Что такое цинкование и как оно может улучшить металлические детали?

Гальванизация – это процесс нанесения цинкового покрытия. на поверхность стали или железо . Поскольку цинк действует как жертвенное покрытие, он защищает сталь или железо под ним и, следовательно, может продлить срок службы металлических деталей.

Но гальванизация – это сложный процесс, который может осуществляться несколькими способами. Существуют различные формы цинкования, в том числе горячее цинкование погружением и термодиффузионное цинкование, и эти варианты имеют свои преимущества и недостатки. Поэтому полезно понимать различные формы гальванизации, прежде чем включать ее в прототип или производственный проект.

Оцинкованный металл встречается чаще, чем вы думаете. Такие конструкции, как каркасы зданий, металлические скамейки, балконы, лестницы и пожарные лестницы, могут быть изготовлены из оцинкованного металла, чтобы обеспечить более длительный срок службы и адекватную защиту от коррозии и повреждений. Другие примеры можно найти в автомобильных деталях и электроприборах.

Кроме того, оцинкованная сталь и оцинкованное железо могут использоваться в различных производственных процессах, от изготовления листового металла до обработки на станках с ЧПУ, что делает этот процесс одним из основных в мире производства.

В этой статье рассматриваются основы гальваники, ответы на такие вопросы, как гальванизация, какие металлы можно гальванизировать, для чего используется гальванизация, какие существуют типы гальванизации и как гальванизация улучшает металлические детали.

Что такое гальванизация?

Гальванизация (или цинкование) — это процесс нанесения слоя цинка на внешнюю поверхность металла, а именно стали или железа. Цель этого состоит в том, чтобы добавить защитное покрытие к основному металлу, уменьшая вероятность коррозии или ржавчины.

Процесс гальванизации варьируется в зависимости от конкретной техники. Однако наиболее важной частью процесса является то, что он обычно включает окружение стали или железа цинком, который может находиться в жидком или пылевидном состоянии. При введении цинка железо в окружающем металле вступает в реакцию с цинком, создавая прочно связанное покрытие из сплава.

Сквозной процесс цинкования можно разделить на три этапа:

1. Подготовка поверхности стали или железа
2. Фактическое цинкование
3. Обработка поверхности после цинкования

Гальванизация — это относительно простой процесс нанесения покрытия, при котором образуется достаточно тонкое покрытие поверхности, обычно толщиной около 80 мкм, что примерно в три раза толще, чем покрытие, созданное гальванопокрытием.

Материалы для цинкования

Основными материалами подложки, которые можно оцинковывать, являются сталь. и железо . Однако другие черные металлы также может быть оцинкован.

Материал покрытия при цинковании всегда цинк . Однако процесс, аналогичный гальванизации, - это лужение, при котором олово заменяется цинком. Лужение подходит для простых задач, таких как хранение продуктов питания, но оно менее надежно, чем гальванизация:если покрытие повреждено, олово разъедает лежащее под ним железо.

Виды цинкования

Двумя наиболее популярными формами гальванизации являются горячее цинкование и электрогальванизация. Эти два метода и другие обсуждаются ниже. Чтобы узнать, какой тип гальванического покрытия выбрать, может потребоваться помощь эксперта.

Горячее цинкование

При горячем цинковании металл погружают в ванну с горячим цинком при температуре около 450 °C. Когда его удаляют, поверхность с покрытием реагирует с кислородом с образованием оксида цинка, а затем с углекислым газом с образованием карбоната цинка. Перед цинкованием металл необходимо очистить щелочным раствором, а затем протравить в кислом растворе; хлорид аммония цинка также можно применять для предотвращения преждевременного окисления металла до того, как произойдет гальванизация.

Гальваническое цинкование

Электрогальваника объединяет гальванику с гальванопокрытием:электрический ток подается через цинковую ванну с цинковым анодом и стальным проводником. В результате получается более тонкое покрытие, чем при горячем цинковании, а также создается более яркая поверхность, подходящая для косметических целей.

Шерардизация

Эта форма цинкования имеет несколько названий:шерардизация, термодиффузионное цинкование, паровое цинкование и сухое цинкование. Он заключается в нагреве стальных деталей до 500 °C в закрытом вращающемся барабане, содержащем цинковую пыль. Испаренный цинк диффундирует на поверхность стальной детали, образуя прочно связанное покрытие. Идеально подходит для мелких деталей и деталей, требующих покрытия внутренних секций.

Гальванический отжиг

Гальваноотжиг представляет собой комбинацию горячего цинкования и отжига. Процесс горячего цинкования происходит как обычно, прежде чем металл с покрытием проходит через воздушные ножи для удаления излишков цинка. Затем металл очень короткое время нагревают в печи для отжига при температуре 500–565 °C, в результате чего слои железа и цинка диффундируют друг в друга и создают слои цинково-железного сплава.

Преимущества цинкования

Целью гальванизации является создание защитного покрытия из цинка поверх стальной или железной детали. Но почему это полезно и каковы основные преимущества оцинковки?

• Блокирует агрессивные вещества :Цинковое покрытие на оцинкованном металле предотвращает попадание коррозионных веществ на более слабый металл подложки. Это может продлить срок службы подложки, особенно если она используется в сложных условиях.
• Предотвращает ржавчину :Гальванизация значительно замедляет появление ржавчины.
• Создает жертвенный анод :Цинковое покрытие поглощается коррозионно-активными веществами, поэтому оно обеспечивает защиту основного металла до тех пор, пока оно полностью не израсходуется. Даже если царапина проникнет в покрытие, цинк израсходуется раньше железа.
• Длится долго :Цинковое покрытие, созданное путем гальванизации, прочное и долговечное, часто обеспечивает десятилетия защиты основного металла.
• Доступно :Гальванизация — достаточно простая и доступная процедура, дающая ощутимую пользу при минимальных затратах.
• Создает толстое покрытие :Хотя гальванизация подходит не для всех областей применения, она дает более толстое покрытие, чем, например, гальваническое покрытие.

Применения гальванизации

Способность предотвращать коррозию стали и железа делает цинкование широко используемым в нескольких отраслях промышленности.

Чаще всего используется оцинкованная сталь для строительства. :ежегодно производятся сотни тысяч тонн оцинкованной строительной стали для изготовления таких конструкций, как каркасы зданий, уличная мебель, пожарные лестницы, лестницы и балконы.

Оцинкованная сталь также широко используется в автомобилестроении. промышленности, где его можно превратить в устойчивые к ржавчине детали, в том числе большую часть «белого кузова» автомобиля:его скелетную основу. Бампера, балки, рамы и шасси также могут быть изготовлены из оцинкованной стали.

Предотвращение ржавчины — желательная функция в телекоммуникациях , где телефонные линии и электрические коробки ежедневно подвергаются непогоде. Оцинковка служит для увеличения срока службы таких предметов.

Изготовление из оцинкованного металла

Оцинкованные материалы широко доступны в виде оцинкованного листового металла. , подходит для процессов изготовления листового металла, таких как гибка и штамповка, или в качестве оцинкованных металлических стержней, труб и стержней подходит для таких процессов, как обработка с ЧПУ.

Оцинкованные материалы, как правило, легко поддаются механической обработке, поскольку цинковое покрытие мягче, чем основная сталь.

Оцинкованный металл также можно сваривать, но цинк может выделять опасные пары, поэтому необходима надлежащая вентиляция. Окраска не особенно эффективна для оцинкованной стали или железа, если материал не подвергался гальваническому отжигу.