Metalli kaitsmine korrosiooni tekkimise ja arenemise eest on väga pakiline probleem, mille lahendamine võib oluliselt pikendada metalltoodete kasutusiga ja muuta nende töö usaldusväärsemaks. Levinuim meetod sellise kaitse tagamiseks on tsinkimine, mille käigus kantakse metalli pinnale kate, mille keemiline koostis võib sisaldada kuni 95% tsinki. Metalli galvaniseerimist saab teostada erinevate tehnoloogiate abil, millest igaüks on teatud olukordades kasutusel ja millel on nii eelised kui ka puudused.
Miks kantakse terasele tsingikiht?
On hästi teada, et terasest valmistatud tooted on väga vastuvõtlikud korrosiooniprotsessidele, eriti kui neid kasutatakse kõrge õhuniiskuse tingimustes. Samal ajal, kui tsinkite terasest osa, saate sellele pakkuda usaldusväärset kaitset korrosiooni eest. Seda seletatakse asjaoluga, et tsinkkate moodustab mitteväärismetalliga galvaanilise paari, milles tsingil on suurem elektronegatiivne laeng kui terasel.
Sellises galvaanilises paaris, kui selle komponendid puutuvad kokku agressiivsete keskkonnateguritega, puutub korrosiooniga kokku tsink ja terase keemilised reaktsioonid on praktiliselt välistatud. Seega on terase korrosioonikaitse tagatud kuni tsinkkatte täieliku hävimiseni. Samas terastoote neis piirkondades, kus tsinkkate mingil põhjusel hävib, tekib hapniku ja niiskuse mõjul tsinkhüdroksiid, millel on ka head kaitseomadused.
Terasetoodete galvaniseerimine võimaldab neil pakkuda mitte ainult barjääri, vaid ka elektrokeemilist kaitset. Metalli galvaniseerimist saab läbi viia erinevate tehnoloogiate abil, mille teostamiseks kasutatakse erinevaid seadmeid. Teatud tüüpi selliseid tehnoloogiaid kasutades saate kodus galvaniseerida ja saavutada siiski suurepäraseid tulemusi.
Tsingimise meetodid
Tänapäeval toimub metalli galvaniseerimine järgmiste meetoditega:
- kuum;
- külm;
- galvaaniline;
- gaas-termiline;
- termiline difusioon.
Terasest valmistatud osade ja konstruktsioonide galvaniseerimiseks kasutatava meetodi valik sõltub nende töötingimustest, aga ka omadustest, millele kaitsekiht peab vastama. Olenemata kasutatavast tsinkimistehnoloogiast on vaja eelnevalt kindlaks määrata moodustatava kaitsekihi paksus, mis sõltub sellistest tehnoloogilise protsessi parameetritest nagu metalli töökeskkonnaga kokkupuute aeg, samuti töötlemistemperatuurist. . Kui kasutate terasosi ja -konstruktsioone, mille pinnale on kantud tsingikiht, tuleb meeles pidada, et need ei tohiks olla allutatud märkimisväärsele mehaanilisele pingele, kuna selle metalli kaitsekate on väga habras ja võib kergesti puruneda. hävitatud.
Selleks, et mõista, milliseid galvaniseerimistüüpe tuleks antud olukorras kasutada, peate neid kõiki põhjalikult uurima.
Kuumtsinkimine
Kuigi metallkonstruktsioonide kuumtsinkimine võimaldab saavutada töödeldud toodete parimat kvaliteeti ja vastupidavust, on samalaadsete tehnoloogiate seas levimuse poolest alles teine. Selle meetodi kasutamisel tekib keskkonnaohutuse probleem, kuna selle rakendamine eeldab töödeldava pinna ettevalmistamiseks tugevate keemiliste reaktiivide kasutamist ja protseduur ise viiakse läbi sulatsingis.
Terase kuumtsinkimise protsessis on kaks etappi:
- toote pinna ettevalmistamine töötlemiseks;
- protseduur ise metalli tsingiga katmiseks.
Töödeldud pinna ettevalmistamine toimub omakorda mitmes etapis:
- puhastamine ja rasvaärastus;
- söövitamine happelahuste abil;
- pesemine pärast peitsimist ja räbustamist;
- põhjalik kuivatamine.
Pärast seda, kui toode on läbinud kõik eelvalmistamise etapid ja on täielikult kuivanud, asetatakse see spetsiaalsesse sulatsingiga täidetud vanni. Selle tulemusena moodustub terastoote pinnale õhuke rauast ja tsingist koosnev kiht (Fe-Zn), mis tagab usaldusväärse kaitse korrosiooni eest. Pärast vannist eemaldamist puhutakse toode suruõhuga, mis tagab mitte ainult selle kuivamise, vaid ka liigse tsingi eemaldamise töödeldud pinnalt. Selle metalli galvaniseerimise meetodi suur puudus on see, et sellele allutatud toodete mõõtmed on piiratud sulatsingiga vanni mõõtmetega. Samal ajal toimub suurtes tootmisettevõtetes terase tsinkimise protsess - tellingud, valgustusmastid, elektriülekandeliinide toed - täpselt sel viisil.
Kuna see meetod on seotud kõrgete tööjõukulude ja keerukate tehnoloogiliste seadmete kasutamise vajadusega, ei kasutata seda kodus metalli galvaniseerimiseks.
Külmtsinkimine
Terase külmtsinkimise meetodi laialdane populaarsus viimastel aastatel on tingitud mitmest põhjusest. Olulisim neist on see, et vaatamata suurele valmistatavusele ja teostamislihtsusele võimaldab see galvaniseerimismeetod luua metallpinnale kihi, millel on kõrged kaitseomadused. Samuti on oluline, et see ei nõua metalli tsinkimiseks seadmeid, nii et seda galvaniseerimist saab teha oma kätega isegi kodus.
Külmtsinkimise tehnoloogia olemus seisneb selles, et töödeldava toote pinnale kantakse spetsiaalne tsinki sisaldav segu, milleks võib olla tsinkonool või mõni muu koostis. Võite tsinkonooli või mõnda muud segu peale kanda tavalise pintsli või rulliga. Juhtudel, kui sellise seguga on vaja katta keeruka konfiguratsiooniga tooteid või raskesti ligipääsetavaid kohti, võite selle pealekandmiseks kasutada pihustuspüstoli. Tsinkonool ja teised külmtsinkimisel kasutatavad ühendid võimaldavad saada metallpinnale kaitsekihi, mis sisaldab 89–93% tsinki.
Metalli külmmeetodil galvaniseerimisel ei ole alternatiivi juhtudel, kui on vaja tagada korrosioonikaitse konstruktsioonidele, mida ei saa muude tehnoloogiate abil katta tsingikihiga. Eelkõige hõlmavad sellised konstruktsioonid juba paigaldatud torusid, elektriliinide tugesid, raudtee rööbaste elemente, aga ka muid metallelemente, mis on paigaldatud (paigalseis) olekus.
Tsinkonooli ja teisi külmtsinkimiseks kasutatavaid ühendeid kasutatakse laialdaselt remonditöödel, kui on vaja taastada kahjustatud tsingikiht metalltootel või -konstruktsioonil. Eelkõige saab seda meetodit kasutades teostada auto kere taastavat tsinkimist (pealegi võite ise kasutada tsinkonooli ja muid segusid kere esmaseks täielikuks tsinkimiseks).
Külmtsinkimise kompositsioonid on polümeerilahused, millele on lisatud tugevalt dispergeeritud tsingipulbrit
Terasetoodete külmtsinkimist saab läbi viia üsna laias temperatuurivahemikus ning saadud katet ei erista mitte ainult kõrged kaitseomadused, vaid ka hea elastsus, vastupidavus mehaanilistele kahjustustele ja soojuspaisumine.
Kui me räägime külmtsinkimise meetodi puudustest, hõlmavad need moodustunud katte ebapiisavalt kõrget vastupidavust mehaanilisele pingele, samuti vajadust rangelt järgida ettevaatusabinõusid sellise protseduuri läbiviimisel, mis nõuab orgaaniliste ainete kasutamist. lahustid.
Galvaaniline meetod
Galvaaniline galvaniseerimine, mille käigus töödeldava toote pinnale kantakse elektrokeemiline efekt, võimaldab saada katteid, mis ei ole mitte ainult väga täpsed, vaid ka erakordselt siledad. See elektrokeemiline galvaniseerimine tagab metallpinnale kaitsekihi moodustumise, mille paksus jääb vahemikku 20–30 mikronit.
Galvaaniline galvaniseerimine võimaldab reguleerida moodustunud kaitsekihi paksust, samas kui see on ühtlane ja väga dekoratiivne. Kuna galvaanilise galvaniseerimise teostamisel ühendatakse metall ja selle pinnale kantav tsink molekulaarsel tasemel, iseloomustab valminud katet erakordselt kõrge nake mitteväärismetalliga. Samal ajal mõjutab nakkeastet töödeldud toote pinnal olevad rasv- ja oksiidkiled, mida on peaaegu võimatu täielikult eemaldada (eriti masstootmise tingimustes).
Galvaaniline galvaniseerimine toimub järgmiselt. Töödeldav struktuur ja tsinkplaadid asetatakse elektrolüütilisse lahusesse ning ühendatakse seejärel elektrivooluallika positiivsete ja negatiivsete kontaktidega. Sel viisil moodustunud elektripotentsiaali erinevuse tõttu hakkavad plaadid elektrolüüdis lahustuma ning tsingi molekulid tormavad tooriku pinnale, settides sellele ja moodustades ühtlase kaitsekihi.
Suureks eeliseks, mille poolest galvaaniline galvaniseerimine erineb teistest tehnoloogiatest, on see, et see võimaldab toote pinnale moodustada kaitsekihi, mida iseloomustavad erakordsed dekoratiivsed omadused. Galvaniseerija suudab reguleerida sellise kihi paksust.
Selle meetodi kõige olulisem puudus on selle üsna kõrge hind, mis ei koosne ainult tsinkplaatide ja elektrolüüdi maksumusest. Näiteks kasutatud elektrolüüt, mis sisaldab üsna suures koguses ohtlikke jäätmeid, tuleb enne kanalisatsiooni suunamist põhjalikult puhastada, mis mõjutab tõsiselt ka meetodi maksumust.
Termiline difusioontsinkimine
Tsingitava metalli (TDZ) termilise difusiooni tehnoloogia, mida sageli nimetatakse šerardiseerimiseks, töötati välja juba eelmise sajandi 20ndatel, kuid pikka aega ei kasutatud seda piisavalt aktiivselt. Alates eelmise sajandi lõpust on selle tehnoloogia abil metalli tsinkimine taas populaarsust kogunud.
Selle metalltoote tsingiga katmise meetodi olemus seisneb selles, et toorik asetatakse koos tsinki sisaldava kuivseguga suletud anumasse, milles tekitatakse kõrge temperatuur - umbes 2600°. Sellise kõrge temperatuuri mõjul muutuvad tsingi aatomid gaasiliseks, mis hõlbustab oluliselt nende difusiooni tungimist tooriku pinnakihti. Seda galvaniseerimistehnoloogiat kasutatakse peamiselt juhtudel, kui töödeldava metalli pinnale on vaja moodustada kaitsekiht, mille paksus ületab 15 mikronit.
Metalltoodete termilisel difusioonil katmisel tsingiga, mille ettevalmistamine toimub samamoodi nagu kuumtsinkimisel, on mitmeid eeliseid, sealhulgas:
- protsessi täielik keskkonnaohutus, kuna see viiakse läbi suletud mahutis;
- peaaegu täielik pooride puudumine valmis kaitsekattel, mida iseloomustab kõrge nakkumine töödeldava pinnaga;
- selle tehnoloogia abil saadud katte kõrge kaitsevõime (5 korda kõrgem kui galvaanilisel meetodil moodustatud tsingikihil);
- võimalus reguleerida tsingikihi paksust üsna laias vahemikus;
- tsingiga kaetud toote isegi keeruka kuju ja geomeetriliste parameetrite säilitamine;
- ei ole vaja tekkivaid jäätmeid spetsiaalselt kõrvaldada.
Sellel metalltoodete tsingiga katmise meetodil on ka puudused, sealhulgas:
- valmis katte mitte eriti atraktiivne määrdunud hall värv ja metallilise sära puudumine;
- madal tootlikkus;
- tsingitolmu sisalduse esinemine välisõhus sellise protsessi käigus, mis kahjustab inimeste tervist;
- tsinkkatte paksuse heterogeensus.
Gaasiline tsingi termiline pihustamine
Metalllehe või ruumilise detaili tsingikihiga katmiseks võite kasutada gaastermilist galvaniseerimismeetodit. Selle meetodi olemus seisneb selles, et tsink, mis algselt esineb kuivsegus või traadis, pihustatakse töödeldava detaili pinnale gaasilises keskkonnas. Seda tehnoloogiat on optimaalne kasutada olukordades, kus tsingikiht tuleb kanda suuremahulistele toodetele, mida muul viisil töödelda ei saa.
Selle meetodi kasutamisel toimub metalltoote katmine tsingiga järgmiselt. Sulametalli osakesed, mis tabavad töödeldavat pinda, moodustavad õhukese kihi, mis meenutab oma struktuurilt soomuseid. Seda katet, mida iseloomustab suur hulk poore, täiendab värvide ja lakkide pealekandmine. Selle kombinatsiooni tulemusena tekkival kihil on kaitsvad omadused, mis võimaldavad metalltoodet, millele see kantakse, edukalt pikka aega kasutada üsna agressiivses keskkonnas (kõrge õhuniiskus, pidev kokkupuude mere ja mageveega jne).
Kõigi ülaltoodud meetoditega rakendatavate tsinkkatete parameetreid reguleerib vastav GOST, millest spetsialistid peaksid juhinduma.
Kuidas protseduuri kodus läbi viia
Kodus galvaniseerimine toimub peamiselt elektrokeemilise meetodi või külmtsinkimise tehnoloogia abil, mis on seletatav nende meetodite lihtsusega. Elektrokeemilise meetodi abil galvaniseerimiseks tuleb töödeldava detaili pind hoolikalt ette valmistada. Selline ettevalmistus seisneb puhastamises ja rasvaärastuses, samuti happega söövitamises ja sellele järgnevas veega loputamises.
Oma seadme galvaanilise galvaniseerimise teostamiseks saab valmistada alalisvooluallikast, mis toodab umbes 6–12 V pinget voolutugevusega 2–6 A, dielektrilisest materjalist anumast ja seadmest, millega elektrood ja töödeldav detail fikseeritakse. Elektrolüüdiks võib sel juhul olla mis tahes tsinki sisaldava soola lahus. Sellise lahuse saate valmistada aku elektrolüüdist, pannes sellesse mõneks ajaks tsinki ja oodates lahustumisreaktsiooni lõppemist. Saadud kompositsioon tuleb enne galvaniseerimiseks kasutamist filtreerida.
Oma kätega galvaniseerimisel tuleb meeles pidada, et moodustunud katte paksust ja kvaliteeti mõjutavad järgmised tegurid:
- voolutihedus töödeldava detaili pindalaühiku kohta;
Metallist valmistatud toodete kõige kohutavam haigus on korrosioon, mis hävitab need järk-järgult. Kuidas saate sellest haigusest jagu saada? Üks meetoditest on kahjustatud piirkonna katmine massiga, mis sisaldab märkimisväärses koguses tsinki: selle osakaal võib ulatuda 95% -ni. Metalli tsinkkatte loomise protsess pole absoluutselt midagi keerukat ega nõua suuri rahalisi kulutusi.
Vajadus korrosioonikaitse järele
Iga metall vajab kaitset rooste, korrosiooni ja muude kahjulike mõjude eest, mis võivad toodet hävitada. Tänu erinevatele metallitöötlemistehnoloogiatele ei ole raske metallpinda kaitsta ja toote eluiga pikendada.
Maailmapraktikas on kõige sagedamini kasutatavad metallkatted tsink. Peamisteks põhjusteks, mis määravad valiku metalltoodete tsinkkatete kasuks, on tsingi madal hind ja tsinkimise hind, samuti rauast elektronegatiivsema statsionaarse potentsiaali olemasolu agressiivse keskkonnaga kokkupuutel.
Metalli galvaniseerimine (tsinkimine) on metallpinna katmine tsingiga, mis oma hapruse ja minimaalse kõvaduse tõttu tagab igale tootele usaldusväärse kaitse. Kattel olev oksiidikiht on üsna tugev, tsink on aktiivsem materjal kui raud, seega aeglustab oluliselt korrosiooni.
Tsink reageerib korrosiooniga kiiremini, kui jõuab põhimetallikihti, nii et detail jääb puutumata. Ja seni, kuni tootele jääb vähemalt tükike tsinki, ei lähe selle ümber olev raud roostetama. Isegi kui tsinkkate on mõnes kohas kahjustatud või puudub, säilivad selle kaitseomadused.
Seega toimivad tsinkkatted kaitsjatena, mis “määritakse” üle kaitstud osa pinna. Metalli galvaniseerimine toimub peamiselt spetsiaalsete tootmisseadmete abil, kasutades erinevaid meetodeid. Lisaks on võimalik kodus teha galvaniseerimist.
Tsingimise meetodid
Metalltootele tsinkkatte pealekandmise protseduur viiakse läbi ühel järgmistest meetoditest: kuumtsinkimine, külmvärvimine, galvaaniline katmine, tsingi gaastermiline pihustamine ja termiline difusioontsinkimine. Osale kattekihi pealekandmise meetod valitakse tavaliselt sõltuvalt tulevase kasutuse tingimustest ja turvisekihi soovitud omadustest. Ühes tootes saab kasutada mitut tüüpi katteid.
Olenemata galvaniseerimismeetodi valikust on kvaliteetse tulemuse saamiseks oluline õigesti valida tsinkkatte paksus, mis sõltub protseduuri ajast ja temperatuurist. Samuti tuleb meeles pidada, et tsingitud metalltooted ei tohiks olla mehaanilise pinge all.
Kuumtsinkimine
Kuumtsinkimise protseduuriga loodud tsinkkatted on galvaniseerimise tootmismahu poolest teisel kohal ning on tänapäeval parimate seas nii vastupidavuse kui ka kvaliteedi poolest. Kuigi esineb keskkonnaohutusprobleeme, mis on põhjustatud sulatsingi olemasolust ja keemilise pinnatöötluse tehnikate kasutamisest.
Metalli kuumtsinkimise tehnoloogia koosneb kahest etapist: pinna ettevalmistamine ja metalli otsetsinkimine. Pinna ettevalmistamine enne kuumtsinkimist seisneb järgmiste toimingute järjestikuses sooritamises: pinna rasvatustamine galvaniseerimiseks, metallpinna söövitamine, metalli pesemine ja räbustimine ning pinna kuivatamine.
Pärast kõigi ettevalmistusetappide läbimist peate toote kuivatama. Tsingi pealekandmine toimub spetsiaalse kuumtsinkimisseadmega ja kuiva, valmistatud toote kastmisega kuuma tsingi vanni. Detaili pinnale moodustub Fe-Zn sulam, mis kaitseb korrosiooni eest.
Selle meetodi puuduseks on see, et metallitöötlemiseks mõeldud vannid on sageli piiratud suurusega ja ei suuda pakkuda võimalust soovitud konstruktsiooni töödelda. Kuigi moodne vann mahutab hõlpsasti tellingud, valgustusmastid ja elektriliinide toed.
Külmtsinkimine
Viimastel aastatel on laialt levinud metalli külmtsinkimise meetod, mille käigus värvitakse metalltooteid kõrge tsingipulbrisisaldusega kruntvärviga. Valmis kate sisaldab 89-93% tsinki. Meetod on väga tehnoloogiline ja seda on lihtne teostada. Pihustatud tsink kantakse pinnale nagu tavalist värvi – rulli või pintsliga. Selleks võib kasutada ka pihustid, mis vähendavad tsinkimisele kuluvat aega ja võimaldavad jõuda kõige kaugematesse kohtadesse.
Seda meetodit peetakse väga tõhusaks konstruktsioonide puhul, mida ei saa muul viisil töödelda - näiteks fikseeritud torude, ülekandeliinide liitmike, raudtee rööbastee elementide, õliliitmike, teetõkete, mööblitarvikute ja muude statsionaarsete objektide puhul.
Protseduuri peetakse tõhusaks ka eelnevalt tsingitud pindade parandamisel.
Terase külmtsinkimine toimub laias temperatuurivahemikus ja kate on elastne, talub mehaanilist deformatsiooni ja soojuspaisumist.
Külmtsinkimise kasutusiga võib ületada kuumtsinkimise kasutusiga 3-4 korda. Tehnika puudusteks on madal vastupidavus mehaanilisele pingele ja vajadus hoolikalt jälgida töötingimusi orgaanilise lahusti kasutamise tõttu.
Galvaaniline galvaniseerimine
Tsingimise protseduur loob metallpinnale eriti sileda ja täpse tsinkkatte. See galvaniseerimistehnika hõlmab katte pealekandmist elektrokeemilise toimingu sooritamise ajal. See sobib juhtivate ja mittejuhtivate materjalide jaoks. Galvaanilise katte paksus on tavaliselt 20-30 mikronit.
Metalli tsinkimisel on ladestunud kate täpse ja ühtlase suurusega, läikiv ja dekoratiivne. Selliste katete adhesiooni tagavad molekulaarjõud, mida täheldatakse mitteväärismetalli ja tsingi molekulide koosmõjul. Sellise interaktsiooni tugevust mõjutab kaetud toote pinnal olevate kilede (oksiid- või rasvkiht) olemasolu, mida ei saa masstootmise käigus täielikult vältida.
Elektrolüüsiga galvaniseerimise tehnoloogia on järgmine: tsinkitav teraskonstruktsioon ja tsinkplaadid kastetakse elektrolüüdiga anumasse. Plaadid ja toode on ühendatud vooluallikaga. Tsinganood lahustub elektrolüüsi käigus, settides terasosa pinnale.
Meetodi eeliste hulgas võib esile tõsta head dekoratiivset külge. Samal ajal on elektrolüütilise galvaniseerimise protseduuril üks tõsine puudus: galvaniseerimise hind ei koosne ainult tsingi ja elektrolüüdi maksumusest. Elektrokeemilise galvaniseerimisega kaasneb ohtlike jäätmete teke, mistõttu on vajalik tsingi eemaldamine reoveest, mis on üsna kulukas protseduur.
Termiline difusioontsinkimine
Termilise difusiooniga galvaniseerimise protseduur on teist tüüpi galvaniseerimine. TDC tehnika on tuntud juba pikka aega. Seda kasutati esmakordselt Inglismaal 20. sajandi alguses ja seda nimetati "sherardiseerimiseks". Hiljem unustati see mõnevõrra, andes teed teistele galvaniseerimismeetoditele. Alates üheksakümnendatest on aga huvi tehnika vastu taas kasvanud.
Termilise difusioontsinkimise olemus on tsingi katte moodustumine raua pinnale tsingi aatomite üleminekul aurufaasi temperatuuril üle 2600 kraadi, mis hõlbustab nende tungimist rauasubstraati. Selle käigus moodustub väga keerulise faasistruktuuriga raua-tsingi sulam. TDC galvaniseerimistehnoloogiat kasutatakse juhul, kui on vaja luua tsingikiht paksusega üle 15 mikroni.
Sellise katte välimus on võimalik ainult kõrgetel temperatuuridel ja suletud ruumis muhvel või retort, mis on täidetud tsingitud osade ja tsinki sisaldava pulbriseguga. Sel juhul läbivad metalltooted sarnased etapid nagu kuumtsinkimise protsessis ja lõpuks laaditakse need pöörlevasse trummelahju, kus materjal kaetakse tsingiga.
TDC tehnikal on teiste galvaniseerimismeetodite ees mitmeid eeliseid:
- Tsingimise protsess on keskkonnaohutu;
- saadud kattekihil puuduvad poorid ja seda iseloomustab difusioonikihist tingitud kõrge nakkuvus aluspinnaga;
- tsinkkatte kaitsevõime on 5 korda suurem kui galvaanilistel katetel;
- katte paksus varieerub laias vahemikus;
- kate reprodutseerib täpselt kõige keerulisema konfiguratsiooniga osade kuju (augud, keermed, õõnsused, sisepinnad, praod);
- protsessijäätmed ei vaja kõrvaldamist.
Kuid samal ajal on TDC-tehnikal omad puudused, näiteks pole tsinkkattel dekoratiivseid omadusi - kate osutub ilma läiketa ja on tumehalli värvi. Tootlikkus on suhteliselt madal, esinevad kahjulikud tsingitolmu aerosoolid ja sageli esinevad tsinkkatte defektid, näiteks ebaühtlane paksus.
Gaas-termiline galvaniseerimine
Pihustamisega galvaniseerimisel toimub metalli katmine tsingiga järgmiselt: metall sulatatakse pulbri või traadi kujul ning tsink pihustatakse tootele gaasivooluna. Metalliseeritud gaastermilised katted on optimaalne lahendus suurte metallkonstruktsioonide kaitsmiseks korrosiooni eest, mida ei saa panna galvaanilisesse vanni või sulatsingiga anumasse.
Sulanud tsingiosakesed deformeeruvad, kui nad kokku puutuvad metallpinnaga, moodustades nn ketendava katte. Sel juhul moodustub poorne kate, mis tuleb katta täiteainega värvide ja lakkide kujul. Sellised kombineeritud katted omavad pikaajalist kaitset erinevates kasutustingimustes - mere- ja magevesi, atmosfääritingimused.
Kodus galvaniseerimine
Enne oma kätega galvaniseerimist tuleb toode ette valmistada ja pind korralikult puhastada. Mida paremini seda teete, seda sujuvamalt ja tugevamalt tsink lebab. Seejärel tuleks metallosa aktiveerida, langetage see 2-10 sekundiks väävelhappesse. Seejärel loputage see kohe vette kastes ja jätkake anodeerimisega.
Galvaniseerimisseadmeid saab valmistada järgmiselt. Valige inertsest materjalist – vinüülplastist või klaasist – valmistatud nõud. Kui osa on väike, võite võtta isegi liitrise purgi. Mõelge võimalusele kinnitada elektrood ja toode, mis on teine elektrood, sellele. Riputage elektroodid vasktraadile.
Võtke vooluallikaks 2-6-amprine, 6-12-voldine laadija. Koduse tsinkimise elektrolüüdiks võib teoreetiliselt olla peaaegu igasugune vees lahustuv sool, kuid praktikas on tsingisoola valmistamine lihtsam. Võite võtta aku elektrolüüdi (lahjendatud väävelhapet) ja panna sinna tsinki. Pärast reaktsiooni peatumist jääb tsink alles ja hape muutub soolaks. Kui hape on liiga kontsentreeritud, tekivad põhjas tsinksulfaadi kristallid, seejärel lahjendage elektrolüüti veidi veega.
Pärast seda pingutage elektrolüüt ja valage see galvaniseerimisnõusse. Tsingitükist saab teha tsinkelektroodi, puurida sellesse augu ja riputada vasktraadi külge. Pindala peab vastama töödeldava toote pindalale, kuju peab olema tasane ja mugav mahutisse sukeldamiseks. Muide, tsingitüki saab osta igast metallikogumispunktist.
Tooge miinus tootele ja pluss tsingile, tsinkelektrood "lahustub" ja detailile ladestub tsingikiht. Kõige keerulisem tsinkimisseadmete kasutamisel ja tsinkimisprotsessi enda läbiviimisel on tsinkimisrežiim: tootele võib settida tsingipulber, mida saab kergesti eemaldada lapiga või võib-olla vastupidava kihiga, vajate viimast võimalust.
Tsinkkatte kvaliteeti mõjutavad järgmised tegurid:
- Voolu tihedus. See indikaator arvutatakse voolutugevusena, mis jagatakse toote pindalaga ja on 0,5–10 amprit ruutdetsimeetri kohta. Kasutage pingeregulaatorit, et reaktsioon ei oleks liiga äge. Kate muutub nõrgaks ja ebaühtlaseks, kui osast tulevad liiga aktiivselt mullid.
- Temperatuur. Valige elektrolüüdi jaoks toatemperatuur.
- Elektrolüütide tihedus. See parameeter võib varieeruda laias vahemikus - alates tsingisoolade lahustuvusest kuni nullini.
- Toote geomeetria. Kui detail on keerulise kujuga, võib katte paksus olla oluline erinevus, olenevalt detaili kaugusest tsinkelektroodist. Teravale servale ilmuvad moodustised ja süvendi kattekiht on nõrk.
Olles eelnevalt analüüsinud, pidage meeles, et soovitatav on suurendada kaugust elektroodini, kasutada kahte tsinkanoodi, keerata detaili ja katsetada. Tsingimist on võimalik teostada 2 või 3 kihis, kusjuures moodustunud kasvude vahepealne eemaldamine teravatel servadel.
Seega tuleb erinevate metalltoodetega töötades sageli rinda pista korrosioonist tingitud kahjustustega. Metallil ja terasel on tugev struktuur, kuid see ei suuda neid sellest nuhtlusest päästa. Seetõttu on metallkonstruktsioonide ja korrosioonile eriti vastuvõtlike konstruktsioonide kaitsmiseks ideaalne võimalus kasutada galvaniseerimistehnoloogiat - kuumtsinkimist, külmvärvimist, galvaanilist katmist, tsingi gaastermilist pihustamist ja termilist difusioontsinkimist.
Raud ja teras on materjalid, millest moodsa tehnoloogilise tsivilisatsiooni karkass valmistatakse. Aga - paraku! - ja meie tsivilisatsiooni terasvundamendil on nõrk koht. Seda nimetatakse korrosiooniks, mille eest raual ja terasel puudub loomulik kaitse, mida pakub oksiidkile paljudele värvilistele metallidele – tinale, tsingile või alumiiniumile.
Teras vajab kaitset korrosiooni eest – ja selle jaoks on parim kaitse. (või tsingitud). kestab palju kauem kui tavaline teras.
Miks tsink?
Esiteks, kuna tsink on üsna levinud ja odav, on see ise praktiliselt korrosioonikindel, sulab mitte eriti kõrgel temperatuuril (umbes 420 kraadi, mis on palju madalam kui raua sulamistemperatuur) ja on vastuvõetava tugevusega. Ja samas – mis on oluline! - on statsionaarse elektripotentsiaaliga -0,76 V, see tähendab palju negatiivsem kui raual.
Selle omaduse tõttu mängib tsink, isegi kui katte terviklikkus on kahjustatud ja elektrolüütide mõju all, tekkivates elektrokeemilistes reaktsioonides anoodi rolli. See tähendab, et see lahustub aeglaselt, kaitstes seeläbi konstruktsiooni terasest alust elektrokeemilise korrosiooni eest. Üldiselt - andke meile tsinkkatted! Millistel viisidel neid rakendada? See on üsna huvitav küsimus, kuna selliseid meetodeid on mitu - ja igal neist on oma plussid ja miinused. Mõelgem neile...
Kuumtsinkimine
See on esmapilgul kõige lihtsam ja usaldusväärsem meetod malmi- ja terastoodetele tsinkkile loomiseks: need esemed kastetakse lihtsalt sulatsinki ja seejärel võetakse välja, kaetud juba 40–80 mikroni paksuse tsingikihiga. - see tähendab, et üsna tihe ja kulumiskindel.
Kuid kõik pole nii lihtne: selleks, et tsinkkile mustmetalli pinnale usaldusväärselt "haakuks", tuleb see pind põhjalikult puhastada ja räbustida (st katta koostisega, mis peaks enne kokkupuudet takistama selle oksüdeerumist). sulatsingiga ja tagavad usaldusväärse nakkuvuse tsinkkile).
Tuleb meeles pidada, et sulatsink kõvastub üsna kiiresti ja võib seetõttu moodustada kuni 1 mm läbivajumist. paks, mis on ebasoovitav juhtudel, kui tsingitud toodete pinnal on niit. Lisaks seab tehnoloogia ise piiranguid nende toodete suurusele, mida soovime sel viisil tsinkida - need ei saa olla suuremad kui sulatsingi vannid (ja need ei saa olla definitsiooni järgi väga suured).
Külmtsinkimise meetod
Erinevalt kuumtsinkimisest pole selle külmversioonil mingit pistmist tsingitatavate osade ja pindade suurusega, kuna see seisneb mitmesuguste lenduvate vedelike tsingi elektrolüütiliste lahuste kandmises neile. Sellised lahused (galvanool, tsünotaan, tsinotern, tsinknool) kantakse teraspinnale pihustuspudelist: lahusti kuivab, kuid tsinkkate jääb alles - ja see “istub” teraspinnal väga usaldusväärselt, suure nakkuvusega. Sel juhul ei pea kaetavat pinda räbustama, selle saab lihtsalt roostest ja mustusest puhastada.
Külmtsinkimise meetod on oma lihtsuse poolest hea
ja sobivus välitöödeks. Kuid sellisel viisil kaetud terase välimus on lihtsalt matthall, ilma metallilise läiketa.
Seetõttu on külmtsinkimist kõige parem kasutada "värvitava kattena".
Galvaaniline galvaniseerimismeetod
Kuid galvaaniline galvaniseerimismeetod annab tsingitud pinnale äärmiselt atraktiivse välimuse.
See seisneb selles, et vool voolab läbi elektrolüüdivanni, mille anoodiks on tsinkplaadid ja katoodiks terastooted. Voolu mõjul lahustub tsink elektrolüüdis ja selle ioonid ladestuvad rauale. Tulemuseks on õhuke (4 kuni 20 mikronit) kile, mis mitte ainult ei kaitse terast korrosiooni eest, vaid annab pinnale ka esteetilise välimuse. Galvaanilise tsingiga kaetud pind võib omandada (olenevalt selle paksusest) sini-sinise, helehalli või mattvalge metallilise läike. Sellise katte peamised eelised on selle paksuse ühtlus kogu kaetava pinna ulatuses.
Kuid nendel eelistel on ka omad miinused: õhuke ja ilus galvaaniline kate ei ole kulumiskindel ning selle paksuse suurenemine on tingitud asjaolust, et teras võib galvaniseerimisprotsessi käigus omandada ka nn. "vesiniku haprus". Sellest hoolimata,. Madala hinna tõttu kasutatakse seda sageli erinevat tüüpi kinnitusdetailide, metalltoodete ja dekoratiivelementide korrosioonivastaseks kaitseks.
Termiline difusioontsinkimine
Galvaanilise tsinkimise peamist puudust - "vesinikhaprust" - saab vältida termilise difusioontsinkimise tehnoloogiaga.
See põhineb asjaolul, et tsink võib teatud tingimustel tsinki sisaldava pulbri pinnalt aurustuda ja tungida raua pinnakihtidesse, mille tulemusena moodustub kompleksne tsingi-raua sulam.
Selline difusioon saab võimalikuks siis, kui
kõrge (290–400 kraadi) temperatuur ja elektripotentsiaali olemasolu, mille juures terastooted toimivad anoodina.
Termiline difusiooniprotsess viiakse läbi pöörlevas mahutis alandatud rõhul (0,1 atmosfääri) redutseeriva vesiniku atmosfääris. Iga kinnitusdetailide partii termiline difusioontsinkimine võtab aega 90 kuni 180 minutit.
Selle tulemusel omandavad need osad hiirehalli värvi, kuid koos sellega suureneb pinnatugevus ja suurepärane korrosioonikindlus (3-5 korda parem kui galvaanilise galvaniseerimisega ja poolteist kuni kaks korda parem kui kuumsukeldumise korral galvaniseerimine).
Sel juhul on katte ühtlus ideaalne, kuid sellise katte nakkumisest pole mõtet rääkida - see lihtsalt "sulab" kokku musta metalliga, nii et seda on lihtsalt võimatu sellest eraldada. Loomulikult ei too selliselt tsingitud riistvara välimus erilist esteetilist naudingut, kuid poldid, mutrid, vedrud ja kruvid ei pea olema eriti ilusad.
Termo-difusioontsinkimisel on ainult üks puudus, kuid see on märkimisväärne - tehnoloogia iseärasuste tõttu saab seda kasutada ainult väikese suurusega objektide jaoks.
Gaas-termiline galvaniseerimine
Viimasel ajal on hakatud üha enam kasutama teist võimalust tsinkkatte pealekandmiseks - gaastermilist. Sel juhul juhitakse õhukese traadi või pulbri kujul olev tsink spetsiaalse põleti otsikusse, sulab kuuma gaasijoas ja settib tillukeste tilkadena teras- või malmtoote pinnale.
See kate nõuab täiendavat värvikihti, et täita tsingikihis olevad mikropoorid.
See on muidugi puudus, kuid sellistel kombineeritud kattekihtidel on suurepärane nakkuvus ja need on vastupidavad kõige ebasoodsamatele töötingimustele (merevesi, sagedased sademed, happeline keskkond jne), kus need võivad kesta kuni 30 aastat.
Metalli galvaniseerimine on kõige populaarsem meetod, mille eesmärk on kaitsta metallpinda korrosioonist tekkivate negatiivsete mõjude eest. Seda meetodit kasutatakse paljude metalltoodete, näiteks rauast riistade ja tööstusmasinate osade, autode keredetailide ja terastrosside, raudlehtede ja sidejuhtmete jaoks. Selle meetodi peamiseks eeliseks on suhteliselt odav hind ja head jõudlusnäitajad.
Metalli galvaniseerimise tehnoloogiline protsess
Metalli tsinkimistehnoloogia on rakendatav kas täiesti tasastel metallpindadel või pindadel, kus esineb väikest painutust. Selle tehnoloogia vastuvõetamatu tingimus on pinna mehaaniliste kahjustuste olemasolu. Protsessi tehnoloogilised nõuded on üsna lihtsad. Kaitsekattekihi paksus võib olla erinev, selle määrajaks on kogu tööoperatsiooni aeg ja temperatuur, mille juures protsess teostatakse. Samal ajal ei ületa paksus 1,5 mm.
Metalli galvaniseerimise protsessi eesmärk on kaitsta seda oksüdatsiooni soovimatute mõjude eest. Paljude materjalide, näiteks alumiiniumi, tsingi ja teiste puhul on tavaline, et oksüdeerumine toimub lihtsalt õhukeskkonnas. Seejärel tekib nende välispinnale üsna tihe kile, mis põhineb oksüdatsiooni läbinud metalliühenditel. See tihe kest pakub usaldusväärset kaitset oksüdatsiooni edasise tungimise eest materjali. Need omadused ei ole rauale tüüpilised, seega võib aja jooksul toimuv oksüdatsioon materjali struktuuri täielikult hävitada. Raua säilitamiseks tehakse galvaniseerimine.
Metalli galvaniseerimise meetodid võivad olla erinevad. Põhimõtteliselt on tsinkimise mõju sarnane tinatamisprotsessis tekkiva kaitsega. Tinamine toimub teise materjali - tina mõjul. Nende kahe protsessi erinevus on märgatav ainult juhul, kui triikrauda kaitsev välimine kile on kahjustatud. Tinamine mehaaniliste või muud tüüpi kahjustuste korral on vähem efektiivne, kuna mõlemad materjalid ei ole täiesti töökindel galvaaniline paar.
Metalli galvaniseerimise tüübid
Metalli galvaniseerimise tüübid on meetodid katte pealekandmiseks, mis moodustab usaldusväärse tsingikihist koosneva kaitsekile. Kaasaegsed tehnoloogiad pakuvad kuut tüüpi galvaniseerimist. Igaüks neist erineb tööaja, omaduste, kasutatavate seadmete ja tekkiva tsinkkile paksuse poolest.
Kõiki metalli galvaniseerimise klasse on üsna lihtne loetleda. Tsingimine võib olla: gaasidünaamiline, kuum ja külm, difusioon, galvaaniline. Nimekirjas on ka ostlemise viis. Shooping on töötlemine tsingiga, mida kasutatakse sula kujul. Sel juhul pihustatakse sulatsink spetsiaalse püstoli abil metallpinnale. Gaasidünaamilise meetodi puhul kantakse kiht peale ülehelikiiruse voolu abil.
Metalli galvaaniline galvaniseerimine on meetod, mis viiakse läbi spetsiaalses trumlis. Siit algab elektrokeemiline protsess. Galvaanilise tsinkimise tulemusena omandab metallpind valge, sinise või vikerkaarelise varjundi. Mõnikord on mattvalge pinna loomise efekt võimalik. Seda kilet kasutatakse peamiselt dekoratiivsetel eesmärkidel, kuna kiht ise on tühise paksusega. Samal ajal on põhilised kleepuvad omadused üsna nõrgad.
Metalli termiline difusioontsinkimine on meetod, mida teostatakse kõrgete temperatuuride mõjul. Temperatuur valitakse vastavalt terase klassile, tooriku tüübile ja muudele tingimustele. Kogu protsess võtab aega 1,5 kuni 3 tundi, olenevalt sellest, millist tsingisegu kasutatakse ja kui suure võimsusega on installatsioon ise. Sellel tsinkkattel on oma eelised, millest peamine on kõrgeim kõvadus. Iseloomulik on see, et selle meetodi kasutamisel vajab tööpind enne protsessi alustamist minimaalset ettevalmistust.
Metalli kuumtsinkimine on meetod, mille käigus metalltooted kastetakse spetsiaalsesse eelnevalt sulatatud tsinki sisaldavasse vanni. Töötemperatuur on kuni 460 kraadi Celsiuse järgi. Kuumtsinkimise meetodi tulemusena omandab metall suurepärased nakkeomadused, mida ei saa kahjustada väiksemad praod ega kriimustused. Sellel meetodil on madal hind, seetõttu on see üks levinumaid.
Metalli külmtsinkimine on materjali eelvalmistamise seisukohalt lihtsaim meetod. Kogu protsess seisneb spetsiaalsete praimerite või värvainete kandmises metallpinnale. Selliste katete eripära on see, et need sisaldavad umbes 98% tsingipulbrit. Metalli külmtsinkimise meetodi kasutamise tulemusena omandab viimane sellise kvaliteedi nagu atraktiivne välimus. Samuti on garanteeritud usaldusväärne korrosioonikaitse piisavalt pikaks ajaks.
Metalli galvaniseerimiseks mõeldud seadmed võivad olla erinevad - kõik sõltub protsessi jaoks valitud meetodist. Väärib märkimist, et protsess ei ole kantserogeenne, seetõttu sobib see üsna hästi läbi viia mis tahes tootmisruumides. Erikoolitust peale seadmete paigaldamise pole vaja.
Kuumtsinkimismeetod, mis teeb suurepärast tööd metallpinnale korrosioonikaitse tagamiseks, on teiste meetoditega võrreldes kulukuse poolest kõige optimaalsem. Seda meetodit kasutavad kõige sagedamini erinevad tööstusettevõtted. Selle rakendamiseks vajate selliseid seadmeid nagu metallist galvaniseerimisvann. Selle seadme mõõtmed võivad erineda. Neist sõltuvad töödeldud toodete suurusele kehtestatud piirangud.
Enamik metalle kannatab korrosiooni käes. Nende rooste eest kaitsmiseks on üsna palju viise: mehaaniline, elektrokeemiline ja keemiline. Kõige kaasaegsem tehnoloogia on galvaniseerimine. Tsink ise on stabiilne ja vastupidav metall, mis on tänu hapnikuga suhtlemisel pinnale tekkivale kilele äärmiselt korrosioonikindel.
Kaitsva tsinkkatte pealekandmise tehnoloogia on üsna lihtne, seega on metalli oma kätega tsinkimine väga realistlik lahendus, kui soovite raha säästa ja teil on võimalus midagi ise teha.
Metalli galvaniseerimise meetodid
Tsingimise peamised eelised on mõistlik hind ja efektiivne tulemus. Protseduuri saab läbi viia mitmel viisil. Tänapäeval on teada järgmised metalli tsinkimise tüübid:
- Termilise difusiooni tehnika. See katmismeetod viiakse läbi spetsiaalsel seadmel, kasutades küllastunud segu. Raua ja tsingi difusioonil kõrgel temperatuuril tekib metalli pinnale kaitsekiht. Meetod võimaldab moodustada kuni 50 mikronit ja rohkem katteid. Tsingikiht on töökindel, ei kooru maha, ei pragune ja on mehaaniliste löökide suhtes vastupidav.
- Külm pealekandmismeetod. See tehnoloogia on võimalikult lihtne ja ligipääsetav, kuna see ei erine palju tavapärasest värvimisest. Pintsli, rulli või tampooniga kantakse pinnale krunt, millest 90% on tsink.
- Galvaaniline meetod. See meetod on katte esteetika seisukohalt parim. Kihi paksus võib olla kuni 40 mikronit. Tehnika on klassifitseeritud elektrokeemiliseks. Protsess viiakse läbi laengutega tsingiosakeste ülekandmisel toote pinnale.
- Kuumtsinkimine. Selle meetodi järele on suurim nõudlus, kuna kate on vastupidav. Kuid kuumtsinkimine on kulukas ja kahjulik meetod. Protseduur hõlmab toote sukeldamist kuuma tsingi mahutisse, mille temperatuur võib ulatuda 4,5 tuhande kraadini C. Osade ettevalmistamine toimub keemiliste protsesside abil.
- Gaasi termiline tsingi pealekandmine. Toote galvaniseerimine toimub pihustamise teel. Kasutatakse peamiselt suurte tootepartiide või märkimisväärse pindalaga lennukite jaoks. Protsess hõlmab traadi või sulatatud tsingipulbri pihustamist. Selle tulemusena moodustub poorne kate, mida täiendavalt töödeldakse värvide ja lakkidega.
Kodus galvaniseeriva metalli valik sõltub otseselt sellest, milliseid kaitseparameetreid on vaja. Esimene neist on paksus, sellest sõltuvad protseduuri kestus ja temperatuuritingimused. Tsingimist saab läbi viia ühel järgmistest meetoditest või komplekssel viisil.
Meetodi olemus
Olenemata sellest, kuidas kaitset rakendatakse, on selle olemus selles, et agressiivsetele teguritele mittekindlale metallpinnale kantakse kahjulikke mõjusid ennetav kiht. Tsingimine oma kätega või tootmiskohas on tootele pideva tsinkkatte moodustamine, mis hapnikuga suhtlemisel moodustab vastupidava kile. Just see kaitseb materjale korrosiooni eest.
Kasutusala
Tööstussektoris kasutatakse peamiselt soojusdifusiooni, kuum-, galvaani- ja gaastermilisi meetodeid tsingi kandmiseks metalltoodete pinnale. Lihtsaim viis detailide kodus tsingimiseks on külmmeetod. Saadaval on ka galvaanilise termilise difusiooni meetod, mis on rakendatav väikeste toodete ja kinnitusdetailide jaoks. Kuum- ja gaas-termiline tehnoloogia on õigustatud toodetele suures tööstuslikus mastaabis kaitsekatte moodustamisel.
Eelised ja miinused
Teoreetiliselt on metallosade tsingiga katmine kodus igal viisil võimalik, kuid küsimus on erinev - kui sobiv on see või teine meetod ise töö tegemisel. Kuid tsinkkatted on kõige populaarsemad, kuna neil on järgmised eelised:
- need moodustavad metalli usaldusväärse kaitse korrosiooni kahjulike mõjude eest;
- toodete välimus on esteetiline, seetõttu on tsingiga kaetud paljud konstruktsioonide kujunduselemendid: mööbli furnituur, autode siseosad jne;
- tsinkkate on keskkonnasõbralik, inimeste tervisele kahjutu ja näitab teiste materjalidega võrreldes parimaid kaitseparameetreid.
On ka puudusi. Need sõltuvad rakendusmeetodist. Kuumad ja külmad rakendused on vähese töökindlusega ning võivad kooruda ja praguneda.
Ise-ise galvaniseerimiseks sobivad meetodid
Kui seisate silmitsi küsimusega, kuidas metalli ise tsinkida, võib olla ainult kaks lahendust: kas galvaanilise tehnoloogia või külmmeetodi abil:
- Galvaniseerimine toimub laadija või tavalise autoaku abil. Peaasi, et nende parameetrid vastaksid järgmistele väärtustele: 6 kuni 12 V, 2 kuni 6 A. Elektrolüüdiks võib olla tsingisoola lahus, aku elektrolüüt või beebilutt. Mahuti võib olla klaasist või vinüülist. Osa puhastatakse ja rasvatustatakse ning seejärel kastetakse lahusesse. Elektrood peab olema levialaga võrreldav. Protseduur kestab keskmiselt 40 minutit.
- Külm pealekandmine toimub pintsli, tampooni või rulliga. Värvimismaterjale müüakse kauplustes. Need on tsingipulber ja sideaine. Need segatakse juhendis määratud proportsioonides ja kantakse pinnale.
Peamine, millest meistrimees, kes otsustab ise tsinkida, peab aru saama, on see, et töökindlat ja kauakestvat katet pole kodus võimalik luua, mistõttu tuleks taastatud ala jälgida. Ja vajadusel korrake protseduur uuesti.