Цинкование мелких деталей – какой способ выбрать? Цинкование изделий


    ЦИНКОВАНИЕ мелких изделий - болтов, крепежа

    Несмотря на господство металла и бетона в строительстве, дерево все еще остается одним из основных строительных материалов. Поэтому в мире производится огромное количество гвоздей, болтов, скобяных изделий и тому подобной фурнитуры из черных металлов для деревянного строительства.

    Однако при креплении дерева железными гвоздями существует ряд проблем, серьезным образом влияющих на долговечность конструкций, что хорошо видно из анализа состояния дерева, представленного на рис. № 2.9. Коррозия черного металла при контакте с влажным деревом не только уменьшает прочность самого металла, но и серьезным образом влияет на прочность соединения дерева с крепежом, поскольку под влиянием металла происходит гидролитическое разложение целлюлозных волокон.

    Стандартные методы борьбы с коррозией, как-то: окрашивание, использование пластмассовых прокладок и т.п. – не дают существенных побед в этой борьбе.

    Как и ранее, нанесение цинкового слоя на поверхность крепежных материалов является действенным способом  борьбы с коррозией, что видно из анализа того же рисунка. Для такого нанесения пригодны два способа – цинкование погружением и электрохимическое цинкование. Проблема осложняется лишь тем, что цинкуемые изделия являются априори мелкими, и именно здесь лежит основная проблема конкурентоспособности этих двух методов.

    Цинкование погружением

    Начнем с цинкования погружением. Для цинкования малоразмерных изделий придуман центрифужный способ. Изделия проходят подготовку поверхности для удаления примесей, флюсуются, высушиваются, загружаются небольшими порциями в перфорированную корзину, которую опускают в цинковый расплав. После завершения реакции корзину быстро переносят в центрифугу, где со скоростью 400-600 об/мин удаляется с поверхности изделий избыток цинка. После этой операции изделия вытряхиваются из корзины в ванну с водой.

    Неоцинкованный и оцинкованный крепеж

    Рис. 2.9. Внешний вид дерева, находящегося в контакте с неоцинкованными (слева) и оцинкованными (справа) крепежными элементами.

    Данный метод при обработке мелких изделий обладает следующими недостатками:

    • изделия слипаются между собой в процессе цинкования, что не позволяет использовать их  в  процессах автоматической сборки;-   тратится в расчете на единицу продукции слишком много тепловой энергии;
    • толщина покрытия, в целом являющаяся приемлемой, неоднородна по толщине изделия, что не способствует длительности коррозионной защиты.

    Электрохимическое цинкование

    Метод электрохимического цинкования, по сравнению с методом   погружения,   не   обладает   вышеперечисленными недостатками, но у него другая беда – с помощью этого метода можно получить толщины покрытия порядка 10-15 мкм. Такая толщина не позволяет рекомендовать эти изделия при их наружном использовании. Создание более толстых покрытий требует слишком большого расхода электрической энергии. Кроме того, существует проблема переработки отработанных растворов из-за наличия в последних комплексонов.

    Метод шерардизации позволяет получать однородные цинковые покрытия необходимой толщины (25-30 мкм)  без рисков их слипания. Однако и здесь повышенная трата энергии на нагрев оборудования, частый ремонт контейнеров, сравнительно невысокая степень использования цинкового порошка не способствуют внедрению данного метода для защиты крепежных изделий от коррозии.

    Механическое цинкование

    На этом неблагоприятном фоне сравнительно недавно возник еще один способ нанесения цинкового покрытия – механическое цинкование. Метод был открыт еще в начале 40-х годов, но из-за низкой степени использования цинкового порошка (около 20%) в промышленность он не пошел. К данному методу вернулись лишь в середине 70-х годов. Последующее развитие способа позволило повысить степень использования цинкового порошка до 90-95%, а толщина покрытия является удовлетворительной (лежащей в пределах 6-80 мкм) и определяется количеством введенного в аппарат порошка.

    В отличие от вышеупомянутых методов, механическое цинкование малозатратно. Ему не требуется повышенная температура или расход иной энергии, кроме как затрачиваемой на вращение барабана, разовая загрузка может достигать одной тонны; нет проблемы и с переработкой отходов, поскольку в удаляемой водной среде нет комплексонов, которые обычно и создают проблемы.

    Процесс механического цинкования осуществляется во вращающихся барабанах, аналогичных тем, что используются на бетоновозах (рис. 2.10).

    Стандартный метод механического цинкования включает следующие операции:

    • удаление грязи и ржавчины;
    • подготовка поверхности;
    • добавка промотора;
    • применение порошка металла.

    Процесс механического цинкования

    Рис. 2.10. Внешний вид оборудования для проведения процесса механического цинкования.

    Первая стадия может быть осуществлена как в барабане, так и отдельно. Очищенные от примесей изделия помещаются в барабан, туда же добавляется умягченная (натрий- катионированная) вода, кондиционеры поверхности, которые используются для удаления следов отложений, оксидов  и других поверхностных загрязнителей и создания временного медного покрытия на изделиях. Туда же добавляется некоторое количество стеклянных шариков и цинковый порошок. Затем барабан начинают вращать под углом, что позволяет шарикам «вбивать» мельчайшие частички цинка сначала в стальную поверхность, а затем в цинковое покрытие. Стеклянные шарики имеют размеры 5; 1,5; 0,7 и 0,25 мм; используется их смесь. Линейная скорость вращения барабана, измеряемая на поверхности последнего, лежит в пределах от 43 до 75 м/мин; барабан вращается под углом 30° к горизонту.

    Оказалось, что толщина покрытия, в отличие от процесса шерардизации, не зависит от длительности процесса, а определяется количеством введенного в барабан порошка, то есть за примерно одно и то же время может быть получено покрытие толщиной как 10-15 мкм, так и 75мкм.  Время процесса обычно ограничивается 45-60 минутами. Затем следует опорожнение материала, оцинкованные стальные изделия отделяются от стеклянной массы либо с помощью вибрационных сит, либо магнитным методом, либо комбинацией этих методов.

    Кроме цинковых, можно получать и покрытия на основе других металлов и даже комбинированные покрытия (послойные из различных металлов или их смесей). Основное требование – металл должен быть более мягким, чем железо. Следовательно, для создания покрытий можно использовать, кроме цинка, порошки кадмия, олова, свинца, меди, латуни. При использовании, например, смеси 25% кадмия и 75% цинка наблюдается синергетический эффект, то есть время защиты смешанного покрытия превышает время защиты покрытия из каждого из этих металлов.

    После нанесения покрытия, которое является пористым, может быть осуществлено дополнительное усиление его качества путем последующей обработки солями хрома (желтое или зеленое хроматирование), маслами, смазками, лаками, а также для придания цвета красителями.

    По цвету покрытие является серым, путем использования различных ухищрений его можно сделать более блестящим, но того эффекта, который наблюдается при блестящем электрохимическом цинковании, здесь достичь не удается. Покрытие достаточно однородно по толщине, разброс по толщине не превышает обычно ±10%. В отличие от электрохимического цинкования, где толщина покрытия больше на выступах и углах, здесь картина прямо противоположная.

    Удерживающая сила гвоздей с таким покрытием выше, чем у горячеоцинкованных и шерардизованных. Ввиду отсутствия слипаемости у гвоздей, оцинкованных механически, их можно использовать в автоматическом оборудовании, где необходимо связать гвоздями большие площади деревянных каркасов, например, при серийном деревянном домостроении. Заметим, что ранее на подобном оборудовании использовались лишь гвозди, оцинкованные электрохимически.

    Еще одним преимуществом метода механического цинкования является то, что процесс нанесения покрытия осуществляется при комнатной температуре. Это означает, что в отличие от горячего цинкования, где цинкуемость сталей ограничивается их сортами с прочностью не выше 35 по Роквеллу, данным методом можно цинковать и особопрочные стали, поскольку исчезает риск водородного охрупчивания. Поэтому таким образом можно оцинковывать гвозди для крепления к бетону и другие особо прочные изделия. То есть ассортимент крепежных изделий оказывается очень широким. Если сюда добавить и огромное количество мелких деталей другого назначения (винты, болты, гайки, шайбы, скобы, цепи, клейма, фитинги), можно считать, что потенциальные возможности данного метода являются весьма многообещающими. При этом надо иметь в виду, что детали тяжелее 1-2 кг или длиною более 300 мм не могут быть подвергнуты обработке.

    Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи: comments powered by HyperComments

    ecm-zink.ru

    Недостатки проектирования изделий при цинковании

    При проектировании изделий для последующего горячего цинкования, как уже говорилось в предыдущей главе, необходимо учитывать возможности разрушения изделий в процессе быстрого нагрева изделий при опускании в ванну и быстрого охлаждения после извлечения. На рис. 11.22 показаны результаты оцинкования обычных стальных листов – результат не требует комментария.

    Изменение формы

    Изменения формы изделия возможны и при сварке листов достаточной толщины при прерывистой сварке, как показано на рис. 11.23.

    Изменение формы стальных листов и опалубочной сетки из тонкой проволоки при горячем цинковании

    Рис. 11.22. Изменение формы стальных листов (слева) и опалубочной сетки из тонкой проволоки при горячем цинковании.

    Изменение формы тонкостенной листовой продукции после цинкования

    Рис. 11.23. Изменение формы тонкостенной листовой продукции, содержащей прерывистый сварной шов.

    Вообще изготовление объемных изделий из тонкостенного металла (например, баков для мусора, водоводов для сбора дождевой воды с крыш больших конструкций, например, крытых стадионов, даже с учетом укрепляющих деталей, рекомендованных в предыдущей главе), не всегда позволяет получить удовлетворительные результаты. На рис. 10.30 приведен пример такого цинкования. Несмотря на возникающие дефекты, в результате цинкования на изделиях большинство из них могут использоваться по своему функциональному назначению. Методами борьбы с такими дефектами следует считать использование листового металла большей толщины, упрочнение конструкций всякого рода ребрами и связками, как это показано на рис. 10.29. но все же к конструкциям такого рода оцинковщику надо относиться с большой осторожностью и оговаривать с заказчиком все возможные риски.

    Дефекты, связанные с изменением формы изделий, обусловлены не только созданием изделий с большой поверхностью из тонкого металла. Таким дефектом страдают различного вида сложные профили для изделий широкого применения. На рис. 11.24 показан пример разрушения сложного профиля, применяемого для  изготовления строительной опалубки, при окунании в расплав. При этом надо иметь в виду, что в данном случае дефектом будет считаться отклонение от проектируемой формы профиля даже в несколько мм, поскольку не произойдет полного совмещения с другими частями конструкции, в результате чего в межопалубочном пространстве может возникнуть заметная на глаз кривизна создаваемой стены.

    В том случае, когда возникшие в результате предыдущих воздействий на металл напряжения достаточно велики, они могут привести и к нарушению целостности изделия, что хорошо иллюстрируется на рис. 11.25.

    Изменение формы тонкостенной продукции сложной формы в результате высвобождения внутренних напряжений

    Рис. 11.24. Изменение формы тонкостенной продукции сложной формы в результате высвобождения внутренних напряжений.

    Результат высвобождения внутренних напряжений, образовавшихся в результате сварки

    Рис. 11.25. Результат высвобождения внутренних напряжений, образовавшихся в результате сварки, при окунании изделия в расплав цинка.

    Изменение формы часто происходит и с толстостенными изделиями и полуфабрикатами. На рис. 11.26 показан пример нарушения формы изделий типа швеллеров, как результат интенсивного воздействия разнонаправленных сил расширения (сжатия) при окунании изделий. При наличии  брака  в заметных размерах возможна предварительная нормализация изделий для минимизации искривлений и отказ от быстрого охлаждения.

    Искривление двутавровой балки в результате горячего цинкования

    Рис. 11.26. Искривление двутавровой балки в результате горячего цинкования.

    Разрывы и коричневые потеки

    Разрывы в покрытии (blowouts) (рис. 11.27). На оцинкованных изделиях наблюдаются пятна и дефекты покрытия вокруг вентиляционных отверстий из-за проникновения в щели между перекрываемыми поверхностями травильных растворов и их выкипания при последующем погружении изделия в цинк.

    Метод решения – если уже изготовлена  значительная партия таких изделий, то перед обработкой поверхности в химических растворах эти отверстия необходимо заткнуть специальными пробками из силиконового каучука, а перед погружением в расплав эти пробки удалить. При невозможности это сделать – просушить изделия при повышенной температуре.

    Однако основной путь – изменить места расположения технологических отверстий, то есть изменить ошибки проектирования.

    Коричневые потеки (bleeding) (рис. 11.28). На оцинкованных изделиях через некоторое время начинают появляться коричневые потеки из негерметичных участков изделия. Причина их появления – недостаточная промывка изделий после кислотного травления. В изделии при сушке влага высыхает, образуются безводные кристаллические осадки солей железа. При хранении данные соли вновь захватывают воду и начинают вытекать из щелей.

    Иногда аналогичный дефект возникает из-за неправильного хранения свежеоцинкованных изделий в цехе, например, в местах, где с крыши капает на изделия конденсат, находившийся в контакте с железом крыши или подкрышевых конструкций (11.29).

    Разница состоит лишь в том, что коричневые пятна имеют разную природу – первые начинаются от щелей, вторые образуются на оцинкованной поверхности в любом месте (там, куда попадала конденсационная влага).

    Засоренные отверстия

    Засоренные отверстия (clogged holes) (рис. 11.30). Пленка цинка закрывает или частично экранирует отверстия в ситах, сетках с небольшими ячейками или в фильтровальных устройствах. Чаще всего это случается на таких изделиях, где теплоемкость изделий недостаточна для того, чтобы цинк не застыл раньше, чем вытечет из этих отверстий. Другой причиной является слишком высокое поверхностное натяжение цинка и плохое стекание цинка из отверстий менее 8 мм в диаметре.

    Дефект разрыв в покрытия при горячем цинковании

    Рис. 11.27. Характер цинкового покрытия около отверстия в результате дефекта «Разрывы в покрытии (blowouts)».

    Дефект коричневые потеки после горячего цинкования

    Рис. 11.28. Вид изделия при наличии дефекта «Коричневые потеки (bleeding)».

    Коричневые потеки на упакованных трубах после цинкования

    Рис. 11.29. Коричневые потеки на упакованных трубах, попавших под капли с поверхности.

    Методами решения данной проблемы могут быть: доведение размеров отверстий до максимально допустимых; более активное встряхивание изделий над ванной или использование вибратора на кране для минимизации эффекта; возможно также использование технологий с добавкой висмута для повышения жидкотекучести расплава.

    Дефект засоренные отверстия после горячего цинкования

    Рис. 11.30. Видготовых изделий при наличии дефекта «Засоренные отверстия (clogged holes)».

    Заплывание резьбы

    Заплывание резьбы (clogged threads) (рис. 11.31). Заплывание резьбовых соединений возникает из-за плохого стекания цинка с резьбовых соединений. Вообще на обычном оборудовании добиться хороших результатов невозможно.

    Имеются три способа решения:

    • сделать резьбовые соединения черными, то есть перед обработкой изделия покрасить резьбовые соединения краской;
    • оцинковать резьбовые соединения отдельно с использованием центрифуги и затем приварить к изделию, покрасив места сварки цинксодержащей краской;
    • после оцинкования изделия нагреть резьбовую часть примерно до 500­­°С и металлической щеткой удалить избыток цинка.

    Во всех случаях провести повторную прогонку резьбы.

    Дефект заплывание резьбы после горячего цинкования

    Рис. 11.31. Типичный вид изделия при наличии дефекта «Заплывание резьбы (clogged threads)».

    Разрывы покрытия

    Разрывы в покрытии (мiss) (рис.11.32). Этот дефект обусловлен наличием участков на изделиях, связанных с недостатками в обработке поверхности. Таким недостатком может быть и недостаточное время травления, когда  на изделии имеются локальные участки, покрытые более толстым слоем ржавчины и поэтому не вытравленные до конца. Возможно загрязнение поверхности красками или маркерами при изготовлении изделия, что нарушает процесс обработки изделия растворами и расплавленным цинком.

    Вообще на красках необходимо остановиться особо. В предыдущей главе уже указывалось, что недопустимо на поверхности изделий наличие красок, различного вида густых смазок и особенно силиконовых. Однако надо иметь в виду, что если краски с изделия смыты каким-либо органическим реагентом, то это не означает, что данная поверхность будет автоматически легко очищаться в операциях обезжиривания и травления. На рис. 11.33 показан результат оцинкования такого изделия при наличии невидимых на изделии следов старой краски. Краска, смытая с поверхности, не полностью покидает железо – ее следы остаются внутри железа, и именно они мешают изделию хорошо оцинковаться.

    Дефект разрывы в покрытии после горячего цинкования

    Рис. 11.32. Внешний вид дефекта «Разрывы в покрытии».

    Следы краски после горячего цинкования

    Рис. 11.33.Следы старой краски на оцинкованном изделии.

    На рис. 11.34 показан еще один пример неоцинкованной поверхности – на этот раз из-за загрязнения участков поверхности густой смазкой, предназначенной для смазки подшипников валков, но попавшей на поверхность  валка. Данная смазка очень плотно внедряется в поверхность, что не позволяет удалить ее за приемлемое время существующими растворами; в то же время ее практически невозможно обнаружить визуально, поэтому не всегда данный дефект нужно относить к недостаточной квалификации технолога. Можно предположить, и исследования некоторых авторов приходят именно к тому выводу, что повышенное количество непокрытых цинком поверхностей на холоднокатаных профилях обусловлено именно «внедренной» в оксидную пленку на поверхности смазкой – если при горячем прокате такая пленка дополнительно окисляется и удаляется с поверхности, то при холодном прокате этого не происходит: эта оксидная пленка «растаскивается» по поверхности, и площадь непокрытой поверхности примерно соответствует доле поверхности исходного, нераскатанного сляба.

    В последнее время учащаются случаи брака из-за того, что при изготовлении частей сборного изделия на эти части прикрепляют временные бумажные метки с помощью  липкой ленты. После удаления этих меток визуально на поверхности не видно никаких следов, но результаты цинкования ясно говорят о именно таком методе работы.

    Следы густой смазки после горячего цинкования

    Рис. 11.34. Следы густой смазки, попавшей на поверхность валка при прокатке профиля.

    Дренажные капли

    Дренажные капли (drainage spikes) (рис. 11.35). Этот дефект проявляется в наличии на краях изделий наплывов и застывших капель. Их количество и степень выраженности зависит как от угла наклона изделия при извлечении его из ванны, так и эффективности работы рабочих-оцинковщиков. Особенно трудно работать с трехмерными конструкциями.

    Дренажные капли после горячего цинкования

    Рис. 11.35. Дренажные капли на краях готовых изделий.

    Если на стадии извлечения изделия из расплава не удалось избавиться от капель на краях изделий, единственный способ – доработка изделия на стадии инспекции. При этом надо обращать внимание рабочих на то, чтобы при удалении таких капель как можно меньше удалялось покрытия до металла.

    На рис. 11.36 показаны гипертрофированные размеры дренажных капель на готовых изделиях, и дело здесь не только в неумелых действиях рабочих-оцинковщиков. Вид этих капель и покрытия вблизи края изделия говорит о том, что расплав имеет повышенную вязкость и медленно стекает с поверхности.

    Гипертрофированные дренажные капли на готовых изделиях после цинкования

    Рис. 11.36. Наличие гипертрофированных дренажных капель на готовых изделиях из-за повышенной вязкости расплава цинка.

    Дело в том, что в процессе эксплуатации ванны с расплавом в ней образуются мелкие кристаллы гартцинка. Эти кристаллы движутся вместе с жидким металлом, повышая его вязкость и препятствуя быстрому и равномерному стеканию цинка с поверхности. На вышеприведенном рисунке показан крайний случай такого загрязнения цинкового расплава.

    Однако могут быть и промежуточные варианты, когда расплав стекает по изделию с определенной, но меньшей скоростью, чем скорость извлечения изделия. В этом случае на некоторых частях поверхности изделий образуются потеки цинка большей толщины, чем на соседних участках, но не нарушающие работоспособности изделий (рис. 11.37).

    Для борьбы с этим неприятным явлением рекомендуется проводить качественный барботаж расплава (drossing), о котором говорилось в главе 8. В этом случае частицы гартцинка укрупняются значительно быстрее и значительно быстрее осаждаются на дно ванны.

    Близкий эффект наблюдается и с использованием расплава без избыточного количества микрочастиц гартцинка, когда скорость извлечения изделия не соответствует скорости вытекания цинка из внутренних полостей изделия. В этом случае наплывы цинка наблюдаются вокруг отверстий, соединяющих внутреннее пространство изделий с внешним (рис. 11.38). Этот дефект не является браковочным признаком, если не требуется парного сочленения изделий. В противном случае требуется переоцинковка.

    Дефект подобного рода провоцируется пониженной температурой цинкования.

    Отложение гартцинка

    Отложения гартцинка (dross). На рис. 11.39 показан пример того, как поверхность изделия оказывается загрязненной большими количествами крупинок гартцинка (дросса). Вообще-то говоря, поскольку цинковое покрытие – это покрытие техническое, а не архитектурное, небольшие количества мелких крупинок (размерами не более 1 мм) допускается. Большие же отложения гартцинка наблюдаются (или могут наблюдаться) на больших трехмерных изделиях, по размеру соизмеримых с размером ванны. Кроме того, наибольшие их скопления наблюдаются при этом в угловых частях изделий.

    Наплывы цинка после процесса горячего цинкования

    Рис. 11.37 Наплывы цинка на большой поверхности, вызванные неудовлетворительной очисткой расплава от мелких частиц гартцинка методом барботажа.

    Пример изделия с наплывами цинка вблизи отверстий

    Рис. 11.38. Пример изделия с наплывами цинка вблизи отверстий.

    Как правило, при наличии большого количества гартцинка на поверхности необходима переоцинковка.  Справедливости ради надо сказать, что наличие гартцинка на поверхности не влияет на время жизни покрытия, поскольку гартцинк обладает такими же антикоррозионными свойствами, что и цинк.

    Отложения частиц гартцинка после горячего цинкования

    Рис. 11.39. Отложения частиц гартцинка на большой поверхности.

    Близким по смыслу является дефект с высыпанием на поверхности изделия капелек с частичками гартцинка внутри поверхности (dross pimples)(рис. 11.40). Поверхность изделия получается неровной, но частички гартцинка находятся не на поверхности, а внутри покрытия; в результате наличия бугорков на поверхности изделия последнее имеет очень неопрятный вид. Происходит это из-за того, что частички гартцинка со дна цинковой ванны захватываются поверхностью изделия и внедряются в покрытие, то есть принимают участие в стекании избыточного цинка с поверхности изделия.

    Для того, чтобы не допустить этого дефекта, необходимо четко контролировать глубину погружения изделия в расплав.

    Поверхность оцинкованного изделия с дефектом «dross pimples»

    Рис. 11.40. Поверхность оцинкованного изделия с дефектом «drosspimples».

    Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи: comments powered by HyperComments

    ecm-zink.ru

    Цинкование крепежных изделий

    Для защиты от коррозии резьбовых крепежных изделий в настоящее время чаще всего используют гальванические цинковые или кадмиевые покрытия, однако механические и коррозионные свойства подобных покрытий не позволяют использовать их в условиях повышенной агрессивности. Кроме того, следует отметить, что технология подготовки поверхности и нанесения гальванических покрытий на крепежные изделия способствует выделению водорода на их поверхности. В использовании соединений из высокопрочных сталей, в которых болты работают на растяжение, в условиях повышенной агрессивности, проявляется склонность крепежных изделий к водородному и коррозионному растрескиванию. Это связано с тем, что растворенный в процессе травления и осаждения покрытия на поверхности стального изделия водород под действием растягивающих напряжений концентрируется в местах микро и макро дефектов и тем самым способствует появлению такого явления, как водородное охрупчивание. Кроме того, макро дефекты могут быть причиной коррозионного растрескивания высокопрочных болтов, эксплуатируемых в средах повышенной агрессивности, даже при наличии гальванического покрытия.

    Нанесение защитных покрытий в расплавах на основе цинка сопряжено с травлением в растворах кислот. Этот процесс может быть причиной наводораживания поверхности обрабатываемого изделия. Однако при нанесении покрытия погружением в расплав, как правило, происходит дегазация поверхности стального изделия. Следует отметить, что наводораживания можно избежать. Обработка поверхности стального изделия потоком твердых частиц, в отличие от травления, активирует ее и значительно сокращает продолжительность периода подготовки поверхности.

    Если эксплуатация крепежных изделий предполагается в условиях повышенной агрессивности, то в этом случае для защиты их от коррозии следует применять более долговечные покрытия. К таким покрытиям можно отнести горячее цинкование погружением в расплав, и термодиффузионное цинкование в порошковых смесях.

    В технологии горячего цинкования крепежных изделий для удаления излишков расплава с их поверхности используют центрифугу. При этом толщина покрытия на резьбовой части изделия не должна отличаться от этого показателя на его гладкой поверхности. Для улучшения жидкотекучести цинкового расплава его легируют, например, никелем, до 0,04% или алюминием до 5,0%. Наилучшей жидкотекучестью отличается эвтектический сплав цинка и алюминия – покрытие «Гальфан». На наш взгляд, методом погружения в расплав с применением центрифуги, без особых трудностей, можно наносить покрытия на основе цинка на крепежные изделия с наружной резьбой диаметром до 8,0 мм. Что касается крепежных изделий с внутренней резьбой, то горячее цинкование гаек диаметром менее 12,0 мм, даже с применением самой эффективной центрифуги, достаточно затруднительно. Для достижения удовлетворительного свинчивания оцинкованных резьбовых пар небольшого диаметра часто приходится прибегать к дополнительной операции – механическому удалению цинка между нитками резьбы в гайке. Необходимость введения дополнительной операции в процесс нанесения горячего цинкового покрытия на гайки и другие изделия с внутренней резьбой приводит к снижению его производительности и, тем самым, делает технологию термодиффузионного цинкования этих изделий конкурентно способной.

    Исследовали три вида резьбовых крепежных изделий: винт диаметром 8,0 мм с круглой цилиндрической головкой и поперечной шлицей; болт диаметром 10,0 мм с шестигранной головкой; гайка шестигранная, диаметр резьбы 12,0 мм. Изучали внешний вид, структуру и толщину цинковых покрытий на различных участках резьбовых крепежных изделий.      

    Визуальное изучение партии отобранных винтов, болтов и гаек показало, что поверхность покрытия на головке, резьбовой и цилиндрической частях крепежных изделий достаточно гладкая без наплывов и включений. Зазоры между нитками резьбы чистые, покрытие не препятствует свинчиванию пары винт – гайка. Толщина покрытия на изучаемых изделиях достаточно равномерная и составляет 25 – 30 мкм на винтах и 45 – 50 мкм на болтах и гайках, утолщения и наплывы во впадинах резьбы практически отсутствуют. Исследование структуры цинковых покрытий показало, что фазы – Г и d, имеют значительно меньшую долю в толщине, чем x и h фазы .

    Изучение структуры цинкового покрытия на резьбовой части винтов и болтов показали, что толщина покрытия на всей поверхности резьбы равномерная. Лишь в углублении резьбы обнаружили некоторое утолщение покрытие, однако это не ухудшает эксплуатационные свойства крепежных изделий.

    При изучении цинковых покрытий на долевых и поперечных микрошлифах были обнаружены поверхностные дефекты крепежных изделий (складки, расслоения и надрезы), которые, по-видимому, образовались при их изготовлении. Дефекты стальной основы были обнаружены как на цилиндрической, так и на резьбовой части крепежных изделий. Обратили внимание на то, что граница раздела между диффузионной зоной покрытия и металлом основы на участках крепежного изделия с поверхностными дефектами заметно искривлена.

    Это связано с тем, что металл основы при изготовлении крепежного изделия в местах образования дефектов подвергается значительно  большей деформации. Потенциальная энергия образования поверхностного дефекта способствует ускорению взаимной диффузии на контактной поверхности: металл основы - металл покрытия. В результате этого диффузионное взаимодействие в процессе формирования покрытия способствует устранению имеющихся дефектов. Так можно объяснить снижение количества разрушений высокопрочных болтов строительного назначения с защитным покрытием диффузионного типа за первый месяц эксплуатации, по сравнению с болтами без покрытия. Защитные покрытия диффузионного типа на крепежных изделиях не только защищают от коррозии, но и облагораживают их поверхность, тем самым способствуют повышению надежности болтового соединения.

    Традиционно считается, что горячее цинкование гаек и других изделий с внутренней резьбой диаметром менее 12,0 мм требует дополнительной операции – механического удаления цинка из зазоров резьбы и поэтому является нерентабельным. Изучали внешний вид и структуру цинкового покрытия на гайках диаметром резьбы 12,0 мм. Наружная поверхность гладкая без наплывов и включений. Толщина покрытия на резьбовой поверхности равномерная, однако, на впадинах резьбы обнаружены небольшие частицы цинка. Эти частицы не составляют единое целое с покрытием, отделены от него. Они, по-видимому, являются пылевидными включениями, незначительная масса которых не позволила удалить их в результате применения центрифуги. Необходимо отметить, что частицы, не препятствуют свинчиванию пары винт – гайка.

    Результаты исследования цинковых покрытий на крепежных изделиях с резьбой позволяют предположить, что при увеличении жидкотекучести расплава и оптимизации конструкции центрифуги можно с успехом цинковать крепежные изделия с резьбой меньшего диаметра.

    Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи: comments powered by HyperComments

    ecm-zink.ru

    Цинкование мелких деталей – какой способ выбрать?

    Металлические детали используются во всех конструкциях и оборудовании, будь то промышленные станки, сложные машины, или простые вспомогательные тележки. Даже обычные болты, гайки и саморезы изготавливаются из металла. Никому не хочется, чтобы из-за одного вышедшего из строя болта перестала работать рабочая машина или промышленный станок. Но, порой именно так и происходит, так как каждая металлическая деталь, даже самая маленькая страдает от коррозии. 

    holodnoe_tcinkovanie

    Металл сам по себе имеет прочную структуру, но это не спасает его от пагубного воздействия  окружающей среды. Для сохранения работоспособности металла просто необходимо применять антикоррозийные материалы.

    Самым эффективным способом борьбы с коррозией давно признано цинкование. Цинкование – покрытие металла тонким слоем цинка. Покрытие наносится различными способами, существует: горячее цинкование, гальваническое, термодиффузионное, холодное цинкование и другие способы нанесения покрытий. В этой статье мы расскажем вам – какой способ лучше всего подойдет для оцинковки-защиты от коррозии мелких деталей.  

    Различные способы цинкования

    Каждый способ цинкования имеет свои особенности, которые могут оказаться как плюсами, так и минусами в каждом конкретном случае. При выборе способа останавливаются на том, который удобнее, экономичнее и лучше подойдет для дальнейших условий эксплуатации. Иногда, в одной и той же конструкции или изделии применяется сразу несколько способов цинкования. Но, стоит отметить один общий проверенный признак – покрытие служит тем дольше и надежнее, чем больше и чище цинк в его составе.  

    Горячее цинкование мелких деталей

    zinkovanie

    Горячее цинкование мелких деталей  – процесс, защищающий их поверхность от образования коррозии. Он предполагает погружение металлических деталей с предварительно очищенной поверхностью (химическая очистка) в ванну с горячим цинком (температура поддерживается в пределах 450-460°С), который, реагируя  с  железом, образует на поверхности изделий тонкий  защитный слой оцинковки.

    • Преимущества. Полученное цинковое покрытие обладает уникальными свойствами: оно не взаимодействует с нефтепродуктами, различными растворителями, смазочными материалами и другими часто встречающимися химически активными элементами среды. Оцинкованное изделие, как правило, имеет покрытие толщиной от 35 до 120 мкм.  При необходимости можно добиться значительного увеличения толщины защитного слоя (до 180 - 200 мкм). Горячее цинкование применяется для мелких деталей, изготовленных из любых мягких сортов стали, низколегированных сортов, литых деталей из чугуна.  
    • Недостатки. Горячее цинкование обойдется вам дешево, только при больших объемах мелких деталей, так как стоимость в основном рассчитывается исходя из тонны железа. Способ не подходит для некоторых видов железа и стали, а так же не применяется для покрытия резьбовых деталей и деталей с узкими отверстиями, из-за не равномерности слоя цинка, который может перекрыть отверстия и сделать детали непригодными. Из-за использования высоких температур (более 400°С) тонкие детали могут деформироваться.  

    Гальваническое цинкование мелких деталей 

    galvanicheskoe_tsinkovanie_detaley

    При гальваническом цинковании детали погружаются в специальный электролитический раствор. К деталям присоединяют катод от источника постоянного тока, а в раствор опускают цинковую болванку либо листовой цинк, подсоединенный к аноду. Ионы металла в электролите начинают двигаться от металлического цинка до покрываемой детали, где оседают тонким слоем.

    • Преимущества. Таким способом можно одновременно покрыть ровным слоем цинка большое количество деталей разнообразной формы и размера. Еще одно преимущество - низкая стоимость и высокая скорость.  
    • Недостатки. К недостаткам относится слабая адгезия между металлом и покрытием, вследствие чего изделия слабо переносят физические нагрузки и значительные деформации. Поэтому гальванической обработкой производят цинкование труб, листового железа, металлоконструкций, крепежных элементов и гораздо реже, мелких деталей. Если применяется цианистый электролит, то возникает опасность для окружающей среды.  

    Термодиффузионное цинкование мелких деталей

    termodiffuzionnoe_cinkovanie

    Суть термодиффузионного цинкования в том, что под действием высокой температуры порошкообразные частицы цинка взаимодействуют с железом, в результате чего происходит спекание двух компонентов с образованием промежуточного диффузного слоя, в котором осуществляется взаимопроникновение железа и цинка друг в друга. В итоге возникает надежный защитный слой, который отлично противостоит коррозии, механической нагрузке и проникновению агрессивных веществ внутрь изделия.

    • Преимущества. Диффузионное покрытие составляет до трети общей толщины слоя и обеспечивает хорошую адгезию материалов. Диффузионный слой покрывает всю поверхность изделия, даже места резьбовых соединений, мелкие структурные элементы и маркировку. Обрабатываемая поверхность имеет высокий класс чистоты. Благодаря тому, что отсутствует необходимость предварительной кислотной протравки, металлическое изделие не теряет своих механических свойств, тогда как при других методах цинкования детали часто становятся хрупкими. Благодаря тому, что весь процесс происходит в закрытых емкостях, метод отличается высокой экологичностью и отсутствием вредных выбросов.  
    • Недостатки. Обработанная поверхность не имеет блестящего декоративного вида, но, поскольку она предназначена в первую очередь для промышленных предприятий, данным недостатком можно пренебречь. Обработанные детали обладают пористостью и неравномерностью покрытия. При произведении обработки нужно внимательно следить за соблюдением всех правил безопасности и герметичностью системы, так как цинковая пыль, задействованная в технологическом процессе, опасна для здоровья людей. Необходимость использования большого количества оборудования: электрическая печь с вертикальной загрузочной камерой, цилиндр из нержавеющей стали, специальный механизм для опускания, подъема и вращения цилиндра. Большое количество сложного оборудования и высокие требования к помещению делают способ мало распространенным и поэтому малодоступным и дорогостоящим.  

    Еще несколько способов защиты металла

    /otsinkovannie_melkie_detaly

    Способ металлизации основан на прилипании распыленных частиц металла. Распыление цинка осуществляется с помощью пульверизатора. Достоинством метода является возмож­ность покрытия цинком крупных конструкций в собранном виде, а также покрытия пластмасс, гипса, дерева и других материалов. Недостатком метода является повышенная пористость покрытия и большие (до 50%) потери металла.

    Контактный способ осаждения цинка представ­ляет собой цинкование без внешнего источника тока за счет рабо­ты гальванической пары, образующейся при погружении стальных деталей в контакте с алюминием в раствор цинковой соли. Цинк при этом вытесняется алюминием. Покрытия, полученные данным способом, отличаются незначительной толщиной, низкими защит­ными свойствами и используются только для обработки неответст­венных деталей.

    Электролитическое цинкование позволяет достичь: высокой степени чистоты осажденного цинка и высокой химической стойкости покрытий, возможность регулирования толщины осажда­емого цинка (малый расход металла), хорошие механические свой­ства цинкового покрытия (эластичность и сцепление покрытия с ос­новным металлом). Электролитическое цинкование осуществляют в кислых и ще­лочных электролитах. 

    Эти методы цинкования гораздо менее распространенные и редко используются.  

    Холодное цинкование мелких деталей

    holodnoe_tsinkovanie

    Холодное цинкование – это нанесение на очищенную поверхность металла покрытия с высоким (более 92%) содержанием цинка лакокрасочным способом.

    • Преимущества. Быстрое высыхание, всего за 20 минут. Возможность нанесения поверх покрытия почти любых ЛКМ. Высокие защитные характеристики к повреждениям и агрессивной атмосфере. Долговечное действие – до 50 лет без обновления. Возможности сварки деталей после нанесения покрытия без его разрушения. Отсутствие коррозии даже при повреждениях. Легкость восстановления поврежденного покрытия. Простота нанесения – как обычную краску и прямо на месте эксплуатации, что влечет отсутствие расходов на транспортировку.   
    • Из недостатков способа можно назвать только четкое соблюдение технологического процесса и тщательную подготовку поверхности. Но, такие пункты присущи всем вышеуказанным методам нанесения.

    Одним из главных преимуществ холодного цинкования при применении его на мелкие детали является разные возможности нанесения. То есть, для того чтобы обработать все труднодоступные места мелких деталей, можно наносить покрытие методом погружения в состав. Если конструкция сложной формы и при погружении останутся не прокрашенные участки, их всегда можно докрасить с помощью обычной кисти любого размера. Наносить холодное цинкование можно самостоятельно, не прибегая к услугам профессионалов, а также прямо на месте. Сделать это совсем не сложно и при том сэкономить деньги на упаковку и транспортировку.

    Оценив все достоинства и недостатки методов цинкования, вы можете выбрать наиболее оптимальный для вас. Мы рекомендуем вам воспользоваться холодным цинкованием, ввиду объективных причин – большего количества преимуществ и фактического отсутствия недостатков.  

    В нашем магазине вы можете выбрать и приобрести состав для холодного цинкования и защитную антикоррозийную эмаль, а наши менеджеры помогут вам с выбором и покупкой.  

    ЕСЛИ У ВАС ЕСТЬ ВОПРОСЫ ПО ВЫБОРУ АНТИКОРРОЗИЙНОГО СОСТАВА ИЛИ КРАСКИ ВЫ МОЖЕТЕ ОБРАТИТЬСЯ ЗА ОТВЕТАМИ К НАШИМ МЕНЕДЖЕРАМ ПО ТЕЛЕФОНАМ:

    в Санкт-Петербурге: +7(921)927-58-47, +7 (812) 603-41-53, 

    в других городах: 8 (800) 707-53-17

    или почте: [email protected]

    terazinc.ru

    Цинкование металлических изделий

    Цинкование металлических изделий

    Предприятие МеталлТехСервис изготовит  и оцинкует полосу стальную, круг, лист, уголок!

     Надежный и долговечный контур заземления.

    Для увеличения срока службы контуров заземления и громоотводов необходимо защитить металл от воздействия внешней агрессивной среды (влага, кислоты и т. п.). 

    На полосе заземления, покрытой краской или разными грунтами, рано или поздно возникают следы коррозии. Это неизбежно ведет к скорому полному отслоению защитного покрытия и ухудшению начальных характеристик изделия. Причиной этого является малая устойчивость такого покрытия к механическим повреждениям.

    Широкое распространение в качестве защиты металлов от коррозии завоевало покрытие цинком (цинкование). Оцинкованное покрытие устойчиво к истиранию, механическим повреждениям и, конечно же, к агрессивным средам.

    На сегодняшний день существует несколько способов цинкования. 

    Наиболее подходящий для контуров заземления — горячее цинкование по ГОСТ 9.307-89. Такой способ позволяет нанести на полосу заземления слой цинка толщиной от 45 до 65 мкм. В результате коррозионная устойчивость оцинкованной полосы приближается к нержавеющей стали.

    Этапы цинкования. 

    Цинкование металла заключается в покрытии защитной цинковой пленкой различных видов изделий. Чтобы произвести данную процедуру, необходимо иметь специальное оборудование. Каждый элемент устройства не должен подвергаться воздействию влаги и агрессивных веществ. 

    Процесс цинкования разделяется на такие этапы: 

    -подготовительный

    В первую очередь необходимо привести в порядок изделие. Его поверхность нужно очистить от различных веществ, а затем обезжирить ее. Далее происходит процесс травления. Металлическое изделие опускают в емкость с кислой средой. Как правило, используют раствор серной кислоты. Благодаря травлению металла на поверхности возникает оксидная пленка. А значит, цинковый раствор будет держаться дольше. В конечной стадии с изделия убирают остатки кислоты и просушивают. 

    -процесс цинкования

     Данный этап заключается в том, что на подготовленную поверхность наносится раствор. Чтобы его изготовить, необходимо расплавить цинк в специальной ванне под действием высокой температуры. Когда раствор готов, в ванную погружают металлическое изделие и выдерживают несколько минут. 

    -сушка изделия

     Оцинкованное изделие сушится при комнатной температуре. 

    Процесс цинкования металлических изделий происходит в специальных ваннах. После применения к ним горячего метода изделия имеют долгий срок эксплуатации, то есть надежно защищены от коррозии. 

    Более подробно о цинковании металла в нашей статье.

    Ознакомиться с ценами на продукцию.

    Более подробную информацию по ценам и срокам изготовления Вам расскажут наши менеджеры.

    Позвоните нам

     тел. +7 (343) 344-50-68; 268-68-29; 268-68-26

    или напишите: e-mail:[email protected]

    Договор поставки

    Карточка предприятия

    metalltehservis.ru

    Цинкование - изделие - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

    Цинкование - изделие

    Cтраница 1

    Цинкование изделий из чугуна затрудняется высоким содержанием в металле углерода. Кроме того, литье часто имеет на поверхности литейную корку и формовочную землю. Ковкий чугун легче поддается цинкованию погружением, так как его поверхность обезуглерожена.  [1]

    После цинкования изделия тщательно промывают в проточной воде. Для придания блестящего вида покрытию изделие погружают на 2 - 3 с в 3 - 5 % - ный раствор азотной кислоты или в раствор состава: СЮ3 ( 100 - 150 г / л), H. После промывки и сушки изделие принимает блестящий опалесци-рующий вид вследствие покрытия тонким слоем пассивной пленки.  [2]

    После цинкования изделия промывают и меднят или никелируют в обычных электролитах.  [3]

    Подготовленные к цинкованию изделия вынимают из хранительных баков и укладывают на наклонную решетку для отекания раствора.  [4]

    При горячем о цинковании изделия предварительно подвергают травлению к промывке. Затем для получения равномерного и тонкого слоя покрытия, хорошо связанного с основным металлом, изделия погружают в раствор флюса и высушивают. После этого изделия с высохшим флюсом помещают в расплавленный цинк. Применяется также способ погружения изделия после промывки в расплавленный цинк через слой жидкого флюса иа поверхности цинковой ванны.  [5]

    Кислые электролиты применяются для цинкования изделий несложной формы. Главной составной частью их является сернокислый цинк ZnSO4 - 7h3O, концентрация которого колеблется в широких пределах. Для увеличения электропроводности и улучшения качества покрытия добавляют Na. Важным для работы ванн является сохранение постоянного значения рН электролита.  [6]

    Цианистые электролиты применяются при цинковании изделий сложной конфигурации, так как обладают высокой рассеивающей способностью, дают мелкозернистое и равномерное по толщине покрытие.  [8]

    Электролиты 1 н 2 применяют для матового цинкования изделий конфигурации простой ( электролит 1) н сложной ( электролит 2) Электролиты 3 - 6 применяют для блестящего цинкования.  [9]

    Наиболее часто для получения промежуточного слоя применяют цинкование изделий или анодную обработку в растворе фосфорной кислоты.  [10]

    На рис. 144 дан чертеж автомата отечественной конструкции для цинкования изделий на подвесочных приспособлениях или в колоколах. Все технологические операции в автомате механизированы, загрузка изделий на приспособления или в колокола и выгрузка изделий производятся вручную. В этом агрегате предусмотрены следующие операции: электрохимическое обезжиривание, горячая промывка, холодная промывка, декапирование в кислом растворе, промывка в содовом растворе, цинкование, улавливание электролита, нейтрализация в растворе сернокислого железа, осветление покрытия, пассивирование покрытия и обсушивание изделий.  [11]

    Цианистые электролиты номеров 3 и 4 обладают высокой рассеивающей способностью и служат для цинкования изделий сложной формы в стационарных, колокольных и барабанных ваннах. Но эти электролиты очень ядовиты, и обращаться с ними необходимо очень осторожно. Токсичность их повышается, если в электролите мало едкого натра, в результате чего образуется синильная кислота - сильнейший яд.  [12]

    Для получения равномерного цинкового покрытия, обладающего высокой коррозионной стойкостью, применяются методы цинкования изделий путем химико-термической обработки их в порошковых смесях. К просушенной цинковой пыли добавляют 25 / о инертного разбавителя ( глинозема, речного песка или шамота), чтобы в процессе цинкования при высоких температурах не происходило спекания диффузионной смеси.  [13]

    Для этих электролитов характерна низкая рассеивающая способность, поэтому они применяются главным образом для цинкования изделий простой формы. Допустимые катодные плотности тока и выход металла по току в кислых электролитах выше, чем в комплексных, следовательно и скорость процесса более высокая. Простые кислые электролиты чаще используют с добавками органических веществ, повышающих катодную поляризацию и улучшающих структуру осадков. Кроме того, часто к сернокислым электролитам добавляют блескообразующие вещества.  [15]

    Страницы:      1    2

    www.ngpedia.ru