Оцинкованное железо: виды и характеристики, применение. Оцинковка металла
Цинкование металла – всё о процессе и особенностях цинкования металлоконструкций + Видео
Цинкование металла - это способ защиты от коррозии и окисления посредством нанесения на материал тонкого слоя цинка. Большинство металлов имеет общее свойство - реагировать с кислородом, который находится в воздухе, создавая при этом на своей поверхности тонкую защитную пленку оксидов.
1 Горячее цинкование
Этот защитный барьер не позволяет кислороду проникать вглубь металла, в результате чего окисление прекращается. Железо также соединяется с кислородом, но оксид железа и сопутствующий ему гидроксид, который возникает при наличии в воздухе влаги, занимают объем больший, чем первоначальное железо. Вследствие этого пленка на поверхности металла начинает разрушаться, открывая доступ кислороду в нижележащие слои железа.
Для предотвращения данного необратимого процесса поверхность защищаемых конструкций подвергают цинкованию. Этот простой процесс позволяет надежно защитить железные изделия от физического и химического воздействия.
Защита поверхности конструкций
Рекомендуем ознакомиться
Процесс цинкования поверхностей может производиться разными способами. Рассмотрим самые распространенные из них - горячее, гальваническое, термодиффузионное, холодное и ламельное (цинк-ламельное).
Осуществляется путем погружения обрабатываемых материалов в расплавленный цинк с дальнейшим удалением излишков металла методом центрифугирования. Предварительно подготовленные и протравленные заготовки погружают в керамическую ванну с расплавом цинка, после чего их вынимают и удаляют лишний металл в центрифуге.
Погружение материалов в расплавленный цинк
Используется в основном для метизов и мелких деталей, так как процесс покрытия происходит во вращающемся барабане, сквозь который пропускают расплав с температурой около 460°С. Горячее цинкование металлоконструкций считается первым в истории - оно было открыто в 1742 году французским физиком и химиком Полем Жаком Малуэном. Патент на открытие получен в 1836 году французом Станисласом Сорелем. Горячее цинкование обеспечивает достаточно длительную защиту железа от внешних воздействий: минимальный срок надежной защиты составляет 65 лет в агрессивных промышленных условиях.
2 Гальваническое цинкование
При цинковании стали с помощью данного процесса детали погружаются в специальный электролитический раствор. К деталям присоединяют катод от источника постоянного тока, а в раствор опускают цинковую болванку либо листовой цинк, подсоединенный к аноду. Ионы металла в электролите начинают двигаться от металлического цинка до покрываемой детали, где оседают тонким слоем. Таким способом можно одновременно покрыть ровным слоем цинка большое количество деталей разнообразной формы и размера. Еще одно преимущество - низкая стоимость и высокая скорость. К недостаткам относят слабую адгезию между металлом и покрытием, вследствие чего изделия слабо переносят физические нагрузки и значительные деформации. Гальванической обработкой производят цинкование труб, листового железа, металлоконструкций, крепежных элементов.
Гальваническая обработка изделий
Для данного способа защиты используют несколько типов электролитов - кислые, щелочные цианистые и нецианистые. Недостатки щелочного нецианистого способа - потребность его нагрева до 60-70°С, тогда как цианистый электролит, хотя и более опасен для окружающей среды, создает ровное покрытие при нормальной температуре. Щелочное цинкование - одно из самых распространенных в современной промышленности.
3 Термодиффузионное цинкование
Данный метод - один из самых молодых и перспективных способов защиты металла от коррозии. Его суть в том, что под действием высокой температуры порошкообразные частицы цинка взаимодействуют с железом, в результате чего происходит спекание дух компонентов с образованием промежуточного диффузного слоя, в котором осуществляется взаимопроникновение железа и цинка друг в друга. В итоге возникает надежный защитный слой, который отлично противостоит коррозии, механической нагрузке и проникновению агрессивных веществ внутрь изделия. Диффузионное покрытие составляет до трети общей толщины слоя и обеспечивает хорошую адгезию материалов.
Данный метод имеет очень много преимуществ перед другими:
- Диффузионный слой покрывает всю поверхность изделия, даже места резьбовых соединений, мелкие структурные элементы и маркировку. Обрабатываемая поверхность имеет высокий класс чистоты.
- Адгезия цинка и железа максимальна, если сравнивать ее с другими методами оцинковки.
- Толщина слоя цинка может быть практически любой и зависит только от времени, которое деталь проводит в печи.
- Благодаря тому, что отсутствует необходимость предварительной кислотной протравки, металлическое изделие не теряет своих механических свойств, тогда как при других методах цинкования детали часто становятся хрупкими.
- Благодаря тому, что весь процесс происходит в закрытых емкостях, метод отличается высокой экологичностью и отсутствием вредных выбросов.
- Себестоимость термодиффузионного цинкования значительно ниже благодаря тому, что оно требует низких затрат энергии, рабочей площади и человеческой силы.
Термодиффузионное цинкование
Метод термической диффузии, как и любые другие процессы цинкования, обладает и некоторыми недостатками:
- Обработанная поверхность не имеет блестящего декоративного вида, но, поскольку она предназначена в первую очередь для промышленных предприятий, данным недостатком можно пренебречь.
- При произведении обработки нужно внимательно следить за соблюдением всех правил безопасности и герметичностью системы, так как цинковая пыль, задействованная в технологическом процессе, опасна для здоровья людей.
Для цинкования данным методом необходимо следующее оборудование:
- электрическая печь с вертикальной загрузочной камерой;
- цилиндр из нержавеющей стали, в который производится загрузка металлических изделий и цинковой шихты, так называемая реторта;
- механизм для опускания, подъема и вращения цилиндра.
Оборудование для данного метода
Обработка изделий происходит следующим образом: в камеру нагревательной печи опускается реторта с предварительно загруженными в нее обрабатываемыми изделиями и цинковой шихтой. Благодаря электрическим элементам содержание цилиндра нагревается до температуры от 400 до 470°С, после чего вращением шихта распределяется по поверхности изделий. Таким способом осуществляется цинкование труб, железных и стальных деталей и метизов.
Все процессы производятся согласно ГОСТ Р 9.316 «Покрытия термодиффузионные цинковые».
4 Холодное цинкование металла
Данный тип обработки поверхности можно отнести к самым простым способам цинкования, для выполнения которого не нужно использовать сложное оборудование и нагрев до высокой температуры.
Нанесение специального состава из цинкового порошка
На предварительно очищенную поверхность металла с помощью распылителя наносят специальный состав, который на 98% состоит из цинкового порошка и на 2% - из связующих веществ. Холодное цинкование дает надежную защиту, но обработанная поверхность не будет обладать металлическим блеском, что легко решается нанесением любого лакокрасочного покрытия. При нанесении цинкового состава холодным методом изделия из металла не поддаются нагреву, что сохраняет все их механические свойства. Покрытие можно наносить как на отдельные детали, так и на готовое изделие, в результате чего надежно обрабатываются все стыки, сварные швы, внутренние поверхности и другие структурные элементы.
5 Цинк-ламельное покрытие
Является промежуточным звеном между собственно цинкованием и лакокрасочным покрытием, обладая преимуществами обеих поверхностей - устойчивостью к коррозии и однородностью. Ламельное покрытие состоит из мельчайших чешуек цинка и алюминия, которые связаны между собой органическим или неорганическим связующим компонентом.
Нанесение защитного материала производится методом окунания заготовок в суспензию, которая состоит из 10% алюминия, 70% цинка и 20% связующих веществ. Второй способ - распыление аналогичного по составу вещества на детали, после чего ламельное покрытие сушат при температуре около 240°С до полного затвердевания.
Распыление защитного материала
Данное покрытие обладает небольшой толщиной, что позволяет использовать его для защиты деталей, которые используются в автомобилестроении. Ламельное покрытие может состоять из нескольких нанесенных поочередно слоев, каждый из которых будет иметь другие свойства. Например, нижний слой обеспечивает главную защиту от коррозии, средний - механическое сопротивление, верхний - декоративный - отвечает за внешний вид металлических изделий и их окраску.
Основные недостатки метода - некоторая хрупкость нанесенного покрытия по сравнению с процессами термодиффузного и горячего цинкования, так как не создается интерметаллический переходной слой между железом и цинком.
6 Заключение по теме
Химическое, физическое и электрохимическое цинкование позволяет защитить поверхность металлических изделий от коррозии, повысить их эксплуатационные и декоративные свойства.
Защита металлических изделий от коррозии
Качественно нанесенная защита имеет небольшую толщину, которая практически не изменяет линейные параметры продукции.
Современные способы оцинковки направлены на повышение качества процесса с одновременным понижением затрат на производство. Наиболее передовой метод - термодиффузионный, в данный момент он активно развивается, а в будущем займет нишу процессов обработки промышленных изделий, так как при высокой продуктивности требует минимума площади, энергии и обслуживающего персонала.
tutmet.ru
Виды цинкования металла
Цинкование металла является самым популярным методом, цель которого – защита поверхности металла от негативного влияния, создаваемого коррозией. Этот метод применяется для многочисленных металлических изделий, к примеру, для железной посуды и деталей промышленных станков, для кузовных элементов автомобилей и канатов из проволоки, для железа в виде листов и телекоммуникационных проводов. Главным достоинством данного метода является его сравнительно недорогая цена и хорошие показатели эффективности.
Технологический процесс цинкования металла
Технология цинкования металла применима либо на полностью выровненных металлических поверхностях, либо на поверхностях, где имеется небольшой изгиб. Недопустимым условием данной технологии является наличие механических повреждений поверхности. Технологические требования относительно проведения процесса достаточно просты. Толщина слоя защитного покрытия может быть разной, ее определителем служит время всей рабочей операции и температура, при которой совершается процесс. При этом, показатель толщины не превышает 1,5 мм.
Процесс цинкования металла направлен на защиту от нежелательного влияния окисления. Для многих материалов, к примеру, алюминия, цинка и прочих, свойственно подвергаться окислению, просто находясь в воздушной среде. Тогда на их внешней поверхности возникает довольно плотная пленка, в основе которой – соединения металла, подвергшегося окислению. Данная плотная оболочка является надежной защитой от дальнейшего проникновения окисления внутрь материала. Железу эти свойства не характерны, потому окисление со временем может полностью уничтожить структуру материала. Чтобы уберечь железо и проводится цинкование.
Методы цинкования металла могут быть разными. В принципе, действие цинкования аналогично с защитой, образующейся от процесса лужения. Лужение проводится под действием другого материала – олова. Отличие этих двух процессов заметно лишь в случае, когда повреждается внешняя пленка, оберегающая железо. Лужение при механических или иных видах повреждений менее эффективно, так как оба материала являются не вполне надежной гальванической парой.
Виды цинкования металла
Виды цинкования металла - это методы нанесения покрытия, образующего надежную защитную пленку, состоящую из цинкового слоя. Современные технологии предусматривают наличие шести видов цинкования. Каждый из них отличается временем операции, свойствами, применяемым оборудованием и толщиной образующейся цинковой пленки.
Все классы цинкования металла достаточно легко перечислить. Цинкование может быть: газодинамическим, горячим и холодным, диффузионным, гальваническим. Также е перечню причисляется метод шоопирования. Шоопирование представляет собой обработку цинком, применяемым в расплавленном виде. При этом, на поверхность металла расплавленный цинк напыляется с применением специального пистолета. В газодинамическом методе слой наносится с помощью сверхзвукового потока.
Гальваническое цинкование металла - метод, проводимый в специальном барабане. Именно здесь запускается электрохимический процесс. В результате воздействия гальванического цинкования металлическая поверхность приобретает белый, голубой или радужный оттенок. Иногда возможен эффект создания матовой поверхности белого цвета. Такая пленка преимущественно наносится в декоративных целях, потому что сам слой имеет ничтожно малую толщину. При этом, основные адгезионные свойства довольно слабы.
Термодиффузионное цинкование металла - метод, осуществляемый под воздействием высоких температур. Температура подбирается соответственно марке стали, типа заготовки и прочих условий. Весь процесс занимает по времени от 1,5 до 3 часов, зависимо от того, какая при этом используется цинковая смесь, а также какая мощность у самой установки. Это цинковое покрытие имеет собственные преимущества, основным из которых является получение самой высокой твердости. Характерно, что при использовании данного метода, рабочая поверхность требует минимальной подговки перед началом процесса.
Горячее цинкование металла - метод, при котором металлические изделия окунаются в специальную ванну, где находится предварительно расплавленный цинк. Температура проведения операции составляет до 460 градусов Цельсия. В результате способа горячего цинкования металл приобретает замечательный адгезионные свойства, повредить которые не под силу незначительным трещинам или царапинам. Данный метод имеет низкую себестоимость, потому является одним из наиболее распространенных.
Холодное цинкование металла - наиболее легкий метод в отношении предварительной подготовки материала. Весь процесс заключается в том, что на поверхность металла наносятся специальные грунтовки или красители. Особенность таких покрытий в составе, так как он включает в себя около 98% цинковой пудры. В результате применения холодного метода цинкования металла, последний приобретает такое качество, как привлекательность внешнего вида. Также возникает гарантия надежной защиты от коррозии на достаточно продолжительный период времени.
Оборудование для цинкования металла может быть разным – все зависит от выбранного для проведения процесса метода. Стоит заметить, что процесс не канцерогенен, потому вполне подходит для проведения в любых производственных помещениях. Специальной подготовки, помимо установки оборудования, при этом не понадобится.
Метод горячего цинкования, прекрасно справляющийся с обеспечением металлической поверхности защиты от коррозии, является наиболее оптимальным по сравнению с другими способами относительно стоимости проведения. Именно этот метод наиболее часто используется различными промышленными предприятиями. Для его осуществления необходимо такое оборудование, как ванна для цинкования металла. Размеры данного оборудования могут быть разными. Именно от них зависит ограничение, выдвигаемое к размерам обрабатываемых изделий.
promplace.ru
виды, характеристики и сфера применения, особенности монтажа
Люди с далёких времён научились обрабатывать металл. Каждое десятилетие появлялись новые усовершенствования этого процесса. В итоге улучшались качества железа: прочность, эластичность, устойчивость к деформации и повышенное сопротивление погодным условиям. И пару столетий назад появился новый вид — оцинкованное железо. Этот вид сырья получился посредством нанесения на поверхность сплавы цинка с алюминием или свинцом. Сейчас цинкование становится основным и более практичным видом обработки металлопроката из-за прочности материала и возможности его использования в сфере повышенной влажности.
Применение
Наиболее часто из оцинковки делают:
- Уголок — лёгкий и прочный материал. По большей части используется на птицефабриках в корпусных рамах для клеток. Вследствие этого конструкция имеет повышенный срок исполнения.
- Труба — применяется редко для производственных целей.
- Сетка рабица — подходит для быстрого возведения ограждения большой протяжённости из-за лёгкости, прочности и удобности при установке.
- Листовой прокат — имел огромный спрос в сфере отделки больших охладительных установок, в военной промышленности и для кровельных работ.
Существует ещё тысяча вариантов назначения этого вида металла (пищевая промышленность, медицина, мелкий быт), но перечислять всё не имеет смысла. Описанное выше является основным направлением в использовании оцинковки.
Но некоторое время назад началось усовершенствование и этого вида материала, что дало ещё больший заказ на продукцию. Если раньше оцинкованное кровельное железо применялось в основном на масштабных предприятиях, то сейчас этот модернизированный материал доступен каждому. Большинство людей, проживающих в частных секторах, ставят заборы из листовой оцинковки и накрывают крыши.
Виды железа оцинкованного
Листовое оцинкованное железо в это время имеет много маркировок и особенностей. Но есть только два главных вида:
- Гладкий лист с цинково-алюминиевой защитой — лёгкие по весу, но очень прочные и эластичные листы, защищённые от внешней коррозии. Для дополнительной защиты можно нанести на него слой краски. Не рекомендуется наносить эмаль, потому что начнёт образовываться отставание верхнего слоя вместе с цинковым напылением.
- Оцинковка с полимерным защитным покрытием — этот вид материала более практичен тем, что не требует окрашивания и никаких воздействий для защиты. Поверх цинка имеется оксидная плёнка, затем все грунтуется и в заключение наносится слой полимерных веществ (полиэстер, акрил или пластизол).
Практичность такого материала состоит в простой обработке (сверление, сгибание). Большая площадь покрывается за очень короткое время. Покрытые полимерами листы имеют красивый декоративный вид и срок службы составляет больше десяти лет. Устойчивость к морозам и проливным дождям.
Отрицательным качеством при использовании оцинковки в кровельных работах является то, что при покрытии почти всегда приходится обрезать листы и линии среза в короткое время начинают покрываться коррозией. А также возможна небольшая деформация, которая приводит к разрушению защитного слоя. Шум — даже мелкий дождь будет создавать громкие барабанящие звуки, поэтому рекомендуется использовать звукоизоляционные панели при внутренней отделке дома. Летом при высокой температуре металл сильно накаляется.
Характеристики оцинкованных листов
Часто для сырья используют холоднокатаную рулонную сталь с повышенным содержанием углерода. Качество этой поверхности штампуется ГОСТ 16523–89 , при котором ширина листа 710—1800 мм, а толщина 0.5—2.5 мм. Это стандартный размер листа оцинкованного железа, которое получается вследствие погружения стали в слав цинка с алюминием.
Наилучшим выбором в настоящее время является гофрированная оцинковка, длинна листа достигает десяти метров и называется профнастилом. Повышенную прочность такому материалу даёт ребро жёсткости. Сейчас весь гофрированный прокат производится с полимерным защитным покрытием, что даёт возможность надолго забыть о дополнительной обработке металла. Вследствие этой характеристики кровля будет выглядеть очень красиво, и снежные наплывы будут легче сползать в весеннее время. Этот вид оцинковки менее подвержен деформации от мелких природных факторов и выдерживает намного больше нагрузку чем предшествующие варианты кровельных листов.
Существует ещё одна разновидность профнастила — металлочерепица, имеющая более плоскую форму за счёт меньшего ребра жёсткости. Но по физическим характеристикам ни в чём не уступающая своему брату, а даже превосходящая по декоративной красоте.
Малые аспекты при монтаже оцинковки
При монтаже листов оцинкованного железа происходит разрушение целостности защитного полимерного и цинкового покрытия. Поэтому места, где обрезался и сверлился материал рекомендуется замазать герметиком для металла и нанести слой краски. Ни в коем случае не стоит использовать эмаль — под воздействием перепадов температуры она просто отшелушится, что даст свободу налёту коррозии.
Следует запомнить, что листовую стандартную оцинковку лучше всего клепать фальцевым швом — это даст дополнительную устойчивость из-за соединения друг с другом всех листов. Но предпочтительнее всего использовать гофрированный прокат — прочнее, красивее и требует меньших затрат времени и сил.
tokar.guru
Лист стальной оцинкованный - его классификация и сферы применения
В любом предприятии или организации, ровно, как и во многих личных хозяйствах граждан, всегда найдутся изделия, изготовленные на основе оцинкованного металла.
Что же собой представляет этот металл и как его изготавливают? Именно об этом и пойдет речь в данном материале.
Стальной оцинкованный лист, или проще говоря - оцинковка, относится к одному из самых востребованных изделий на рынке листового металлического проката.
При производстве оцинкованного листа используется холоднокатаная углеродистая рулонная сталь, соответствующая по качеству своей поверхности ГОСТ 16523 - 97.
Производство оцинковки
Думаю, что ни для кого не секрет, что производство оцинкованного листа, главным образом заключается в том, что стальной лист подвергают покрытию марочным цинком.
Такое покрытие на него может наноситься как с одной, так и с обеих сторон. Это покрытие может быть разной толщины. Толщина покрытия напрямую зависит от предполагаемой степени влажности той среды, в которой в дальнейшем будет эксплуатироваться данный оцинкованный лист.
Изготавливаются оцинкованные листы на агрегатах горячего цинкования. существуют также способ гальванического и способ холодного цинкования металлических листов. Но такие способы используются намного реже.
Лист металла, подвергающийся оцинковке должен обладать рядом механических свойств. Изначально, перед нанесением цинкового покрытия на лист, его подвергают обжигу.
После обжига, стальной лист помещают в ванну, где находиться расплавленный цинк. В процессе такой обработки и получается покрытие, обладающее высокой степенью стойкости в отношении коррозийных процессов.
Тут, сразу хочется заметить, что оцинковка металла является наиболее действенным методом по предотвращению коррозийных процессов. После оцинковки, металлический лист приобретает свойства "нержавейки".
Заказчику, оцинкованная сталь может поставляться как в листах, так и в рулонах. Дополнительных мероприятий по ее защите не требуется.
К главным технологическим характеристикам оцинковки можно отнести тот факт, что она хорошо поддается обработке методами вальцевания, штамповки, вытяжки и гибки.
Классификация оцинкованных листов
Лист стальной оцинкованный можно классифицировать по параметрам. Эти параметры зависят как от толщины самого листа, так и от равномерности толщины его цинкового покрытия.
По - мимо всего прочего, листы оцинкованного железа могут подразделяться на категории, которые напрямую связаны с их применением.
Так, лист стальной оцинкованный бывает:
• под покраску;• под холодное профилирование;• общего назначения;• для холодной штамповки.
Разделяется оцинковка и на листы, так называемой - нормальной, глубокой и очень глубокой вытяжки.
С целью дополнительной защиты поверхности, лист оцинкованного железа могут подвергать консервации. Консервация оцинковки представляет собой покрытие листов маслом или его пассивирование. Довольно часто, обе эти процедуры используют одновременно.
Оцинкованный лист – применение
Сфера для использования оцинковки достаточно обширна. Такая широта применения легко объясняется ее эксплуатационными характеристиками. К ним можно смело отнести:
• достаточно высокую прочность;• простоту монтажа и демонтажа;• долговечность.
Такой материал, как стальной оцинкованный лист, весьма популярен в строительной области, где его практически повсеместно используют в процессе отделочных работ.
На его основе изготавливают бесчисленное множество изделий промышленного, строительного и бытового назначения, например, металлочерепицу.
В виде примера можно привести: системы водостока зданий, емкости для транспортировки воды, различного рода металлопрофили для отделочных работ, кузова автомобилей и многие другие виды продукции.
Подытожив все вышеописанное, можно смело сделать такой вывод, что без использования оцинкованных стальных листов, в наше время, производителям, просто не обойтись.
Лист стальной оцинкованный - его классификация и сферы применения с фото и видео. Как сделать своими руками
Ниже вы встретите полезное видео о строительстве.
А теперь давайте посмотрим, что думают наши читатели про этот вид строительства. Если у вас есть вопрос или вы хотите поделиться опытом, пишите свои комментарии используя форму ниже. Также не забывайте поделиться этой статьей с другими.
xn--80aaaad7aiadpf8at3a1id.xn--p1ai
Лиcты оцинкованной cтали: виды, cвойcтва и оcобенноcти
Выбирая водопроводные трубы, металлический лист или строительный крепёж – нам не раз приходится сталкиваться с оцинкованной продукцией, которая, по сути, является аналогом изделий из чёрного металла, но стоит несколько дороже. Поэтому у людей возникают резонные вопросы по поводу рабочих качеств и преимуществ, например, обычного оцинкованного листа или профнастила. Давайте попробуем в этом разобраться.
Проблема коррозии стальных конструкций
Многие металлы при взаимодействии с кислородом воздуха вступают в реакцию окисления, вследствие чего на поверхностях деталей и заготовок образуется тонкий плёночный слой. Некоторые металлы, типа алюминия, олова или цинка, имеют плёнку плотную и стойкую, которая не даёт кислороду проникнуть вглубь материала. У железа (как и у стали) данный процесс выглядит иначе, так как образующиеся на поверхностях гидроксиды получаются рыхлее и объёмнее основного металлического массива. Из-за этого, вместо хорошо держащейся плёнки, получаются отслаивающиеся хлопья и коржи – иными словами «ржавчина». Соответственно, никакой защиты нет, процесс коррозии продолжается без остановки.
В результате коррозионного разрушения стальные детали истончаются. Из-за этого они теряют свои несущие способности. Собранные в конструкцию, они перестают плотно прилегать друг к другу, вызывая локальные перегрузки на отдельных участках и разрушения. Металлические покрытия и резервуары теряют герметичность, из-за чего возникают протечки.
Нанесение и работа цинкового покрытия как решение
Очевидно, что без защиты обычную чёрную сталь эксплуатировать нельзя. Необходимо как-то устранить доступ кислорода и воды к железу. Некоторого эффекта можно добиться различными вариантами окраски, но он будет слишком недолговечным и вообще не всегда действенным. Но если нанести на поверхность стальной заготовки слой цинка, то он станет буфером на пути вредных для стали: воды и кислорода.
Существует несколько методов создания цинковых прослоек, начиная от холодного способа (когда защита наносится по типу покраски), заканчивая технологией гальванической обработки листа в электролитических растворах с содержанием цинка. Однако при создании оцинкованной листовой стали, в первую очередь предназначенной для последующего использования в строительном деле, наиболее эффективным и выгодным методом является «горячее цинкование».
Лист, оцинкованный горячим способом, производится согласно ГОСТ 14918-80 (Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий. Технические условия). Суть метода заключается в том, что на предприятии рулонный лист (марка стали используется обычно 10кп, 08Ю, 08пс, 08кп, 08пс и другие) протягивается через ванну с расплавом цинкосодержащего состава (кроме цинка марки Ц1, Ц2 или Ц0 входит также алюминий, свинец…), разогретого примерно до 450-480 градусов Цельсия. При такой температуре цинк хорошо смачивает сталь, и посредством диффузии проникает в наружные слои стальной заготовки. Полученная плёнка не просто хорошо держится на поверхности основного металла, но она становится со сталью единым целым. По сравнению с гальваническим способом , горячее цинкование создаёт защитный слой намного толще.
Лист оцинкованный ГОСТ получается намного более долговечным чем, допустим, окрашенный, ведь его защитная прослойка не даёт сколов при ударах, не трескается при изгибах и растягиваниях и т.д. При воздействии кислорода и воды цинк первым вступает в так называемую «жертвенную» реакцию оставляя сталь нетронутой, кроме того он создаёт патину, предотвращающую электромеханическую коррозию.
Каковы преимущества и недостатки оцинкованного металла
К плюсам использования «оцинковки» следует отнести:
- Увеличенный срок службы изделий по сравнению с чёрным металлом (долговечность достигает нескольких десятков лет). Лист становится стойким к увлажнению, может применяться на улице без покрытия ЛКМ.
- Цинкование спасает чёрный металл от нескольких видов коррозии.
- Покрытие из цинкового сплава очень прочно соединяется со стальным «сердечником», не трескается при изгибах, не скалывается при ударных нагрузках, как краска. Оно хорошо противостоит истиранию. Покрытие часто имеет ещё большую прочность, чем сама сталь, поэтому улучшает стойкость листа к локальным механическим нагрузкам и абразивному износу.
- Цинк является безопасным экологически.
- Покрытие имеет способность к «самовосстановлению» при появлении царапин, раковин и выработок. Там, где изделие режется, где проходит крепёж, или выполняется перфорация – цинк затягивается.
- Цена оцинкованного листа значительно ниже, чем аналогичного по рабочим характеристикам изделия из нержавейки.
- Многие люди находят матовую металлизированную поверхность оцинковки привлекательной.
Минусы оцинкованной стали скорее условны, но они есть:
- С каждым годом открытая деталь теряет некоторую толщину слоя цинка.
- Оцинкованный металл сложно варить.
- Для покраски оцинкованных листов, требуется выполнять дополнительные подготовительные операции.
Ключевые характеристики оцинкованного листового проката
Нюансы классификации оцинковки и принципы разделения подобной продукции на сорта описаны в ГОСТ 14918-80. Рассмотрим основное.
Толщина основного металла. Как правило, для строительных нужд цинкованию горячим способом подвергаются листы стальные холоднокатаные толщиной от полмиллиметра до 3 мм. Но также довольно популярна оцинковка толщиной 0,35-0,45 мм, которая может считаться лучшим вариантом для использования без нагрузок. Для кровельных работ, где нагрузки имеются и нормируются, предпочтительнее использовать материал от 0,5 до 1 мм, а для последующего производства, например перфорированного крепежа – применяют лист толщиной в 1,5-2,5 мм.
Толщина и равномерность нанесения цинка. Очень важно знать, что цинковый защитный слой со временем «изнашивается». На скорость протекания данного процесса могут существенно влиять эксплуатационные условия, поэтому, чем большей толщины будет покрытие, тем больший срок сможет отслужить материал. Чтобы точнее отобразить качество и прогнозируемую долговечность цинкового слоя, в расчёт берётся не только толщина пассивной защиты, но также удельная масса покрытия. Согласно данным критериям нормативные документы предлагают выделять 3 класса оцинкованных листов по толщине покрытия.
|
Класс стали по толщине цинкового слоя |
Масса защитной прослойки, имеющейся с обеих сторон (в граммах) |
Толщина покрытия в микрометрах (мкм) |
|
Повышенный (П) |
более 570 до 855 включительно |
более 40 до 60 включительно |
|
I |
более 258 до 570 |
более 18 до 40 |
|
II |
От 142,5 до 258 |
От 10 до 18 |
Кровельный оцинкованный лист или профнастил должны соответствовать, как минимум, второму классу по толщине защиты из цинка, иначе выполненная конструкция прослужит слишком недолго. Кстати, зная массу покрытия и удельную массу кубического метра стали, можно чётко высчитать вес оцинкованного листа.
Актуальный ГОСТ указывает также на допустимые отклонения по толщине цинкования и видимые дефекты. В соответствие с этим параметром введена маркировка:
- НР – нормальная разнотолщинность (точные цифры можно увидеть в таблице выше)
- УР – уменьшенная разнотолщинность. Для покрытия повышенного класса толщины допуск составляет в пределах 16 мкм, для первого класса – до 10 мкм, для второго класса он не должен превышать 4 мкм.
Возможные видимые дефекты. Оцинкованный лист, который предназначен для дальнейшей холодной прокатки или холодного штампования (а также изготавливаемый под покраску) может иметь на лицевых поверхностях небольшие потёки и наплывы покрытия, следы от валов, царапины, раковины и шероховатые потёртые участки, которые не влияют на целостность защиты. Допускаются на поверхностях также светлые и затемнённые матированные пятна. Заметим, что оцинкованная сталь выполняется в двух вариантах внешнего вида:
- С узорами (КР),
- Без узоров кристаллизации (МТ).
Виды оцинкованной стали по способности листа к вытяжке. Данный показатель, прежде всего, касается производства изделий методом холодной штамповки и холодного профилирования. ГОСТ 14918-80 рекомендует выделять следующие категории:
- Г – глубокой вытяжки.
- Н – нормальной вытяжки.
- ВГ – весьма глубокой вытяжки.
Где применяется оцинкованный лист
Согласно государственному стандарту оцинковка делится на несколько видов по сфере дальнейшего использования: для холодного штампования и профилирования, для покраски и общего назначения. Соответственно, в маркировке можно встретить литерные обозначения: ХШ, ХП, ПК и ОН.
Оцинкованный лист является заготовкой для изготовления огромного ассортимента изделий, таких как:
- Профнастил (как просто оцинкованный, так и оцинкованный с полимерным защитно-декоративным покрытием).
- Штакетник металлический.
- Картины для сборки фальцевых крыш.
- Трубы водопроводные.
- Профиль монтажный (типа CD/UD и CW/UW).
- Штрипса.
- Кронштейны различного типа и плоский перфорированный крепёж.
- Водосточные изделия, кровельные доборы и вентиляционные каналы.
- Лотки для разводки кабелей, корпуса приборов и устройств, предметы обихода…
Поделиться с друзьями
Статьи по теме
techno-steel.ru
Оцинковка металла в домашних условиях
Что такое холодная оцинковка?
Под этим названием скрылся самый доступный способ усилить защитный цинковый слой на листах или изделиях из оцинкованного металла. По сути, это покраска металла, но особенность кроется в самом красящем составе.
Цинконаполенные краски разработаны именно с этой целью – защитить металл и продлить срок его службы. В составе каждой из них содержится порядка 89-93% цинкового порошка, поэтому полимер способен выполнять те же задачи, что и горячее, гальваническое и другие виды промышленного цинкования. Но, в отличие от них, холодная оцинковка держится на изделии до трех раз дольше и, помимо защитного, обладает декоративным эффектом.
Единственный минус такого способа – полимерный слой подвержен механическим повреждениям, поэтому наносить его нужно внимательно и равномерно, а при эксплуатации своевременно производить ремонт поврежденных участков.
Как покрасить оцинкованную крышу или забор?
Наиболее частое применение листовой оцинкованной стали в быту – кровля и различные ограждения. Металл легкий, недорогой и износостойкий, поэтому его популярность в этой сфере применения оправдана.
И те, и другие конструкции обладают схожими характеристиками: большие ровные участки, минимум рельефа и углов, поэтому и производят холодную оцинковку забора и крыши по одной инструкции:
- Нужно подготовить поверхность перед покраской: очистить ее от мусора и пыли, удалить старое покрытие, если оно имелось.
- Вымыть металл под напором воды или даже с моющим средством.
- Тщательно просушить. Недопустимы даже малейшие следы влаги или конденсата.
- При желании на чистую и сухую поверхность можно нанести грунтовку – также специальную, цинкосодержащую. Она усилит эффект холодной оцинковки, увеличит адгезию и снизит расход краски. Если используется грунт-эмаль 3-в-1, то грунтовый слой не требуется.
- После высыхания грунтовки, если вы этот шаг не пропускали, равномерным тонким слоем наносится цинконаполненная краска. Если вы используете пульверизатор, то покраска пройдет быстрее, если валик и кисть, то валиком окрашивайте ровные участки, а кистью углы, швы и выступающие элементы.
- Не ранее, чем через час, а лучше после полного высыхания первого слоя аналогично нанесите второй. Следите, чтобы не было пропущенных участков.
- При необходимости предыдущий пункт повторите.
После высыхания холодная оцинковка образует равномерный полимерный слой, который может в разы увеличить время эксплуатации крыши, забора или других металлоконструкций из оцинковки и черных металлов.
Как произвести оцинковку в автомобиле
С оцинкованными деталями автомобиля дело обстоит гораздо сложнее, и тем не менее оцинковку кузовных и других элементов также возможно произвести в домашних условиях.
Для этого потребуется расходный материал – раствор хлорида, сульфата цинка или цинковых солей. Его можно приготовить своими руками, растворяя цинк в серной или соляной кислоте или купить готовую паяльную кислоту на радиорынке.
Оцинковка кузовных деталей автомобиля в домашних условиях: пошаговая инструкция.
- 400-450 г цинка поместите в устойчивую к кислоте емкость и постепенно добавляйте тонкой струйкой кислоту. Пойдет реакция и постепенно раствор станет прозрачным.
- Деталь следует очистить от загрязнений и обезжирить.
- К детали, которой необходима оцинковка, нужно подключить «минус» от обычного зарядного устройства или аккумулятора.
- К куску цинка подсоедините «плюс».
- Подайте напряжение. Если подготовка проведена правильно, сталь начнет заметно покрываться цинковым слоем. В случае неудачи станет образовываться рыхлое темное покрытие.
- По окончанию процесса оцинковки остатки кислоты с детали смывают проточной водой или слабым содовым раствором.
Бывает, что ремонт необходим лишь небольшому участку кузова, и обрабатывать целую деталь нецелесообразно. В этом случае можно произвести оцинковку этого самого участка отдельно.
- Участок зашкуривают и зачищают наждачкой.
- «Плюс» подключают к кусочку цинка.
- «Минус» с помощью аккумуляторного зажима подсоединяют к кузову.
- Кусок цинка оборачивают тканью, смоченной раствором, как в предыдущем методе.
- Цинком нужно плавно водить по очищенному участку, периодически смачавая ткань в растворе. Постепенно металл осядет на участке кузова.
- По окончанию цинкования участок также промывается водой или слабым раствором соды, чтобы удалить остатки кислоты.
Без такой обработки любой кузовной ремонт оставляет металл беззащитным перед внешней средой, и краска не станет полноценным барьером. Зато после такого домашнего цинкования автомобиля кузов можно смело грунтовать и красить.
ogodom.ru
Цинкование металла кузова автомобиля своими руками
Для защиты железа машины от ржавчины цинк используется изготовителями авто не слишком часто. Тем не менее, многие знают, что цинкование металла своими руками – очень эффективный способ защиты металла кузова автомобиля от коррозии. На сегодняшний день есть несколько способов, позволяющих своими руками оцинковать металл кузова автомобиля даже дома.
Особенности защиты цинкованием
Большая часть металлов, к примеру, таких как цинк, олово и алюминий, контактируя с воздухом, окисляются, от этого на их поверхности образуется плотная оксидная пленка. Она не позволяет проникать кислороду глубже поверхностного слоя металла, тем самым останавливает его окисление. Но в случае окисления железа такая пленка не образуется. Так как оксиды и гидроксиды железа – рыхлые и не защищают этот металл от дальнейшего окисления.
Покрытие металла кузова машины цинком защищает его от коррозии по двум причинам. Во-первых, потому что плотная пленка цинка, образующаяся на поверхности металла, не допускает взаимодействия последнего с атмосферным кислородом. Во-вторых, железо и цинк являются гальванической парой, в которой цинк – значительно более активный элемент. Значит, при нарушении целостности пленки оцинкованного железа первым в реакцию с кислородом, защищая железо машины, вступит цинк. Цинкование и лужение авто на первых порах защищают железо автомобиля от ржавчины одинаково. Различие обнаруживается при механическом повреждении покрытия кузова авто. Олово в отличие от цинка – менее активный, чем железо металл. Поэтому при повреждении защитного покрытия он не замедляет коррозию железа кузова авто, а ускоряет ее, оставаясь нетронутым сам.
Способы оцинковки
Для того чтобы оцинковать металл существует несколько способов:
- Гальваническое цинкование. Когда цинк осаждается на поверхность металла из раствора солей, содержащих цинк. Эта обработка отличается наименьшими затратами энергиии позволяет контролировать толщину наносимого слоя. В качестве электролита для этого способа чаще всего используют сернокислый цинк, растворенный в воде.
- Горячее цинкование. Происходит при погружении подготовленной детали машины в расплавленный цинк с температурой 470 oC. Подготовка поверхности металла заключается в ее обезжиривании и протравливании. Способ отличается результатом с наилучшими защитными свойствами, а также нестабильной толщиной покрытия. Применяется обычно для металлоконструкций, используемых в строительстве.
- Диффузионное цинкование. Бывает двух видов. Один – это термообработка стальной поверхности цинковым порошком, называемая шерардизация. Она происходит при температуре от 290 до 450 oC. Другой вид такого цинкования выполняется в парах цинка при температуре чуть менее тысячи градусов по Цельсию.
- Шоопирование. Оцинковка этим способом заключается в напылении расплавленного цинка на поверхность деталей кузова машины из специального распыляющего пистолета.
- Газодинамическая оцинковка. Это покрытие поверхности кузова машины цинком при помощи ультразвука. Отличается легкостью нанесения защитного слоя на поверхность деталей любой формы и очень хороший адгезией покрытия к стали. Но набор оборудования для этого сложно приобрести.
- Холодное цинкование. Когда на подготовленную поверхность кузова машины любым способом наносится полимерный грунт, в котором содержится порошок цинка. После высыхания нанесенный слой приобретает защитные свойства грунта и покрытия цинком. Такой состав называют цинкор. Этот способ больше других подходит для обработки автомобиля дома.
Тонкости электрохимического цинкования
Гальваническое цинкование можно делать при помощи как сложных, так и простых электролитов. К сложным относятся цинкатные, цианистые и аммонийные электролиты. К группе простых электролитов принадлежат, например, хлоридные, борфторидные и сульфатные. Различие между двумя этими группами электролитов в том, что поляризация простых электролитов меньше, поэтому кристаллы осаждаемого из них цинка крупнее. В связи с доступностью и хорошими результатами, для электрохимического цинкования часто используются сульфатные электролиты. Наиболее предпочтительная концентрация сульфата цинка в электролите для использования при 20 oC от 200 до 300 г на литр раствора. Для улучшения свойств электролита в него добавляют различные реактивы. Сернокислый натрий повышает электропроводность раствора. Добавки сульфата алюминия стабилизируют кислотность смеси. За счет того что этот реактив очень хороший загуститель, раствор становится немного гуще, а это благоприятно сказывается на финишной структуре покрытия. Добавление в электролит поверхностно-активных веществ (ПАВ) и коллоидов еще более улучшает качество осаждаемой пленки. Для гальванизации при комнатной температуре лучше подходят ПАВ катионного типа. Например, такие как диоктадецилдиметиламмоний хлорид, гидроталловдиметилбензиламмоний хлорид, или дидецилдиметиламмоний бромид. А из коллоидов – декстрин и столярный клей.
Гальванический метод
Гальваническое цинкование хорошо протекает не во всяких условиях. Ниже мы приводим оптимальный набор из условий и состава электролита.
Условия.
- Температура от 15 до 30 oC.
- Водородный показатель (pH) от 3,6 до 4,4.
- Плотность тока 1–4 А/дм2.
Состав электролита.
- Сульфат цинка 200–300 г/л.
- Сернокислый алюминий 20–30 г/л.
- Сульфат натрия 50–100 г/л.
- Декстрин 8–10 г/л.
- ДЦУ 0,5–1 г/л.
Подготовка поверхности.
Нанесение любого покрытия на кузов авто требует тщательной подготовки поверхности. Не обойтись без нее и перед оцинковкой. Прежде чем погрузить деталь авто в емкость с электролитом, ее поверхность нужно тщательно очистить от грязи и окислов. Обезжирить и протравить специальным составом. Если после цинкования планируется окраска поверхность детали кузова, ее следует фосфатировать. Для этого подойдет 30-секундная обработка раствором препарата Мажеф, который нужно разбавить до концентрации 30–40 г/л с добавлением 30–60 г/л нитрата цинка.
Конечно, сделать гальваническое цинкование всего кузова машины в домашних условиях вряд ли возможно. Поэтому дома для цинкования кузова машины своими руками больше подходит холодное цинкование.
Технологии холодного цинкования
Холодное цинкование выделяется из всех способов оцинковки простотой выполнения. Поэтому больше всех подходит для обработки автомобилей дома своими руками. Состав для холодного цинкования обычно представляет собой полимерный грунт с большим содержанием цинка.
Преимущества этого способа защиты.
- Простота техпроцесса, позволяющая обработать кузов автомобиля своими руками даже дома.
- Полное отсутствие ограничений обрабатываемых деталей авто по размерам и форме. Этим способом можно в домашних условиях оцинковать кузов автомобиля целиком.
- Широкий диапазон температур, в котором допустимо наносить цинксодержащий грунт. Обычно такой грунт можно наносить при температуре от -20 до +40 oC. Перед тем как начать наносить грунт, нужно убедиться, что поверхность хотя бы на три градуса теплее точки росы.
Слабой стороной этого способа защиты автомобилей от коррозии считается небольшая прочность защитной пленки. Однако на это можно не обращать внимания. Так как грунт на кузове машины сверху обычно защищается более прочными покрытиями, например, лакокрасочным и антигравийным.
Средства для холодного цинкования
Рынок предлагает много различных составов для холодного цинкования. Мы же упомянем только самые популярные.
- Гальванол. Самый известный российский грунт для холодного цинкования авто. Представляет собой однокомпонентный состав с добавками цинка для защиты авто.
- Цинотан. Немного менее известный отечественный грунт для холодного цинкования. Представляет собой однокомпонентный состав с порошком цинка для защиты авто.
- Цинконол. Полиуретановый грунт с цинком.
Все их легко использовать даже дома.
Если статья была Вам полезна, можете поделиться материалом в социальных сетях:
rulikolesa.ru
