Что такое гальванизация и какие у нее преимущества?

Цинкование – один из самых распространенных способов защиты металлов от коррозии. Он покрывает металл тонким слоем цинка, который помогает изолировать его от окружающей среды. Проще говоря, оцинковка металла придает ему антикоррозийные свойства. Без защитного цинкового покрытия металл будет продолжать подвергаться воздействию элементов и может быстрее окисляться и подвергаться коррозии. Оцинкованная сталь является экономичной альтернативой использованию таких материалов, как аустенитная нержавеющая сталь или алюминий, для предотвращения коррозии.

Кроме того, оцинкованная сталь и оцинкованное железо могут использоваться в различных производственных процессах, от обработки листового металла до обработки на станках с ЧПУ, что делает этот процесс доминирующим в обрабатывающей промышленности.

В этой статье рассматриваются основы цинкования, ответы на вопросы о том, что такое цинкование и как цинкование может улучшить качество металлических деталей.

Что такое оцинковка?

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

Процесс цинкования различается в зависимости от конкретной технологии. Однако наиболее важной частью процесса является то, что он обычно включает в себя окружение стали или железа цинком, который может быть в жидком или пылевидном состоянии. При введении цинка железо в окружающем металле вступает в реакцию с цинком, образуя прочно связанное покрытие из сплава.

Гальваника запись Тип

Двумя наиболее популярными формами цинкования являются горячее цинкование и электрогальваническое цинкование. Эти два метода и другие обсуждаются ниже.

1. Горячее цинкование

При горячем цинковании металл погружают в горячую цинковую ванну при температуре около 450 °C. Когда его удаляют, поверхность с покрытием реагирует с кислородом с образованием оксида цинка, который затем реагирует с диоксидом углерода с образованием карбоната цинка. Перед цинкованием металл необходимо очистить щелочным раствором, а затем протравить в кислом растворе; хлорид аммония цинка также можно использовать для предотвращения преждевременного окисления металла перед цинкованием.

2. Гальваническое цинкование

Электрогальваническое цинкование сочетает цинкование с гальванопокрытием:электрический ток пропускают через цинковую ванну с цинковым анодом и стальным проводником. В результате получается более тонкое покрытие, чем при горячем цинковании, а также более яркая поверхность, подходящая для косметических целей.

3. Шерардизация

Этот вид цинкования известен под несколькими названиями:горячее диффузионное цинкование, паровое цинкование и сухое цинкование. Он заключается в нагреве стальных деталей до 500°C в закрытом вращающемся барабане с порошком цинка. Испаренный цинк диффундирует на поверхность стали, образуя прочно связанное покрытие. Он идеально подходит для мелких деталей и деталей, которые необходимо покрыть изнутри.

4. Оцинкованный

Цинкование представляет собой комбинацию горячего цинкования и отжига. Процесс горячего цинкования погружением протекает нормально, прежде чем металл с покрытием пропускается через воздушный нож для удаления излишков цинка. Затем металл кратковременно нагревают в печи для отжига при температуре 500–565 °C для взаимной диффузии слоев железа и цинка и образования слоя сплава цинк-железо.

Влияющие факторы

В реальном производственном процессе общими факторами, влияющими на скорость и качество цинкования, являются:

• Предварительная обработка не является тщательной.

На поверхности заготовки имеется оксидная пленка, которая препятствует нормальному осаждению цинка.

• Плохая электропроводность.

На провод подается ток, а на поверхность заготовки распределяется слишком мало тока.

• Заготовка имеет высокое содержание углерода.

Высокоуглеродистая сталь, чугун и т. д. снижают потенциал осаждения водорода, ускоряют выделение водорода на поверхности заготовки и снижают выход по току.

• Заготовка связана слишком плотно.

При цинковании заготовка частично экранируется и покрытие слишком тонкое.

• Температура гальванического раствора низкая.

Когда температура гальванического раствора низкая, подаваемая плотность тока соответственно снижается, и скорость осаждения покрытия также должна быть снижена.

• Высокое содержание гидроксида натрия в гальваническом растворе.

При высоком содержании гидроксида натрия выход по току соответственно уменьшается.

• Небольшое содержание добавок в гальваническом растворе.

Низкое содержание добавки повлияет на дисперсионную способность, и покрытие будет казаться слишком тонким локально.

(8) Предполагаемая площадь гальванических деталей недостаточна, а плотность тока, распределяемая во время гальванопокрытия, слишком мала.

(9) Метод подвешивания заготовки неправильный, а расстояние между заготовкой и цинковым анодом слишком велико, и положение следует отрегулировать.

(10) Заготовка слишком корродирована.

Когда потенциал выделения водорода снижается, эффективность тока ускорения выделения водорода на поверхности заготовки снижается, что влияет на скорость осаждения цинка. В травильный раствор следует добавить соответствующее количество ингибитора коррозии, а местная оксидная окалина слишком толстая, чтобы ее можно было сначала удалить механическими методами, и в процессе травления следует проводить дополнительные проверки.

• Анодная пассивация.

Эффективная площадь уменьшается, что влияет на нормальное распределение тока.

• Низкое содержание гидроксида натрия.

Если содержание гидроксида натрия низкое, плотность тока не увеличится, и анод будет пассивирован.

Преимущества цинкования

Чтобы предотвратить ржавчину:

На поверхности образуется защитное покрытие для предотвращения реакции коррозионных веществ с нижележащей сталью или железом. Даже если слой цинка будет поврежден, цинк подвергнется коррозии раньше железа, а оставшийся цинк образует с атмосферой плотную патину, нерастворимую в дождевой воде, защищая открытую сталь или железо.

Прочный:

Цинковое покрытие, образованное гальванопокрытием, является прочным и долговечным, часто обеспечивая защиту нижележащего металла на десятилетия.

экономичный/недорогой

Цинкование — довольно простой и недорогой процесс обработки поверхности по сравнению с большинством обработанных сталей. Кроме того, оцинкованная сталь может поставляться без дополнительной подготовки поверхности, проверки, покраски/покрытия и т. д., а также не требует технического обслуживания, что снижает дополнительные расходы.

Формирует толстые покрытия:

Хотя цинкование подходит не для всех областей применения, оно дает более толстое покрытие, чем гальваническое покрытие и т. д.