средних сервисов.

«-» Метод имеет ограничения, позволяя формировать покрытие цинка не менее 15 мкм толщиной.

«-» Не отличается высокой производительностью, что делает его неинтересным для массового производства.

«-» Опасен, потому что требует обработки поверхности металла кислотой в качестве подготовки и оставляет частички цинка в воздухе.

«-» Не гарантирует однородность толщины защитной цинковой пленки.

Обработка цинком металла в домашних условиях

Самый простой способ для домашнего цинкования металла – холодный. Другой, доступный в домашних условиях, но требующий подготовки техусловий — электрохимический. И первый, и второй обладает массой минусов:

  • Не обеспечивает максимальную прочность цинкового покрытия;
  • Не гарантирует высокую защитной пленки адгезию с металлом;
  • Не позволяет достичь толщины защитного покрытия более 20-30 мкм;
  • Высокая стоимость гальванизации;
  • Необходимость работать с токсичными химическими растворами.

Другими словами, холодный и гальванический методы не позволяют получить покрытие, аналогичное тем, что получают при применении промышленных способов цинкования. Это главные причины, по которым от них отказались в автосервисах, домашних мастерских, а также в промышленном производстве и при выполнении ремонтных, строительных или монтажных работ. Однако создание технических условий для выполнения термодиффузного, газотермического и горячего способов цинкования металла часто нецелесообразно ни по финансовым соображениям, ни по соображениям трудозатрат, временных затрат и производительности труда. В результате спроса на качественное прочное и надежное цинковое покрытие металла с помощью более экономичного, экологичного, безопасного, практичного и удобного метода и отсутствия предложения родилась уникальная разработка российских ученых – газодинамический способ нанесения цинка на металл с помощью оборудования «Димет». Его применение обеспечивает высококачественное и прочное цинковое покрытие, не требуя существенных финансовых, временных и кадровых затрат, создания специальных условий, привлечения спецперсонала или дополнительного оборудования.

Что такое «Димет»?

Это инновационное оборудование, осуществляющее напыление молекул цинка газодинамическим способом. Активно применяется в отечественной и зарубежной промышленности, автомастерских, домашнем пользовании.

Напыление цинка на металл газодинамическим способом с помощью установки «Димет» осуществляется путем молекул цинка (из порошка) узконаправленной струей нагретого сжатого воздуха со сверхзвуковой скоростью. Подаваемые таким образом молекулы цинка надежно прилипают к поверхности практически любых металлов и сплавов.

Преимущества применения:

  • Повышенная экономичность за счет небольшого расхода напыляемого материала.
  • Экологичность: при пользовании не образует вредных для здоровья соединений.
  • Технологичность: не требует создания специальных условий применения или привлечения дополнительного оборудования.
  • Удобство и практичность пользования оборудования при работе с любыми металлическими поверхностями, несколько режимов работы, возможность применения и в помещении, и на открытом воздухе, компактные размеры, мобильность и небольшой вес.
  • Эффективность за счет уникальности технологии напыления металлов, способной восстановить практически любую металлическую поверхность аккуратно, не подвергая чрезмерному нагреву, в широком диапазоне температур.
  • Безопасность применения, так как в процессе пользования поток молекул цинка узконаправлен и затрагивает только определенный участок поверхности. Прилегающие участки полностью сохраняют первоначальный вид, так как не затрагиваются и не деформируются.
  • Универсальность применения за счет напыления не только цинка, но и других металлов. А также эффективности при обработке практически любых сплавов и металлов, в том числе и чугуна.

Где применяется?

Сфера применения оборудования «Димет» практически ничем не ограничена: как в промышленности, так и в сервисах любого формата, в том числе и домашних мастерских. С помощью газодинамического способа напыления цинка посредством установки «Димет» выполняют:

  • Восстановление деталей, вышедших из строя по причине деформации или износа;
  • Нанесение электропроводящего покрытия на металлические детали и элементы;
  • Напыление тончайшего слоя материала для последующей спайки деталей;
  • Нанесение защитного покрытия на внутренние и наружные элементы двигателей;
  • Защита от коррозии стационарных объектов и конструкций.

Это не полный перечень сфер применения установок «Димет», но вполне достаточный, чтобы понять, насколько они незаменимы и востребованы как в промышленном, коммерческом, так и домашнем использовании.

30.04.2021

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • В чем заключается технология горячего цинкования металла
  • Какова технология холодного цинкования металла
  • Как проходит цинкование металла по гальванической технологии

Цинкование относится к анодным покрытиям металла, когда на обрабатываемую поверхность наносится материал, имеющий меньший электродный потенциал. Этот способ промышленной обработки металлических поверхностей является очень распространенным методом защиты металла от негативного воздействия окружающей среды. Технология цинкования металла зависит от параметров обрабатываемого изделия и предлагаемых условий эксплуатации. В нашей статье мы подробно разберем все разновидности и особенности этой технологии.

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 толщины Масса м2 площади покрытия (с двух сторон), г Толщина цинкового слоя, мкм
Повышенный (П) От 570 до 855 От 40 до 60
1 От 258 до 570 От 18 до 40
2 От 142,5 до 258 От 10 до 18

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

Разновидности зенковок

Для обработки отверстий или создания углублений канонической формы применяются зенкеры и зенковки. В разных условиях для обрабатываемых отверстий могут быть разные параметры. Выполняются они при помощи разновидностей зенкеров или зенковок. Давай разберёмся какие виды таких зенковок существуют:

  1. Конические. В данной зенковке ножи расположены под углом от 30 до 120 градусов и центра к краям.
  2. Цилиндрические. Имеют режущую кромку по окружности цилиндра, за счёт чего получаются ровные цилиндрические отверстия
  3. Торцевые зенковки.

При помощи зенковки возможно выполнять следующие действия над отверстием:

  1. Обработка отверстия с созданием конуса
  2. Получения конического углубления для саморезов или другого крепежного элемента.
  3. Удаление фаски и стружки из отверстий.

Зенковки изготавливаются из легированной или углеродистой стали інструментального назначения.

Свойства и преимущества оцинкованных покрытий

Существенным преимуществом оцинкованных покрытий является длительность срока их службы. Если говорить о различных технологиях оцинковывания как об этапе подготовки деталей к окрашиванию, то сразу можно отметить следующие достоинства процедуры:

  • 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.

Вывод

Среди всех видов покрытия цинк-ламельное заметно превосходит аналогичные, выигрывая по физическим и эстетическим параметрам. Несмотря на то, что детали покрываются тонким слоем состава и полностью сохраняют свою форму, они на 100% защищены от коррозии, а металл – от проникновения водорода и охрупчивания. Такое покрытие выдерживает максимальный класс нагрузки – С5. Его просто наносить на детали сложной формы, а требования к толщине материала базы минимальны. Несмотря на очевидные преимущества цинк-ламельного покрытия, в России его пока используют предприятия, которые можно сосчитать по пальцам одной руки.

Заказать изделия с цинк-ламельным покрытием, а также ознакомиться с российскими и международными стандартами применения данного материала вы можете на сайте ЦКИ.

Выступление специалиста в области цинк-ламельных покрытий Максима Крепака в рамках VII специализированной конференции «Крепёж. Качество и ответственность».

Понравился материал?

Способы и методы цинкования

Для укрепления металлических поверхностей широко распространены такие виды 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

Горячее цинкование стали имеет широкую известность, но применяется несколько реже, чем другие способы распределения цинка по поверхности металлоконструкций. Несмотря на эффективность горячей технологии, она является крайне опасной для окружающей среды и живых организмов. Горячий способ подразумевает использование агрессивных химикатов для подготовительных процедур и горячего жидкого цинка для дальнейшего покрытия.
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

Метод холодного цинкования заслуженно считается самым применяемым. Причинами тому являются высокая результативность и простота применения. Способ не требует наличия профессионального оборудования, что позволяет осуществлять цинкование у себя дома.
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

Во время гальванического цинкования на верхний слой металла оказывается воздействие электрического и химического характера одновременно. Результатом является не только максимально точная толщина барьерного слоя, но и идеально гладкая структура.
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

Суть термодиффузионной технологии (ТТ) в том, что объект цинкования и сухой цинксодержащий порошок кладутся в специальный контейнер, который герметизируется и подвергается воздействию очень высокой температуры (до 2 500 градусов по Цельсию). Атомы цинка, содержащиеся в сухой смеси, преобразуются в газ, что упрощает их диффузионное проникновение в верхний слой деталей из металла.

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.

Преимущества:

  • 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.

Недостатки:

  • наличие налета на оцинкованных деталях, отсутствие зеркального блеска;
  • образование цинковой пыли в окружающей среде;
  • средний уровень производительности;
  • цинкование может получиться неравномерным.

Газотермическое напыление цинка

Напыление подходит для металлических крупногабаритных пластин или металлоконструкций, в отношении которых очень тяжело применять другие технологии. Процесс цинкования напылением: в условиях газовой среды цинк в виде сухого порошка распыляют по всей поверхности металлоконструкции. На фоне высоких температур молекулы цинка и металла при столкновении образуют чешуйки, поры и неровности, поэтому обрабатываемая деталь нуждается в дальнейшей покраске.

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.

Почему именно цинк?

Прежде всего потому, что цинк достаточно распространен и недорог, сам по себе коррозии практически не поддается, плавится при не очень высокой температуре (около 420 градусов, что гораздо ниже температуры плавления железа), обладает приемлемой прочностью. И при этом — что важно! — имеет стационарный электрический потенциал -0,76 В., то есть гораздо более отрицательный, чем у железа.

Благодаря этому своему свойству, цинк, даже при нарушении целостности покрытия и под воздействием электролитов, будет в возникающих электрохимических реакциях играть роль анода. То есть станет медленно растворяться, защищая этим от электрохимической коррозии стальную основу конструкции. В общем — даешь цинковые покрытия! Вот только какими способами их наносить? Это достаточно интересный вопрос, поскольку способов таких несколько — и у каждого из них есть свои плюсы и минусы. Рассмотрим их…

Простой способ цинкования в домашних условиях

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

Подготовка электролита

Электролитом может стать любой раствор, в котором содержится цинк:

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

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

Чтобы качественно оцинковать стальные детали, необходимо грамотно подготовить материалы:

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

Нанесение цинковой пленки

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

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

Оцинковка своими руками

Как уже говорилось, некоторые виды цинкования можно проводить самостоятельно в домашних условиях. Это касается технологии холодного цинкования или электрохимического способа.

Чтобы самостоятельно выполнить оцинковку электротехническим способом, нужно тщательно подготовить поверхность обрабатываемого изделия. Подготовка включает:

  • очистку;
  • обезжиривание;
  • кислотное протравливание;
  • промывку под проточной водой.

Аппарат для гальванического цинкования можно сделать самому на основе источника постоянного тока с напряжением 6−12 В при силе тока в 2−6 А и емкости на основе диэлектрического прибора и прибора для фиксации изделия и электрода. В качестве электролита выступает любой солевой цинкосодержащий раствор. Для приготовления раствора цинк помещается в аккумуляторный электролизер и растворяется в нем. Перед применением состав процеживают.

При выполнении оцинковки своими руками нужно учесть, что на качество и толщину покрытия влияют следующие факторы:

  • плотность тока на единицу площади изделия;
  • температура электролитического раствора;
  • температура электролита;
  • геометрия и сложность формы изделия.

Оцинковка металлов позволяет замедлить процесс коррозии изделий. Способы цинкования зависят от условий эксплуатации изделий. Оцинковать материалы можно в домашних условиях.