Protejarea metalului de apariția și dezvoltarea coroziunii este o problemă foarte presantă, a cărei soluție poate prelungi semnificativ durata de viață a produselor din metal, precum și poate face funcționarea acestora mai fiabilă. Cea mai comună metodă de a asigura o astfel de protecție este galvanizarea, care presupune aplicarea unei acoperiri pe suprafața metalului, a cărei compoziție chimică poate conține până la 95% zinc. Galvanizarea metalului poate fi realizată folosind diverse tehnologii, fiecare dintre acestea fiind utilizată în anumite situații și are atât avantaje, cât și dezavantaje.
De ce se aplică un strat de zinc pe oțel?
Este bine cunoscut faptul că produsele din oțel sunt foarte susceptibile la procesele de coroziune, mai ales atunci când sunt utilizate în condiții de umiditate ridicată. Între timp, dacă galvanizați o piesă din oțel, îi puteți oferi o protecție fiabilă împotriva coroziunii. Acest lucru se explică prin faptul că stratul de zinc formează un cuplu galvanic cu metalul de bază, în care zincul are un grad mai mare de sarcină electronegativă decât oțelul.
Într-un astfel de cuplu galvanic, atunci când componentele sale sunt expuse unor factori de mediu agresivi, zincul este expus la coroziune, iar reacțiile chimice ale oțelului sunt practic eliminate. Astfel, protecția oțelului împotriva coroziunii va fi asigurată până la distrugerea completă a stratului de zinc. În același timp, în acele zone ale produsului din oțel în care stratul de zinc este distrus dintr-un anumit motiv, se formează hidroxid de zinc sub influența oxigenului și a umidității, care are și proprietăți protectoare bune.
Galvanizarea produselor din oțel le permite să ofere nu numai o barieră, ci și protecție electrochimică. Galvanizarea metalului poate fi realizată folosind diferite tehnologii, pentru implementarea cărora se folosesc diverse echipamente. Folosind anumite tipuri de astfel de tehnologii, puteți efectua galvanizarea acasă și puteți obține rezultate excelente.
Metode de galvanizare
Astăzi, galvanizarea metalului se realizează folosind următoarele metode:
- fierbinte;
- rece;
- galvanic;
- gaz-termic;
- difuzie termică.
Alegerea metodei care va fi utilizată pentru galvanizarea pieselor și structurilor din oțel depinde de condițiile de funcționare ale acestora, precum și de caracteristicile pe care trebuie să le îndeplinească stratul de protecție. Indiferent de tehnologia de galvanizare utilizată, este necesar să se determine în prealabil grosimea stratului de protecție care se formează, care depinde de parametrii tehnologici ai procesului precum timpul de expunere a metalului la mediul de lucru, precum și de temperatura de prelucrare. . Atunci când se utilizează piese și structuri din oțel pe suprafața cărora se aplică un strat de zinc, trebuie avut în vedere că acestea nu trebuie supuse unor solicitări mecanice semnificative, deoarece stratul de protecție al acestui metal este foarte fragil și poate fi ușor distrus.
Pentru a înțelege ce tipuri de galvanizare ar trebui utilizate într-o anumită situație, trebuie să le studiați bine pe fiecare dintre ele.
Zincare la cald
Zincarea la cald a structurilor metalice, deși face posibilă obținerea celei mai bune calități și durabilitate a produselor prelucrate, se află doar pe locul doi în rândul tehnologiilor similare în ceea ce privește prevalența. Atunci când se utilizează această metodă, apare problema siguranței mediului, deoarece implementarea ei necesită utilizarea de reactivi chimici puternici pentru a pregăti suprafața de tratat, iar procedura în sine este efectuată în zinc topit.
În procesul de galvanizare a oțelului folosind metoda la cald, există două etape:
- pregătirea suprafeței produsului pentru prelucrare;
- procedura în sine pentru acoperirea metalului cu zinc.
La rândul său, pregătirea suprafeței tratate se realizează și în mai multe etape:
- curățare și degresare;
- gravare folosind soluții acide;
- spălare după decapare și fluxare;
- uscare temeinica.
După ce produsul a trecut prin toate etapele pregătirii preliminare și s-a uscat complet, se pune într-o baie specială umplută cu zinc topit. Ca rezultat, pe suprafața produsului din oțel se formează un strat subțire format din fier și zinc (Fe-Zn), care oferă protecție fiabilă împotriva coroziunii. După scoaterea din baie, produsul este suflat cu aer comprimat, ceea ce asigură nu numai uscarea acestuia, ci și îndepărtarea excesului de zinc de pe suprafața tratată. Marele dezavantaj al acestei metode de galvanizare a metalului este că dimensiunile produselor care pot fi supuse acesteia sunt limitate de dimensiunile băii cu zinc topit. Între timp, la marile întreprinderi de producție, procesul de galvanizare a oțelului - schele, catarge de iluminat, suporturi pentru liniile de transmisie a energiei - se realizează exact în acest fel.
Deoarece această metodă este asociată cu costuri ridicate ale forței de muncă și cu nevoia de a utiliza echipamente tehnologice complexe, nu este utilizată pentru galvanizarea metalului acasă.
Galvanizare la rece
Popularitatea largă pe care metoda de galvanizare la rece a oțelului a câștigat-o în ultimii ani se datorează mai multor motive. Cel mai important dintre ele este că, în ciuda fabricabilității sale ridicate și a ușurinței de implementare, această metodă de galvanizare vă permite să creați un strat pe suprafața metalică care are proprietăți de protecție ridicate. De asemenea, este important ca acest lucru să nu necesite echipamente pentru galvanizarea metalului, astfel încât o astfel de galvanizare se poate face cu propriile mâini, chiar și acasă.
Esența tehnologiei de galvanizare la rece este că pe suprafața produsului procesat este aplicat un amestec special care conține zinc, care poate fi zinconol sau orice altă compoziție. Puteți aplica zinconol sau un alt amestec folosind o pensulă sau o rolă obișnuită. În cazurile în care este necesar să acoperiți produse cu configurații complexe sau locuri greu accesibile cu un astfel de amestec, puteți folosi un pistol de pulverizare pentru a-l aplica. Zinconolul și alți compuși utilizați pentru galvanizarea la rece fac posibilă obținerea unui strat protector pe suprafața metalică care conține 89–93% zinc.
Galvanizarea metalului prin metoda la rece nu are alternativă în cazurile în care este necesară asigurarea protecției anticorozive structurilor care nu pot fi acoperite cu un strat de zinc folosind alte tehnologii. Astfel de structuri, în special, includ țevi deja instalate, suporturi de linii electrice, elemente de șine de cale ferată, precum și alte elemente metalice care se află într-o stare instalată (staționară).
Zinconolul și alți compuși pentru galvanizarea la rece sunt, de asemenea, utilizați pe scară largă în timpul lucrărilor de reparații, atunci când este necesară refacerea stratului de zinc deteriorat pe un produs sau structură metalică. În special, folosind această metodă, poate fi efectuată galvanizarea restaurativă a caroseriei unei mașini (mai mult, puteți utiliza zinconol și alte amestecuri pentru galvanizarea inițială, completă a caroseriei).
Compozițiile pentru galvanizarea la rece sunt soluții polimerice cu adaos de pulbere de zinc foarte dispersată
Galvanizarea la rece a produselor din oțel poate fi efectuată într-un interval de temperatură destul de larg, iar stratul rezultat se distinge nu numai prin proprietăți de protecție ridicate, ci și prin elasticitate bună, rezistență la deteriorări mecanice și dilatare termică.
Dacă vorbim despre dezavantajele metodei de galvanizare la rece, acestea includ rezistența insuficient de mare a acoperirii formate la stres mecanic, precum și necesitatea respectării stricte a măsurilor de siguranță atunci când se efectuează o astfel de procedură, care necesită utilizarea de substanțe organice. solvenți.
Metoda galvanică
Galvanizarea galvanică, în timpul căreia se aplică un efect electrochimic pe suprafața produsului prelucrat, face posibilă obținerea de acoperiri care nu numai că sunt foarte precise în grosime, dar au și o netezime excepțională. Această galvanizare electrochimică asigură formarea unui strat protector pe suprafața metalului, a cărui grosime este în intervalul 20-30 microni.
Zincarea galvanică vă permite să reglați grosimea stratului de protecție format, în timp ce este uniform și extrem de decorativ. Datorită faptului că la efectuarea galvanizării galvanice, metalul și zincul care se aplică pe suprafața acestuia sunt combinate la nivel molecular, acoperirea finită se caracterizează printr-o aderență excepțional de mare la metalul de bază. Între timp, gradul de aderență este influențat de prezența peliculelor grase și de oxizi pe suprafața produsului prelucrat, care sunt aproape imposibil de îndepărtat complet (mai ales în condiții de producție în masă).
Zincarea galvanică se realizează după cum urmează. Structura de prelucrat și plăcile de zinc sunt plasate într-o soluție electrolitică și apoi conectate la contactele pozitive și negative ale unei surse de curent electric. Datorită diferenței de potențial electric formată în acest fel, plăcile încep să se dizolve în electrolit, iar moleculele de zinc se grăbesc la suprafața piesei de prelucrat, așezându-se pe aceasta și formând un strat protector uniform.
Marele avantaj că galvanizarea galvanică diferă de alte tehnologii este că permite formarea unui strat protector pe suprafața produsului, caracterizat prin caracteristici decorative excepționale. Galvanizatorul poate regla grosimea unui astfel de strat.
Cel mai semnificativ dezavantaj al acestei metode este costul său destul de ridicat, care constă nu numai din costul plăcilor de zinc și al electrolitului. De exemplu, electrolitul uzat, care conține o cantitate destul de mare de deșeuri periculoase, trebuie curățat temeinic înainte de a fi trimis la canalizare, ceea ce afectează serios și costul metodei.
Zincare prin difuzie termică
Tehnologia de difuzie termică a metalului de galvanizare (TDZ), care este adesea numită șerardizare, a fost dezvoltată în anii 20 ai secolului trecut, dar pentru o lungă perioadă de timp nu a fost folosită suficient de activ. De la sfârșitul secolului trecut, galvanizarea metalului folosind această tehnologie și-a recâștigat popularitatea.
Esența acestei metode de acoperire a unui produs metalic cu zinc este aceea că piesa de prelucrat, împreună cu un amestec uscat care conține zinc, este plasată într-un recipient sigilat în care se creează o temperatură ridicată - aproximativ 2600 °. Sub influența unei temperaturi atât de ridicate, atomii de zinc se transformă într-o stare gazoasă, ceea ce facilitează foarte mult pătrunderea lor prin difuzie în stratul de suprafață al piesei de prelucrat. Această tehnologie de galvanizare este utilizată mai ales în cazurile în care este necesară formarea unui strat protector pe suprafața metalului care se prelucrează, a cărui grosime depășește 15 microni.
Acoperirea cu difuzie termică a produselor metalice cu zinc, pregătirea pentru care se realizează în același mod ca și galvanizarea la cald, are o serie de avantaje, care includ:
- siguranța de mediu completă a procesului, deoarece este efectuat într-un recipient sigilat;
- absența aproape completă a porilor pe stratul de protecție finit, caracterizată prin aderență ridicată la suprafața tratată;
- capacitate de protecție ridicată a acoperirii obținute prin această tehnologie (de 5 ori mai mare decât cea a unui strat de zinc format prin metoda galvanică);
- capacitatea de a regla grosimea stratului de zinc într-o gamă destul de largă;
- păstrarea chiar și a formei complexe și a parametrilor geometrici ai unui produs zincat;
- nu este nevoie de eliminarea specială a deșeurilor generate.
Această metodă de acoperire a produselor metalice cu zinc are și dezavantajele sale, care includ:
- culoarea gri murdară nu foarte atractivă a stratului finit și lipsa strălucirii metalice;
- productivitate scăzută;
- prezența incluziunilor de praf de zinc în aerul ambiant în timpul unui astfel de proces, care este dăunătoare sănătății umane;
- eterogenitatea grosimii stratului de zinc.
Pulverizare termică cu gaz de zinc
Pentru a acoperi o tablă sau o piesă tridimensională cu un strat de zinc, puteți utiliza metoda de galvanizare termică cu gaz. Esența acestei metode este că zincul, prezent inițial în amestecul uscat sau sârmă, este pulverizat pe suprafața piesei de prelucrat într-un mediu gazos. Este optim să folosiți această tehnologie în situațiile în care trebuie aplicat un strat de zinc pe produse de dimensiuni mari care nu pot fi prelucrate prin alte metode.
Când utilizați această metodă, acoperirea unui produs metalic cu zinc are loc după cum urmează. Particulele de metal topit, lovind suprafața de tratat, formează un strat subțire, care amintește de solzi din structura sa. Această acoperire, care se caracterizează prin prezența unui număr mare de pori, este completată de aplicarea de vopsele și lacuri. Stratul creat ca urmare a acestei combinatii are proprietati protectoare care permit produsului metalic pe care se aplica sa fie folosit cu succes o perioada indelungata in medii destul de agresive (umiditate ridicata, expunere constanta la mare si apa dulce etc.).
Parametrii acoperirilor de zinc aplicate prin toate metodele de mai sus sunt reglementați de GOST corespunzător, după care ar trebui să se ghideze specialiștii.
Cum se efectuează procedura acasă
Galvanizarea la domiciliu se realizează în principal prin metoda electrochimică sau folosind tehnologia de galvanizare la rece, ceea ce se explică prin simplitatea acestor metode. Pentru a efectua galvanizarea folosind metoda electrochimică, trebuie să pregătiți cu atenție suprafața piesei de prelucrat. O astfel de pregătire constă în curățare și degresare, precum și gravarea acidă și clătirea ulterioară cu apă.
Propriul dispozitiv pentru efectuarea galvanizării galvanice poate fi realizat dintr-o sursă de curent continuu care produce o tensiune de aproximativ 6–12 V cu o putere de curent de 2–6 A, un recipient din material dielectric și un dispozitiv cu care electrodul și piesa de prelucrat va fi fixată. Electrolitul în acest caz poate fi o soluție din orice sare care conține zinc. Puteți prepara o astfel de soluție din electrolitul bateriei punând zinc în ea pentru o perioadă și așteptând finalizarea reacției de dizolvare. Compoziția rezultată trebuie filtrată înainte de utilizare pentru galvanizare.
Când efectuați galvanizarea cu propriile mâini, ar trebui să rețineți că următorii factori influențează grosimea și calitatea stratului de acoperire format:
- densitatea de curent pe unitate de suprafață a piesei de prelucrat;
Cea mai teribilă boală a produselor din metal este coroziunea, care le distruge treptat. Cum poți depăși această boală? Una dintre metode este de a acoperi zona afectată cu o masă care conține o cantitate semnificativă de zinc: proporția din conținutul acestuia poate ajunge la 95%. Procesul de creare a unui strat de zinc pe metal nu este absolut deloc complicat și nu necesită costuri financiare uriașe.
Nevoia de protecție împotriva coroziunii
Orice metal are nevoie de un strat de protecție împotriva ruginii, coroziunii și a altor influențe nocive care pot distruge produsul. Datorită diferitelor tehnologii de prelucrare a metalelor, nu este dificil să protejați suprafața metalică și să prelungiți durata de viață a produsului.
În practica mondială, cele mai frecvent utilizate acoperiri metalice sunt zincul. Principalele motive care determină alegerea în favoarea acoperirilor de zinc pentru produsele metalice sunt prețul scăzut al zincului și costul galvanizării, precum și prezența unui potențial staționar mai electronegativ decât fierul atunci când este expus la medii agresive.
Galvanizarea metalului (zincarea) este o acoperire a suprafeței metalice cu zinc, care, datorită fragilității și nivelului minim de duritate, oferă oricărui produs o protecție fiabilă. Stratul de oxid de pe acoperire este destul de puternic, zincul este un material mai activ decât fierul, astfel încât încetinește semnificativ coroziunea.
Zincul reacționează cu coroziune mai repede decât ajunge la stratul principal de metal, astfel încât piesa va rămâne neatinsă. Și atâta timp cât pe produs rămâne cel puțin o bucată de zinc, fierul de călcat din jurul lui nu va rugini. Chiar dacă stratul de zinc este deteriorat sau lipsește în unele locuri, proprietățile sale de protecție sunt menținute.
Astfel, acoperirile de zinc acționează ca protectori care sunt „untate” pe suprafața piesei protejate. Galvanizarea metalelor se realizează în principal folosind echipamente speciale de producție folosind diferite metode. În plus, este posibil să se efectueze galvanizarea acasă.
Metode de galvanizare
Procedura de aplicare a unui strat de zinc pe un produs metalic se efectuează folosind una dintre următoarele metode: galvanizare la cald, vopsire la rece, acoperire galvanică, pulverizare termică cu gaz de zinc și galvanizare prin difuzie termică. Metoda de aplicare a unei acoperiri pe o parte este de obicei aleasă în funcție de condițiile de utilizare viitoare și de proprietățile dorite ale stratului de rulare. Mai multe tipuri de acoperiri pot fi utilizate într-un singur produs.
Indiferent de alegerea metodei de galvanizare, pentru a obține un rezultat de înaltă calitate, este important să selectați corect grosimea stratului de zinc, care depinde de timpul și temperatura procedurii. De asemenea, trebuie amintit că produsele din metal galvanizat nu trebuie supuse niciunei solicitări mecanice.
Zincare la cald
Acoperirile de zinc, care sunt create prin procedura de galvanizare la cald, ocupă locul al doilea în ceea ce privește volumul de producție de zincare și sunt printre cele mai bune astăzi în ceea ce privește durabilitatea și calitatea. Deși există probleme de siguranță a mediului, care sunt cauzate de prezența zincului topit și de utilizarea tehnicilor de pregătire chimică a suprafeței.
Tehnologia de galvanizare la cald a metalului constă în două etape: pregătirea suprafeței și galvanizarea directă a metalului. Pregatirea suprafetei inainte de galvanizarea la cald consta in efectuarea secventiala a urmatoarelor operatii: degresarea suprafetei pentru zincare, gravarea suprafetei metalice, spalarea si fluxarea metalului si uscarea suprafetei.
După ce ați trecut prin toate etapele de pregătire, trebuie să uscați produsul. Aplicarea zincului se realizează prin utilizarea echipamentelor speciale de galvanizare la cald și scufundarea produsului uscat, preparat într-o baie de zinc fierbinte. Pe suprafața piesei se formează un aliaj Fe-Zn, care protejează împotriva coroziunii.
Dezavantajul acestei metode este că băile pentru prelucrarea metalelor sunt adesea limitate în dimensiune și nu sunt capabile să ofere posibilitatea de a prelucra structura dorită. Deși o cadă modernă poate găzdui cu ușurință schele, catarge de iluminat și stâlpi de curent.
Galvanizare la rece
În ultimii ani, metoda de galvanizare la rece a metalului s-a răspândit prin vopsirea produselor metalice cu un grund care conține un conținut ridicat de pulbere de zinc. Acoperirea finită conține 89-93% zinc. Metoda este foarte tehnologică și ușor de realizat. Zincul pulverizat este aplicat pe suprafață ca o vopsea obișnuită - folosind o rolă sau o perie. Puteți folosi în acest scop și pulverizatoare, care reduc timpul de galvanizare și vă permit să ajungeți în cele mai îndepărtate locuri.
Această metodă este considerată foarte eficientă pentru structurile care nu pot fi prelucrate în niciun alt mod - de exemplu, pentru țevi fixe, fitinguri de linii de transmisie, elemente de cale ferată, fitinguri de ulei, bariere rutiere, accesorii de mobilier și alte obiecte fixe fixe.
Procedura este considerată eficientă și pentru repararea suprafețelor care au fost galvanizate anterior.
Zincarea la rece a oțelului se realizează într-un interval larg de temperatură, iar acoperirea este elastică, rezistând la deformarea mecanică și la dilatarea termică.
Durata de viață a galvanizării la rece poate depăși durata de viață a galvanizării la cald de 3-4 ori. Dezavantajele tehnicii includ rezistența scăzută la stres mecanic și necesitatea de a monitoriza cu atenție condițiile de lucru datorită utilizării unui solvent organic.
Zincare galvanică
Procedura de galvanizare creează un strat de zinc deosebit de neted și precis pe suprafața metalului. Această tehnică de galvanizare presupune aplicarea unei acoperiri în timp ce se efectuează o acțiune electrochimică. Este potrivit pentru materiale conductoare și neconductoare. Grosimea stratului galvanic este de obicei de 20-30 microni.
La galvanizarea metalului, stratul depus este de dimensiune precisă și uniformă, strălucitoare și decorativă. Aderența unor astfel de acoperiri este asigurată de forțele moleculare care se observă în timpul interacțiunii dintre metalul de bază și moleculele de zinc. Puterea unei astfel de interacțiuni este influențată de prezența oricăror filme (oxid sau gras) pe suprafața produsului acoperit, care nu pot fi evitate complet în producția de masă.
Tehnologia galvanizării prin electroliză este următoarea: structura de oțel urmează să fie zincată și plăcile de zinc sunt scufundate într-un recipient cu electrolit. Plăcile și produsul sunt conectate la o sursă de curent. Anodul de zinc se dizolvă în timpul electrolizei, depunându-se pe suprafața piesei de oțel.
Printre avantajele metodei se poate evidenția un bun aspect decorativ. În același timp, procedura de galvanizare electrolitică are un dezavantaj serios: prețul galvanizării nu constă numai din costul zincului și al electrolitului. Galvanizarea electrochimică este însoțită de formarea deșeurilor periculoase, deci este necesară îndepărtarea zincului din apele uzate, care este o procedură destul de costisitoare.
Zincare prin difuzie termică
Procedura de galvanizare prin difuzie termică este un alt tip de galvanizare. Tehnica TDC este cunoscută de destul de mult timp. A fost folosit pentru prima dată în Anglia la începutul secolului al XX-lea și a fost numit „Sherardizare”. Ulterior, a fost oarecum uitat, făcând loc altor metode de galvanizare. Cu toate acestea, din anii '90, interesul pentru tehnică a crescut din nou.
Esența galvanizării cu difuzie termică este formarea unei acoperiri de zinc pe suprafața fierului datorită trecerii atomilor de zinc în faza de vapori la temperaturi de peste 2600 de grade, ceea ce facilitează pătrunderea lor în substratul de fier. În acest proces, se formează un aliaj fier-zinc cu o structură de fază foarte complexă. Tehnologia de galvanizare TDC este utilizată dacă este necesar să se creeze un strat de zinc cu o grosime mai mare de 15 microni.
Apariția unei astfel de acoperiri este posibilă numai la temperaturi ridicate și în spațiul restrâns al mufelor sau retortelor, care sunt umplute cu părți galvanizate și un amestec de pulbere care conține zinc. În acest caz, produsele metalice trec prin etape similare ca în procesul de galvanizare la cald, iar la sfârșit sunt încărcate într-un cuptor cu tambur rotativ, unde materialul este acoperit cu zinc.
Tehnica TDC are o serie de avantaje față de alte metode de galvanizare:
- Procesul de galvanizare este sigur pentru mediu;
- stratul rezultat nu are pori și se caracterizează printr-o aderență ridicată la substrat datorită stratului de difuzie;
- capacitatea de protecție a acoperirii cu zinc este de 5 ori mai mare decât cea a acoperirilor galvanice;
- grosimea acoperirii variază într-o gamă largă;
- acoperirea reproduce cu exactitate forma pieselor din cea mai complexă configurație (găuri, fire, cavități, suprafețe interioare, fisuri);
- deșeurile de proces nu necesită eliminare.
Dar, în același timp, tehnica TDC are dezavantajele sale, de exemplu, acoperirea cu zinc nu are proprietăți decorative - acoperirea se dovedește fără strălucire și are o culoare gri închis. Productivitatea este relativ scăzută, sunt prezenți aerosoli nocivi de praf de zinc și apar adesea defecte ale acoperirii cu zinc, cum ar fi grosimea neuniformă.
Galvanizare gaz-termica
La galvanizarea prin pulverizare, acoperirea metalului cu zinc se efectuează după cum urmează: metalul este topit sub formă de pulbere sau sârmă, iar zincul este pulverizat pe produs într-un flux de gaz. Acoperirile gazo-termice metalizate sunt soluția optimă pentru protejarea structurilor metalice mari de coroziune care nu pot fi plasate într-o baie galvanică sau recipient cu zinc topit.
Particulele de zinc topit sunt deformate atunci când lovesc suprafața metalului, formând o așa-numită acoperire „solzoasă”. În acest caz, se formează o acoperire poroasă, care trebuie acoperită cu un material de umplutură sub formă de vopsele și lacuri. Astfel de acoperiri combinate oferă protecție pe termen lung în diferite condiții de utilizare - apă de mare și apă dulce, condiții atmosferice.
Galvanizarea la domiciliu
Înainte de galvanizarea cu propriile mâini, produsul trebuie pregătit și suprafața trebuie curățată corespunzător. Cu cât faci asta mai bine, cu atât zincul va fi mai fin și mai puternic. Apoi, partea metalică trebuie activată pentru a face acest lucru, coborâți-o în acid sulfuric timp de 2-10 secunde. Apoi clătiți-l imediat prin scufundarea în apă și treceți la anodizare.
Instalațiile de galvanizare pot fi fabricate după cum urmează. Selectați vase din material inert - plastic vinil sau sticlă. Dacă piesa este mică, puteți lua chiar și un borcan de un litru. Luați în considerare posibilitatea de a fixa electrodul și produsul, care este al doilea electrod, pe acesta. Suspendați electrozii pe fir de cupru.
Luați un încărcător de 2-6 amperi, 6-12 volți ca sursă de curent. Electrolitul pentru galvanizarea acasă poate fi teoretic aproape orice sare care se dizolvă în apă, dar în practică este mai ușor să se prepară sare de zinc. Puteți lua electrolit de baterie (acid sulfuric diluat) și pune zinc în el. După ce reacția se oprește, zincul va rămâne, iar acidul se va transforma în sare. Dacă acidul este prea concentrat, în partea de jos se vor forma cristale de sulfat de zinc, apoi diluați ușor electrolitul cu apă.
După aceasta, strecurați electrolitul și turnați-l într-un vas de galvanizare. Puteți face un electrod de zinc dintr-o bucată de zinc, puteți găuri o gaură în ea și agățați-l pe un fir de cupru. Suprafața trebuie să corespundă zonei produsului care este prelucrat, forma trebuie să fie plană și convenabilă pentru imersarea în recipient. Apropo, o bucată de zinc poate fi achiziționată de la orice punct de colectare a metalelor.
Aduceți minusul produsului și plusul zincului, electrodul de zinc se va „dizolva”, iar un strat de zinc se va depune pe piesă. Cel mai dificil lucru atunci când se utilizează echipamente pentru galvanizare și se desfășoară procesul de galvanizare în sine este modul de galvanizare: pulberea de zinc se poate depune pe produs, care poate fi îndepărtată cu ușurință cu o cârpă sau poate cu un strat durabil, aveți nevoie de a doua opțiune.
Calitatea acoperirii cu zinc este influențată de următorii factori:
- Densitatea curentului. Acest indicator este calculat ca puterea curentă, care este împărțită la suprafața produsului și este de 0,5 - 10 amperi pe decimetru pătrat. Utilizați regulatorul de tensiune pentru a vă asigura că reacția nu este prea violentă. Acoperirea se va dovedi slabă și neuniformă dacă bulele provin din piesă prea activ.
- Temperatură. Selectați temperatura camerei pentru electrolit.
- Densitatea electroliților. Acest parametru poate varia într-o gamă largă - de la solubilitatea sărurilor de zinc la zero.
- Geometria produsului. Dacă piesa are o formă complexă, atunci poate exista o diferență semnificativă în grosimea acoperirii, în funcție de distanța piesei de electrodul de zinc. Apar acumulări pe marginea ascuțită, iar stratul din adâncitură va fi slab.
După ce ați analizat cele de mai sus, amintiți-vă că este recomandabil să măriți distanța până la electrod, să folosiți doi anozi de zinc, să răsuciți piesa și să experimentați. Este posibilă efectuarea galvanizării în 2 sau 3 straturi, cu procesul de îndepărtare intermediară a depunerilor formate pe muchii ascuțite.
Astfel, atunci când lucrați cu diverse produse metalice, de multe ori trebuie să faceți față daunelor cauzate de coroziune. Metalul și oțelul au o structură puternică, dar nu le poate salva de acest flagel. Prin urmare, pentru a proteja structurile metalice și structurile care sunt deosebit de susceptibile la coroziune, opțiunea ideală este să recurgeți la tehnologia de galvanizare - galvanizare la cald, vopsire la rece, acoperire galvanică, pulverizare gaz-termică a zincului și galvanizare prin difuzie termică.
Fierul și oțelul sunt materialele din care este realizat scheletul civilizației tehnologice moderne. Dar - vai! - și fundația de oțel a civilizației noastre are punctul ei slab. Se numește coroziune, de la care fierul și oțelul nu au protecția naturală pe care o oferă pelicula de oxid pentru multe metale neferoase - staniu, zinc sau aluminiu.
Oțelul are nevoie de protecție împotriva coroziunii - și cea mai bună protecție este. (sau galvanizat). va dura mult mai mult decât oțelul convențional.
De ce zinc?
În primul rând, deoarece zincul este destul de comun și ieftin, el însuși este practic rezistent la coroziune, se topește la o temperatură nu foarte ridicată (aproximativ 420 de grade, ceea ce este mult mai mic decât punctul de topire al fierului) și are o rezistență acceptabilă. Și în același timp - ce este important! - are un potenţial electric staţionar de -0,76 V, adică mult mai negativ decât cel al fierului.
Datorită acestei proprietăți, zincul, chiar dacă integritatea acoperirii este deteriorată și sub influența electroliților, va juca rolul unui anod în reacțiile electrochimice rezultate. Adică, se va dizolva încet, protejând astfel baza de oțel a structurii de coroziunea electrochimică. În general - dă-ne acoperiri de zinc! Doar în ce moduri să le aplici? Aceasta este o întrebare destul de interesantă, deoarece există mai multe astfel de metode - și fiecare dintre ele are propriile sale avantaje și dezavantaje. Să le luăm în considerare...
Zincare la cald
Aceasta este, la prima vedere, cea mai simplă și mai fiabilă metodă de a crea o peliculă de zinc pe produse din fontă și oțel: aceste obiecte sunt pur și simplu scufundate în zinc topit și apoi scoase deja acoperite cu un strat de zinc gros de 40 până la 80 de microni. - adică destul de dens și rezistent la uzură.
Cu toate acestea, nu totul este atât de simplu: pentru ca filmul de zinc să se „prindă” în mod fiabil pe suprafața metalului feros, această suprafață trebuie curățată și fluxată temeinic (adică acoperită cu o compoziție care ar trebui să o împiedice să se oxideze înainte de contact). cu zinc topit și asigură o aderență sigură a filmului de zinc).
Trebuie avut în vedere faptul că zincul topit se întărește destul de repede și, prin urmare, poate forma abateri de până la 1 mm. gros, ceea ce este nedorit în cazurile în care există un fir pe suprafața produselor galvanizate. În plus, tehnologia în sine impune restricții asupra dimensiunii produselor pe care dorim să le galvanizăm în acest fel - nu pot fi mai mari decât băile de zinc topit (și nu pot fi foarte mari prin definiție).
Metoda de galvanizare la rece
Spre deosebire de galvanizarea la cald, versiunea sa la rece nu are nimic de-a face cu dimensiunea pieselor și a suprafețelor care sunt galvanizate, deoarece constă în aplicarea lor de soluții electrolitice de zinc în diferite lichide volatile. Astfel de soluții (galvanol, cynotane, cynotern, zincnol) sunt aplicate pe suprafața de oțel dintr-o sticlă de pulverizare: solventul se usucă, dar stratul de zinc rămâne - și „se așează” pe suprafața de oțel foarte fiabil, cu aderență ridicată. În acest caz, suprafața de acoperit nu trebuie să fie curățată pur și simplu de rugină și murdărie.
Metoda de galvanizare la rece este bună pentru simplitatea ei
și adecvarea pentru lucrul în aer liber. Dar aspectul oțelului acoperit în acest fel va fi pur și simplu un gri mat, fără un luciu metalic.
Prin urmare, galvanizarea la rece este cel mai bine utilizată ca „acoperire care poate fi vopsită”.
Metoda de galvanizare galvanică
Dar metoda galvanică galvanică conferă suprafeței galvanizate un aspect extrem de atractiv.
Constă în faptul că curentul curge printr-o baie de electrolit, cu plăci de zinc servind drept anod și produse din oțel drept catod. Sub influența curentului, zincul se dizolvă în electrolit, iar ionii săi se depun pe fier. Rezultatul este o peliculă subțire (4 până la 20 de microni) care nu numai că protejează oțelul de coroziune, dar oferă și suprafeței un aspect estetic. Suprafața acoperită cu zinc galvanic poate dobândi (în funcție de grosimea sa) un luciu metalic albastru-albastru, gri deschis sau alb mat. Principalele avantaje ale unei astfel de acoperiri vor fi uniformitatea grosimii sale pe întreaga suprafață de acoperit.
Dar aceste avantaje vin și cu propriile dezavantaje: o acoperire galvanică subțire și frumoasă nu va fi rezistentă la abraziune, iar o creștere a grosimii sale va fi plină de faptul că oțelul în timpul procesului de galvanizare poate dobândi și așa-numitul. „fragilitatea hidrogenului”. Cu toate acestea, . Datorită costului său scăzut, este adesea folosit pentru protecția anticoroziune a diferitelor tipuri de elemente de fixare, produse metalice și elemente decorative.
Zincare prin difuzie termică
Principalul dezavantaj al galvanizării galvanice - „fragilarea cu hidrogen” - poate fi evitat prin tehnologia de galvanizare prin difuzie termică.
Se bazează pe faptul că zincul, în anumite condiții, se poate evapora de pe suprafața unei pulberi care conține zinc și poate pătrunde în straturile de suprafață ale fierului, rezultând formarea unui aliaj complex zinc-fier.
O astfel de difuzie devine posibilă atunci când
temperatură ridicată (de la 290 la 400 de grade) și prezența potențialului electric la care produsele din oțel acționează ca un anod.
Procesul de difuzie termică se realizează într-un recipient rotativ la presiune redusă (0,1 atmosferă) într-o atmosferă reducătoare de hidrogen. Zincarea prin difuzie termică a fiecărui lot de feronerie de fixare necesită de la 90 la 180 de minute.
Ca rezultat, aceste piese vor dobândi o culoare gri-șoarece - dar odată cu aceasta, o rezistență crescută a suprafeței și o rezistență excelentă la coroziune (de 3-5 ori mai bună decât în cazul galvanizării galvanice și de o jumătate și jumătate până la două ori mai bună decât cu scufundarea la cald). galvanizare).
În acest caz, uniformitatea acoperirii va fi ideală, dar nu are rost să vorbim despre aderența unui astfel de înveliș - pur și simplu „se îmbină” cu metalul feros, deci este pur și simplu imposibil să-l separăm de acesta. Bineînțeles, aspectul feroneriei galvanizate în acest fel nu aduce prea multă plăcere estetică, dar șuruburile, piulițele, arcurile și șuruburile nu trebuie să fie deosebit de frumoase.
Galvanizarea prin difuzie termică are un singur dezavantaj, dar este semnificativă - datorită particularităților tehnologiei, poate fi utilizată numai pentru obiecte de dimensiuni mici.
Galvanizare gaz-termica
Recent, a început să fie din ce în ce mai utilizată o altă opțiune de aplicare a acoperirii cu zinc - gaz-termic. În acest caz, zincul sub formă de sârmă subțire sau pulbere este alimentat la duza unui arzător special, se topește într-un curent de gaz fierbinte și se depune în picături mici pe suprafața unui produs din oțel sau fontă.
Această acoperire necesită un strat suplimentar de vopsea pentru a umple microporii din stratul de zinc.
Acesta, desigur, este un dezavantaj, dar astfel de acoperiri combinate au o aderență excelentă și sunt rezistente în cele mai nefavorabile condiții de funcționare (apă de mare, precipitații frecvente, mediu acid etc.), unde pot rezista până la 30 de ani.
Galvanizarea metalului este cea mai populară metodă, al cărei scop este de a proteja suprafața metalului de efectele negative create de coroziune. Această metodă este utilizată pentru numeroase produse metalice, de exemplu, pentru ustensile de fier și piese de mașini industriale, pentru piese de caroserie și cabluri de sârmă, pentru foi de fier și fire de telecomunicații. Principalul avantaj al acestei metode este prețul relativ ieftin și indicatorii buni de performanță.
Proces tehnologic de galvanizare a metalului
Tehnologia de galvanizare a metalelor este aplicabilă fie pe suprafețe metalice complet plane, fie pe suprafețe unde există o ușoară îndoire. O condiție inacceptabilă pentru această tehnologie este prezența deteriorării mecanice a suprafeței. Cerințele tehnologice pentru proces sunt destul de simple. Grosimea stratului de acoperire de protecție poate fi diferită determinantul său este timpul întregii operațiuni de lucru și temperatura la care se realizează procesul. În același timp, grosimea nu depășește 1,5 mm.
Procesul de galvanizare a metalului are ca scop protejarea acestuia de efectele nedorite ale oxidării. Pentru multe materiale, de exemplu, aluminiu, zinc și altele, este obișnuit să sufere oxidare pur și simplu prin a fi într-un mediu de aer. Apoi, pe suprafața lor exterioară apare o peliculă destul de densă, care se bazează pe compuși metalici care au suferit oxidare. Acest înveliș dens oferă protecție fiabilă împotriva pătrunderii ulterioare a oxidării în material. Aceste proprietăți nu sunt tipice pentru fier, astfel încât oxidarea în timp poate distruge complet structura materialului. Pentru a păstra fierul de călcat, se efectuează galvanizarea.
Metodele de galvanizare a metalului pot fi diferite. În principiu, efectul galvanizării este similar cu protecția generată de procesul de cositorire. Coatoritul se realizează sub influența unui alt material - cositor. Diferența dintre aceste două procese este vizibilă doar în cazul în care folia exterioară care protejează fierul de călcat este deteriorată. Tinerea în caz de deteriorare mecanică sau de alt tip este mai puțin eficientă, deoarece ambele materiale nu sunt un cuplu galvanic complet de încredere.
Tipuri de galvanizare a metalelor
Tipurile de galvanizare a metalelor sunt metode de aplicare a unui strat care formează o peliculă de protecție fiabilă, constând dintr-un strat de zinc. Tehnologiile moderne asigură prezența a șase tipuri de galvanizare. Fiecare dintre ele diferă în ceea ce privește timpul de funcționare, proprietățile, echipamentul utilizat și grosimea filmului de zinc rezultat.
Toate clasele de galvanizare metalică sunt destul de ușor de enumerat. Galvanizarea poate fi: gazodinamică, caldă și rece, difuzie, galvanică. Lista include și metoda de cumpărături. Shooping este un tratament cu zinc aplicat sub formă topit. În acest caz, zincul topit este pulverizat pe suprafața metalică folosind un pistol special. În metoda gaz-dinamică, stratul este aplicat folosind un flux supersonic.
Zincarea galvanică a metalului este o metodă efectuată într-un tambur special. Aici începe procesul electrochimic. Ca urmare a galvanizării galvanice, suprafața metalică capătă o nuanță albă, albastră sau curcubeu. Uneori este posibil efectul de a crea o suprafață albă mată. Acest film este aplicat în principal în scopuri decorative, deoarece stratul în sine are o grosime neglijabilă. În același timp, proprietățile adezive de bază sunt destul de slabe.
Zincarea prin difuzie termică a metalului este o metodă efectuată sub influența temperaturilor ridicate. Temperatura este selectată în funcție de calitatea oțelului, tipul piesei de prelucrat și alte condiții. Întregul proces durează de la 1,5 până la 3 ore, în funcție de ce fel de amestec de zinc este utilizat, precum și de ce putere are instalația în sine. Acest strat de zinc are propriile avantaje, principalul fiind duritatea cea mai mare. Este caracteristic că atunci când se utilizează această metodă, suprafața de lucru necesită o pregătire minimă înainte de a începe procesul.
Galvanizarea la cald a metalului este o metodă prin care produsele metalice sunt scufundate într-o baie specială care conține zinc pre-topit. Temperatura de funcționare este de până la 460 de grade Celsius. Ca rezultat al metodei de galvanizare la cald, metalul capătă proprietăți adezive excelente care nu pot fi deteriorate de crăpături sau zgârieturi minore. Această metodă are un cost scăzut, prin urmare este una dintre cele mai comune.
Galvanizarea la rece a metalului este cea mai ușoară metodă în ceea ce privește pregătirea prealabilă a materialului. Întregul proces constă în aplicarea de grunduri sau coloranți speciali pe suprafața metalică. Particularitatea acestor acoperiri este că conțin aproximativ 98% pulbere de zinc. Ca urmare a utilizării metodei de galvanizare la rece a metalului, acesta din urmă capătă o asemenea calitate ca un aspect atractiv. Există, de asemenea, o garanție de protecție fiabilă împotriva coroziunii pentru o perioadă de timp suficient de lungă.
Echipamentele pentru galvanizarea metalului pot fi diferite - totul depinde de metoda aleasă pentru proces. Este de remarcat faptul că procesul nu este cancerigen, prin urmare este destul de potrivit pentru desfășurarea în orice încăpere de producție. Nu este nevoie de o pregătire specială în afară de instalarea echipamentului.
Metoda de galvanizare la cald, care face o treabă excelentă în asigurarea suprafeței metalice cu protecție împotriva coroziunii, este cea mai optimă în comparație cu alte metode din punct de vedere al costului. Această metodă este folosită cel mai adesea de diverse întreprinderi industriale. Pentru a-l implementa, aveți nevoie de echipamente precum o baie de zincare metalică. Dimensiunile acestui echipament pot varia. Restricțiile impuse mărimii produselor prelucrate depind de acestea.
Majoritatea metalelor suferă de coroziune. Există destul de multe moduri de a le proteja de rugină: mecanice, electrochimice și chimice. Cea mai actuală tehnologie este galvanizarea. Zincul în sine este un metal stabil și durabil, extrem de rezistent la coroziune, datorită peliculei pe care o formează la suprafață atunci când interacționează cu oxigenul.
Tehnologia de aplicare a unui strat protector de zinc este destul de simplă, așa că galvanizarea singur a metalului este o soluție foarte realistă dacă doriți să economisiți bani și să aveți capacitatea de a face ceva singur.
Metode de galvanizare a metalelor
Principalele avantaje ale galvanizării sunt prețul rezonabil și rezultatele eficiente. Procedura poate fi efectuată în mai multe moduri. Astăzi sunt cunoscute următoarele tipuri de galvanizare a metalului:
- Tehnica difuziei termice. Această metodă de acoperire se realizează pe echipamente speciale folosind un amestec saturat. Pe suprafața metalului se formează un strat protector prin difuzia fierului și zincului la temperatură ridicată. Metoda permite formarea de acoperiri de până la 50 de microni și mai mult. Stratul de zinc este fiabil, nu se decojește, nu se crăpă și este rezistent la șocuri mecanice.
- Metoda de aplicare la rece. Această tehnologie este cât se poate de simplă și accesibilă, deoarece nu diferă cu mult de pictura convențională. Un grund este aplicat pe suprafață cu o perie, o rolă sau un tampon, din care 90% este zinc.
- Metoda galvanică. Această metodă este cea mai bună în ceea ce privește estetica acoperirii. Grosimea stratului poate fi de până la 40 de microni. Tehnica este clasificată drept electrochimică. Procesul se realizează prin transferul particulelor de zinc cu încărcături la suprafața produsului.
- Zincare la cald. Această metodă este cea mai solicitată deoarece stratul de acoperire este durabil. Dar galvanizarea la cald este o metodă costisitoare și dăunătoare. Procedura presupune scufundarea produsului într-un rezervor de zinc fierbinte, a cărui temperatură poate ajunge la 4,5 mii de grade C. Pregătirea pieselor se realizează prin procese chimice.
- Aplicarea termică de gaz a zincului. Galvanizarea produsului se realizează prin pulverizare. Folosit în principal pentru loturi mari de produse sau avioane cu o suprafață semnificativă. Procesul implică pulverizarea sârmei sau a pulberii de zinc topit. Ca rezultat, se formează o acoperire poroasă, care este tratată suplimentar cu materiale de vopsea.
Alegerea metalului galvanizat acasă depinde direct de ce parametri de protecție sunt necesari. Prima dintre ele este grosimea, durata procedurii și condițiile de temperatură depind de aceasta. Galvanizarea poate fi efectuată folosind una dintre următoarele metode sau într-o manieră complexă.
Esența metodei
Indiferent de modul în care este aplicată protecția, esența acesteia este că un strat care poate preveni efectele nocive este aplicat pe o suprafață metalică care nu este rezistentă la factorii agresivi. Galvanizarea cu propriile mâini sau la un loc de producție este formarea unui strat continuu de zinc pe un produs, care, interacționând cu oxigenul, formează o peliculă durabilă. Acesta este cel care protejează materialele de coroziune.
Domeniul de aplicare
Metodele de difuzie termică, caldă, galvanică și gaz-termică de aplicare a zincului pe suprafața produselor metalice sunt utilizate în principal în sectorul industrial. Cel mai simplu mod de a galvaniza piesele acasă este utilizarea metodei la rece. Metoda de difuzie termică galvanică este, de asemenea, disponibilă și este aplicabilă pentru produse mici și elemente de fixare. Tehnologia caldă și gaz-termică este justificată atunci când se formează un strat de protecție pe produse la scară industrială mare.
Avantaje și dezavantaje
Teoretic, acoperirea pieselor metalice cu zinc acasă este posibilă în orice fel, dar întrebarea este cât de fezabilă este aceasta sau acea metodă atunci când lucrați singur. Dar straturile de zinc sunt cele mai populare, deoarece au următoarele avantaje:
- formează o protecție fiabilă a metalului împotriva efectelor nocive ale coroziunii;
- aspectul produselor este estetic, prin urmare multe elemente de design ale structurilor sunt acoperite cu zinc: accesorii pentru mobilier, părți interioare ale mașinilor etc.;
- stratul de zinc este ecologic, inofensiv pentru sănătatea umană și prezintă cei mai buni parametri de protecție în comparație cu alte materiale.
Există și dezavantaje. Acestea depind de metoda de aplicare. Aplicațiile la cald și la rece au o fiabilitate redusă și se pot desprinde și crăpa.
Metode potrivite pentru galvanizarea pe cont propriu
Dacă vă confruntați cu întrebarea cum să galvanizați singur metalul, pot exista doar două soluții: fie folosind tehnologia galvanică, fie folosind metoda rece:
- Galvanizarea se realizează folosind un încărcător sau o baterie de mașină obișnuită. Principalul lucru este că parametrii lor corespund următoarelor valori: de la 6 la 12 V, de la 2 la 6 A. Electrolitul poate fi o soluție de sare de zinc, electrolit de baterie sau o suzetă pentru copii. Recipientul poate fi din sticlă sau vinil. Piesa este curățată și degresată, apoi scufundată în soluție. Electrodul trebuie să fie comparabil cu zona de acoperire. Procedura durează în medie 40 de minute.
- Aplicarea la rece se efectuează cu o perie, un tampon sau o rolă. Materialele de pictură sunt vândute în magazine. Sunt pulbere de zinc și un liant. Se amestecă în proporțiile specificate în instrucțiuni și se aplică pe suprafață.
Principalul lucru pe care trebuie să-l înțeleagă un meșter care decide să se galvanizeze este că este imposibil să se creeze o acoperire fiabilă și de lungă durată acasă, așa că zona restaurată ar trebui monitorizată. Și dacă este necesar, efectuați procedura din nou.