Ржавчина является одной из самых серьезных угроз для металлов. Согласно некоторым источникам, затраты на материальные потери, связанные с коррозией, составляют около 276 миллиардов долларов ежегодно, и это только в Соединенных Штатах.
Не нужно говорить о том, что существует необходимость в методе, который может помочь сократить ржавчину и оптимизировать эффективность процессов производства. И, кажется, что цинковое покрытие является одним из самых популярных методов, позволяющих это сделать в настоящее время.
В этой статье мы рассмотрим, что представляет собой промышленное цинкование, а также как вы можете выполнить его.
Что означает цинковое покрытие?
Итак, давайте взглянем на основную проблему – что такое цинковое покрытие?
Понимание цинкового покрытия и его целей
Коррозия всегда была серьезной проблемой, когда речь идет о металлах. Однако за годы металлурги нашли различные способы ее устранения. И цинковое покрытие является одним из таких способов.
Известное некоторым как цинковое электропокрытие или цинковая гальванизация, этот процесс суть заключается в нанесении тонкого слоя цинка на поверхность металла. Процесс выполняется путем электропокрытия, и вы добиваетесь этого, погружая металлическую часть в цинковое раствор и подавая электрический ток.
Интересно, что процесс покрытия цинком на самом деле довольно новый. До 80-х годов большинство производителей использовали кадмий для электропокрытия и внедрения некоторых форм стойкости к коррозии. Но сам кадмий был далеко не идеален; материал очень опасен, и продолжительное воздействие на него может быть опасным. Таким образом, любой процесс, который работает с кадмием, по своей сути опасен.
Тем не менее, в конечном итоге цинк стал де-факто материалом для электропокрытия. Вы можете получить оцинкованную сталь с цинковым покрытием и быть уверенными, что она будет противостоять любым коррозионным элементам, и хотя цинк не такой стойкий к коррозии, как кадмий, он по крайней мере предоставляет более экологически устойчивый вариант.
Производители все еще используют кадмий для покрытия, но цинк стал более популярным вариантом. Материал с цинковым покрытием легко выдерживает воздействие жестких окружающих условий, и вам не нужно беспокоиться о общей устойчивости.
Теперь легко поверить, что единственная цель иметь оцинкованную сталь или другой продукт – это защита от коррозии. И, во многих отношениях, вы были правы, думая таким образом. Но, это действительно только верхушка айсберга. Для цинкования есть еще так многое для исследования. Но некоторые из тех причин, почему цинковое покрытие может быть нанесено на продукт, включают в себя:
- Стойкость к коррозии: Мы уже указали на это. В большинстве случаев оцинковывание помогает обеспечить возможность материалов преодолеть влияние коррозии.
- Увеличение прочности: Таким образом, яркое цинкование также помогает обеспечить, что исходный материал становится еще прочнее. Он способен противостоять большему количеству внешних факторов, поэтому он становится намного более прочным.
- Хороший внешний вид: Есть также эстетическая выгода, которую предлагает цинковое покрытие. Оно делает материалы выглядеть лучше, и в зависимости от ваших требований, это может быть основным преимуществом для вас.
- Взаимодействие с краской: С цинкованием стали, вы получаете поверхность, которая легко принимает краску и другие покрытия. Этот аспект тесно связан с предыдущим, но он идет еще глубже.
- Электрические свойства: Как правило, оцинкованный материал будет способен лучше проводить электричество. Это делает такие материалы особенно прекрасными для широкого диапазона функций.
Каковы различные типы цинкования?
Легко полагать, что цинкование – это единый и окончательный вид операции. И, для многих людей, это действительно так. Но процесс чрезвычайно разнообразен, и понимание различных вариантов, доступных при рассмотрении процесса цинкования, поможет вам определить, какой из них лучше всего подходит вам.
Итак, вот наиболее яркие варианты:
- Электропокрытие: Когда люди думают о цинковании, они в основном видят цинк как электропокрытие. Здесь вы осаждаете тонкий слой цинка на материал, используя электрический ток, обеспечивая необходимые свойства стойкости к коррозии.
- Барабанное цинкование: С этим процессом вы берете маленькие детали и помещаете их в вращающийся барабан, содержащий раствор цинкового покрытия. По мере движения барабана вы можете обеспечить, что каждая часть исходного материала будет покрыта.
- Рамочное цинкование: Затем у нас есть рамочное цинкование, которое включает установку различных исходных материалов на подставки и их погружение в раствор цинкового покрытия.
- Хроматирование конверсионного покрытия: В этом процессе комбинируется традиционный процесс цинкования с хроматированием конверсионным покрытием. Добавляется дополнительный защитный слой, обеспечивая необходимую стойкость к коррозии для исходного материала и делая его лучше подходящим для пропитывания краской в случае необходимости.
- Цинк-никелевое покрытие: Если вы хотите добавить более высокий уровень стойкости к коррозии, чем вы получили бы только с обычным цинковым покрытием, тогда вы можете рассмотреть цинк-никелевое покрытие. Никель известен своей способностью сопротивляться коррозии, поэтому добавление небольшого количества его к цинковому покрытию делает исходный материал еще прочнее.
- Гальваническое цинкование и железо-цинковое покрытие: Помните объяснение о цинк-никелевом покрытии? Теперь замените часть “никель” и добавьте “железо”. Тот же результат может быть достигнут, как и с цинковой пластиной, но с другим материалом и его характеристиками сопротивления коррозии.
- Горячее оцинкование: При горячем оцинковании вы погружаете ваш исходный материал в расплавленный цинк. Этот процесс приводит к толщине покрытия цинком, что функционально для различного промышленного оборудования.
Оборудование и материалы для цинкования
Прежде чем начать процесс цинкования, вам следует убедиться, что у вас есть все необходимое. Для этого вы можете добавить следующее в свой список:
Металлические изделия
Сначала вам понадобится металл, который вы собираетесь покрыть. Цинковый покрытий работает с различными металлами, поэтому здесь вы свободны выбирать то, что вам подходит. И вы легко можете получить комплект для цинкования, чтобы помочь вам.
Интересно, что исходный материал выступает катодом в этом процессе. Он подключается к отрицательному терминалу источника питания, принимая положительный заряд от ионов цинка.
Стеллажи или бочки
Для цинкования стали вы используете бочки или стеллажи для удержания стального материала вместе.
Как можно себе представить, стеллажи используются для стеллажного цинкования, где каждый отдельный объект подвешивается в растворе. С другой стороны, бочки подходят для бочечного цинкования, где акцент делается на маленькие предметы, производимые массово.
Цинковые соли
В целом здесь у вас есть различные варианты. Они включают в себя:
- Хлорид цинка
- Сульфат цинка
- Цинк-никелевый сульфат
По сути, вы берете эти соли и растворяете их в электролите. Их задача – обеспечить ионы, необходимые для осуществления самого процесса покрытия.
Цинковые аноды
Вам понадобятся твердые цинковые аноды, которые будут помещены в раствор для цинкования. Как только электрический ток проходит через раствор, ионы перемещаются от анода к исходному материалу.
Электролитический раствор/Добавки:
При создании покрытия в ванне вам понадобятся различные химические вещества и добавки, которые вызывают процесс покрытия. В целом вы свободны добавить что-либо здесь – смачивающие вещества, блестки и другие соединения. В конце дня фокус должен быть на том, что вы пытаетесь достичь с исходным материалом.
Ванны и оборудование для покрытия
Также следует помнить о дополнительных инструментах, используемых в этом процессе. Ванны и т. д. следует изготавливать из прочных материалов, устойчивых к коррозии и контакту с химикатами.
Руководство по процессу цинкования
Теперь давайте посмотрим, как работает этот процесс и что делает его особенно уникальным
Типы процедур цинкования
Прежде чем подробно рассмотреть цинкование, давайте на мгновение рассмотрим различные варианты доступных процессов:
Бочечное цинкование:
При бочечном цинковании вы в основном помещаете мелкие детали, такие как болты или винты, в бочку с раствором для цинкования. Когда бочка вращается, вы можете нанести покрытие на любую часть исходного материала, которую вы хотите.
Если у вас есть небольшая задача по цинкованию и вам нужно включить цинк, то, вероятно, бочечное цинкование – то, что вам нужно.
Стеллажное цинкование:
Для стеллажного цинкования вы подвешиваете крупные предметы с неправильными формами на стеллажи и опускаете их в раствор. Процесс идеален, поскольку позволяет контролировать положение каждой детали.
Алкалинное неканифольное цинкование
Поскольку сам процесс цинкования стал популярен из-за своих экологических преимуществ, алкалинное неканифольное цинкование является одним из наиболее значительных процессов цинкования, используемых в настоящее время.
Процесс включает использование щелочных растворов для осаждения цинка. Однако отличие заключается в отсутствии цианидных добавок. Таким образом, он соответствует окружающей среде, как и в целом эффективен.
Цинковое фосфатное покрытие
Применяя цинковое фосфатное конверсионное покрытие на вашу металлическую поверхность, процесс оптимизирует эффективность цинкования. Следует отметить, что некоторые люди могут не рассматривать этот процесс как цинкование само по себе. Однако он все равно предоставляет преимущества сопротивления коррозии традиционного процесса – и, во многих случаях, используется для обработки исходных материалов перед покраской.
Шаг за шагом процесс цинкования
Одно из технических нюансов цинкования, которое обычно присуще многим другим производственным процессам, это то, что дьявол всегда в деталях – вы хотите убедиться, что вы следуете системному и грамотному процессу, чтобы получить правильные результаты. В противном случае у вас может получиться что-то менее оптимальное.
Мы уже объяснили, насколько выгоден весь процесс. Поэтому вы хотите убедиться, что все здесь сделано правильно. Каждый может внести свою лепту в то, как должен протекать процесс, но в целом вы хотите придерживаться следующего плана:
Начните с подготовки поверхности
Сначала вам нужно очистить основной материал, чтобы избавиться от грязи или других загрязнителей, которые могут повлиять на качество покрытия. Мы рекомендуем нанести обезжириватели и другие очистительные средства на материал для свежего взгляда.
После этого вы промываете материал и активируете его в растворе. Этот процесс обычно производится в активирующей ванне из кислотного или щелочного материала. И его цель – удаление любых оксидов, оставшихся на основном материале, чтобы обеспечить идеальную поверхность для покрытия.
Подготовьте электролитическую ванну
Затем возьмите ваши соли цинка и другие добавки для подготовки цинковой электролитической ванны. Добавьте их все в бак с электродами и подготовьте ванну в соответствии с вашими требованиями.
Подключите терминалы
Возьмите основной материал и подключите его к катоду источника питания. Затем подключите цинковый анод к аноду того же источника питания. Как только через раствор начнет протекать ток, ионы цинка с анода притягиваются к катоду, образуя покрытие из цинка.
Начните электролитическое осаждение
Как только питание наконец включается, вы увидите ток, протекающий через цинковый раствор. Этот процесс запускает выделение ионов цинка с анода, которые направляются на металлический объект. Электроны переходят к ионам цинка, образуя защитный цинковый слой, необходимый на объекте.
Контролируемое время покрытия:
Один из самых важных факторов, на который стоит обратить внимание, – это общая продолжительность процесса покрытия. В большинстве случаев это будет зависеть от того, насколько толстым вы хотите, чтобы было покрытие. И, как можно себе представить, более длительное время приведет к более толстому слою цинка.
Промывка и послепроцессинг:
Когда ваше время покрытия истекает, выньте предмет из ванны для покрытия и промойте его.
В некоторых случаях вам может потребоваться применить послепроцессные процедуры, такие как хроматные преобразовательные покрытия, чтобы улучшить свойства материала, которые вы пытаетесь достичь.
Дайте материалу высохнуть
Ваш материал почти готов. Просто оставьте его в сухом месте, чтобы он высох, и избавьтесь от оставшихся пятен воды, затем вы можете проверить его, чтобы убедиться, что он соответствует всем вашим требованиям.
Проверьте его свойства
Помимо визуального контроля, вы должны помнить о значении контроля качества в вашем процессе DIY цинкование. Пока его свойства соответствуют вашим требованиям, вы все в порядке.
Отправьте это
Ну что, вы почти закончили с процессом DIY цинкование. Отправьте материал конечным пользователям и пусть они используют его, как им угодно.
Преимущества цинкования
Цинкование – очень выгодный процесс в целом. Многие отрасли используют этот процесс, в основном из-за некоторых из следующих преимуществ:
- Устойчивость к коррозии: С цинкованием материалы могут улучшить свои свойства и выдерживать воздействие воды и химикатов. Слой цинка берет на себя контакт, корродируя вместо основного материала. Таким образом, материал защищен от ржавчины и способен прослужить еще дольше.
- Увеличенная долговечность: Цинкование также делает любой металл более долговечным, так как оно защищает от воздействия различных факторов. Как мы уже объясняли, это означает, что сам материал будет служить дольше.
- Привлекательный вид: Цинк – материал, который, как известно, достаточно приятен глазу. И, покрывая ваш основной материал им, вы можете получить прямые эстетические преимущества. Плюс, вы можете добавить несколько хроматных преобразовательных покрытий к материалу, чтобы придать ему определенный оттенок.
- Совместимость с краской: С цинковым покрытием вы можете улучшить поверхность вашего материала, чтобы он лучше взаимодействовал с краской. То же самое относится к порошковому покрытию, которое, как мы все знаем, также может улучшить эстетическое воздействие.
- Легко свариваемые материалы: Одно из главных преимуществ цинка – это предотвращение окисления. Таким образом, это улучшает сварку и пайку, что эффективно приводит к более прочным металлическим соединениям.
- Электропроводимость: С DIY цинкованием вы обеспечиваете более эффективное проведение электричества вашего основного материала. Для электронных приложений, где этот фактор необходим, вы можете наслаждаться преимуществами процесса.
- Экономия денег: По сравнению с несколькими другими методами нанесения покрытия, цинкование, как правило, обходится дешевле. Таким образом, вы можете защитить свой материал, не тратя при этом так много денег.
- Большое количество применений: Цинкование работает на различных видах металлов, а также на различных формах и размерах материалов. Плюс различные отрасли используют этот процесс – о чем мы позже расскажем.
- Польза для окружающей среды: Вы также можете заняться цинкованием без цианида, если хотите использовать процесс, который не приводит к большому выбросу в окружающую среду. Фактически, весьма популярным стало обнажение цинка в первую очередь потому, что его рассматривали как более экологически чистый вариант.
- Быстрое применение: В целом цинкование известно своей быстрой реализацией. Вы можете быстро и эффективно внедрить процесс, поэтому он хорошо подходит для различных задач производства.
Как используется цинкование
Сегодня мы видим, что цинкование используется в различных отраслях – даже если вы об этом не знаете. Благодаря его способности образовывать защитный слой над различными основными материалами, цинкование находит применение в некоторых из следующих отраслей:
- Автомобилестроение: Автомобильный сектор много использует цинкование при изготовлении компонентов. Как и ожидалось, его способность защищать от ржавления означает, что цинк используется для покрытия многих металлических компонентов и сохранения их функциональности.
- Строительство: В этой сфере мы видим, что цинкование наносится на металлические компоненты и конструктивные элементы для улучшения их прочности. Любой строительный материал из металла, безусловно, может использовать цинкование.
- Аэрокосмическая и авиационная отрасль: Самолеты обычно работают в условиях суровой эксплуатации. И с цинкованием производители могут обеспечить защиту как своих внутренних, так и внешних компонентов от этих условий.
- Электроника и электрические компоненты: При изготовлении электрических компонентов производители используют проводимость цинка. Цель здесь – обеспечить, чтобы контакты, разъемы и т. д. работали как требуется.
- Покрытие промышленных машин: Та же устойчивость к коррозии, которую вы получаете, делает цинк идеальным для покрытия машин, используемых в различных отраслях.
- Изготовление крепежных изделий: Материалы крепежа, такие как болты и гайки, изготавливаются из металла и помогают удерживать другие материалы вместе. Благодаря цинковому покрытию эти крепежные изделия способны сопротивляться коррозии и гарантировать, что они не изнашиваются моментально.
- Компьютерное и коммуникационное оборудование: Каждому нужно общаться. И сегодня мы видим различные ИТ-инструменты, установленные на улице, чтобы обеспечить беспрепятственную связь. Цель цинкового покрытия состоит в том, чтобы обеспечить эффективность этих инструментов и их способность работать в условиях жесткой среды.
- Бытовые приборы: Бытовые инструменты, такие как холодильники, посудомоечные машины и другие устройства, покрыты цинком для улучшения их срока службы и прочности.
- Защита медицинского оборудования: Невозможно переоценить важность защиты медицинского оборудования. И эти инструменты нуждаются в значительной защите; отсюда и необходимость цинкового покрытия.
Вывод
Цинковое покрытие – надежный процесс, который применяется в различных отраслях и используется для защиты других основных материалов от внешних воздействий. Благодаря его способности улучшать срок службы и прочность, нет сомнений в том, что практически каждый захочет использовать его каким-либо образом.
Если вы заинтересованы в покрытии ваших материалов цинком или хотели бы узнать больше, не стесняйтесь связаться с нами в KDM Fabrication, чтобы получить дополнительную информацию.
