Galwaniczne cynkowanie metali: technologia, sprzęt

Cynkowanie galwaniczne jest wydajne iniedrogie, a tym samym powszechny sposób ochrony metali żelaznych przed korozją. Najczęściej używany jest do produkcji sprzętu i elementów złącznych, a także siatki stalowej.

Metody powlekania cynkiem

Cynkowanie antykorozyjne odbywa się na różne sposoby, a żywotność powłoki zależy od grubości warstwy ochronnej.

Metoda powlekania zależy od wymaganych właściwości, wymiarów produktu i warunków jego dalszej eksploatacji.

Najprostszy i najbardziej technologiczny, ale niewystarczającyktóry zapewnia odporność na działanie mechaniczne warstwy ochronnej, jest cynkowanie na zimno za pomocą gleb, w których zawarta jest wysoka zawartość wysoce zdyspergowanego proszku cynku.

Według objętości produkcji cynku, drugie miejscezajmuje się cynkowaniem ogniowym. Powłoka otrzymana w ten sposób, o wysokiej jakości i trwałym, ale nieszkodliwym dla środowiska, ponieważ stosuje się stopiony cynk, a nawet w temperaturze nieco poniżej 500 ° C, potrzebne są duże ilości energii elektrycznej i chemicznych metod przygotowania powierzchni.

Bardzo podobny do cynkowania ogniowego więcejTechnologiczna, ale mniej wydajna metoda termo-dyfuzyjnego nakładania warstwy ochronnej. Jest stosowany, gdy na grubość i wygląd powłoki nakładane są wysokie wymagania.

Inną metodą cynkowania jest natryskiwanie cieplno-gazowe, które służy do ochrony nieporęcznych przedmiotów i konstrukcji, których nie można umieścić w wannie.

Cynkowanie jest pozbawione wielu wad innych metod powlekania i ma swoje pozytywne cechy.

Zalety cynkowania galwanicznego

Najczęściej stosuje się metodę nanoszenia powłoki cynkowej metodą elektrolizy.

Główną zaletą, z powodu której jest stosowanamianowicie galwaniczne ocynkowanie metalu, jest wysokim stopniem ochrony powierzchni materiału przed korozją. Cienka warstwa cynku kilkakrotnie zwiększa żywotność produktów, a przez to zmniejsza koszty ich konserwacji i wymiany.

Powłoka jest gładka, bez smug i kropli, zachowuje się kształt i wielkość produktu. Może być stosowany do obiektów o dowolnej, nawet najbardziej złożonej formie.

Gładkie i błyszczące powłoki dekoracyjne w większości przypadków nie wymagają dodatkowej obróbki.

Ponadto sam proces nakładania powłoki cynkowej wymaga niskich kosztów, a agregaty galwaniczne mają wysoką wydajność.

Wady cynkowania galwanicznego

Metoda nakładania ochronnej powłoki elektrolitycznej nie jest pozbawiona wad.

Główną wadą jest mała przyczepność cynku do metalu, z powodu którego powierzchnia produktu musi być starannie oczyszczona.

Wadą jest także powstawanie toksycznych odpadów w procesie powlekania, które wymagają poważnego czyszczenia.

Nieprzestrzeganie zasad może prowadzić do napełnienia metalu nieszlachetnego wodorem, co prowadzi do kruchości samego produktu i do pogorszenia jakości powłoki.

Zasada działania

Cynkowanie galwaniczne opiera się na zasadziedziałanie ochronne, które jest determinowane przez różnicę potencjałów elektrochemicznych cynku i żelaza. Ponieważ cynk ma mniejszy potencjał elektrochemiczny, powłoka z niego jest ochronną ochroną dla metali żelaznych. Oznacza to, że w wilgotnym otoczeniu elektrochemicznej korozji jest on.

Utlenianie żelaza powoduje powstanie tlenkówwiększa objętość niż oryginalny metal. Folia tlenkowa staje się luźna i przepuszcza tlen do metalu jeszcze nie utlenionego. Cynk podczas utleniania tworzy cienką i gęstą warstwę, nie wpuszcza tlenu do metalu, chroniąc nie tylko powłokę, ale także znajdujący się pod nią metal.

Rodzaje cynkowania galwanicznego

Cynkowania galwanicznego - technologia, reprezentujący elektrolizy, czyli elektrochemiczne procesy redoks w elektrolicie pod wpływem stałego prądu elektrycznego ...

Zgodnie ze składem elektrolitu, cynkowanie dzieli się na trzy rodzaje: kwasowy, cyjankowy i zasadowy.

Najczęściej stosowaną metodą jest powlekanie cynkiempowłoki w lekko kwasowych elektrolitach, zwłaszcza w przypadku żeliwnych i stalowych części o złożonej konfiguracji. Produkty wykonane ze stali węglowych i stopowych o tej formie cynkowania są mniej narażone na kruchość wodorową, a ich wygląd jest doskonały, z niezwykłym efektem dekoracyjnym w szerokiej gamie kolorów.

Dodatkowa ochrona do cynkowania

Efekt ochronny powłok cynkowych zależy od ich grubości, która przy ocynkowaniu wynosi tylko 5 μm, a także charakteru elektrolitu.

W niektórych przypadkach właściwości ochronne powłoki cynkowej zwiększa się przez pasywację, fosforanowanie lub malowanie.

Pasywacja (chromianowanie) - chemicznaobróbka wyrobów w roztworach z kwasem chromowym lub jego solami, w wyniku czego na powierzchni tworzą się powłoki chromianowe. Ten proces zwiększa nie tyle właściwości ochronne, co dekoracyjne, ponieważ w rezultacie zwiększa się połysk powłoki i można ją zabarwić na różne kolory.

Podczas fosforanowania (obróbka za pomocą kwasu fosforowego w soli) w uformowanej powierzchni folii fosforan ocynkowanej produktów. Po fosforanowaniu nadal można nanosić lakier.

Etapy cynkowania galwanicznego

W procesie galwanizacji cynkowanie składa się z kilku procesów technologicznych, z których każdy jest zakończony płukaniem wodą w kąpieli przepływowej lub płuczącej.

Po pierwsze, produkty są dokładnie oczyszczone z rdzy,skala, smar procesowy, pozostałości chłodziwa lub farby i odtłuścić roztwory alkaliczne. Następnie następuje odtłuszczenie elektrolityczne.

Po wytrawieniu w roztworze wodnymkwas solny, w którym powierzchnia jest ostatecznie oczyszczona bez naruszania warstwy powierzchniowej i następuje jej trawienie - aktywacja przed nałożeniem powłoki cynkowej. Dopiero wtedy następuje faktyczne zincyfikowanie.

Następnie, jeśli to konieczne, produkty klaruje się i oczyszcza z błony tlenkowej w wodnym roztworze kwasu azotowego, a następnie fosforanuje, pasywuje i suszy.

Podczas cynkowania różnych produktów można wykonywać dodatkowe operacje. Na przykład taśmy przed galwanizacją odwijania, spawy, zasady, a po oleju i cewki.

Sprzęt galwaniczny

Linia galwaniczna - to pewna sekwencja kąpieli myjących i procesowych, w której powstaje jedna lub wielowarstwowa powłoka cynkowa o wymaganych właściwościach funkcjonalnych.

Zgodnie z wielkością produkcjiStosuje się urządzenia o różnych stopniach mechanizacji. W dużych przedsiębiorstwach instalowane są zmechanizowane linie z automatycznym sterowaniem. Istnieją linie z częściową lub pełną kontrolą manualną, a także mini-linie.

Galwaniczna linia galwanizacyjna nie jesttylko z kąpieli. Obejmuje on systemy transportowe o różnych konstrukcjach, koniecznie wyposażenie do oczyszczania ścieków, urządzenia pomocnicze, które obejmują urządzenia do cynkowania, grzałki, wymienniki ciepła, pręty katodowe i anodowe.

Dodatkowe wyposażenie obejmuje systemy wentylacyjne, komory suszące i szafki, urządzenia chłodnicze, zespoły filtrujące, urządzenia do otrzymywania półproduktów, pompy.

Elektrolity do cynkowania

Do cynkowania galwanicznego, w zależności od przeznaczenia produktu, stosuje się elektrolity, które dzielą się na dwie główne grupy.

Elektrolity, w których cynk występuje w postaci prostych uwodnionych jonów, nazywane są kwasowymi. To borftoristovodorodnye, roztwory siarczanu i chlorków.

Kompleksowe kompleksowe elektrolity kwasowe i zasadowe zawierają cynk w jonach kompleksowych z dodatnimi i ujemnymi ładunkami. Są to amoniak, pirofosforan, cyjanek i inne roztwory.

Na podstawie tego, który elektrolit jest używany, najpierw zależy szybkość opadania, a następnie jakość wytrącania się cynku na produkcie (katodzie).

Od złożonych elektrolitów cynk osadza się na katodzie z wysokim rozpraszaniem jonów. Wraz ze wzrostem gęstości prądu, wydajność metalu zmniejsza się, a wydajność wodoru wzrasta.

Dlatego też galwanizacja w złożonych elektrolitach odbywa się przy niskiej gęstości prądu, a powłoka okazuje się być bardzo wysokiej jakości, drobnoziarnistej i jednorodnej.

W słabo kwasowych prostych elektrolitach, galwanicznycynkowanie, w domu, w tym, przechodzi przy wysokiej gęstości prądu, z większą prędkością niż przy złożonych rozwiązaniach. Wygląd produktów jest dobry, ale powłoka nie jest bardzo wysokiej jakości i jest odpowiednia tylko dla produktów o raczej prostym kształcie.

Cynkowanie galwaniczne

Sam procescynkowanie występuje w kąpieli z elektrolitem. To pominięte czarnych wyrobów metalowych, które wprowadza się przez specjalne elektrodami prąd elektryczny (katody) i czystego cynku lub w postaci płyt kulek pakowane w specjalne sekcje mesh (anod).

W trakcie reakcji elektrochemicznejPoprzez działanie prądu elektrycznego o gęstości od 1 do 5 A / dm, cynk rozpuszcza się w elektrolicie, a następnie jego jony osadzają się na katodzie, tworząc powłokę galwaniczną o grubości 4-25 mikronów.

To za pomocą tej technologii uzyskuje się elementy złączne (śruby i nakrętki) o jednolitej i błyszczącej powłoce.

Zautomatyzowana galwanizowana linia cynkownicza

Nowoczesna galwaniczna linia cynkownicza -Jest to w pełni zautomatyzowana linia, na której wykonywane są wszystkie etapy powlekania, w tym spawanie i wysokiej jakości odtłuszczanie produktów do różnych celów i konfiguracji.

Automatyczna linia w ogólnym przypadku składa się zzestaw technologicznych kąpieli galwanicznych, prostowników modułowych, stanowisko do załadunku / rozładunku, sprzęt transportowy, sprzęt do wentylacji wyciągowej, wodociąg i kanalizacja, metalowa rama z drabiną serwisową.

Można wykonać wanny galwanicznestal nierdzewna, stal wyłożona materiałami polimerowymi lub gumą. Nowoczesne wanny spawane z polimerów arkuszowych coraz częściej zastępują metalowe pojemniki. Wybór materiału do kąpieli zależy od składu i stężenia elektrolitu oraz temperatury roboczej.

Komunikacja systemów wodociągowych i kanalizacyjnych, aw większości przypadków wentylacji, znajduje się pod wanną i jest również wykonana z polipropylenu.

Wymiary linii zależą od jej wydajności i wymiarów kąpieli galwanicznych.

Z galwanicznym galwanizowaniempowstawanie ścieków o wysokim stężeniu jonów metali ciężkich. Dlatego są one bronione, filtrowane, neutralizowane, chemiczne strącanie, sorpcja i inne procesy są wykorzystywane w zbiornikach wykonanych z polimerów technicznych.

Powłoka cynkowa elektrolityczna w domu

Cynkowanie galwaniczne, własne ręcewyprodukowane, zaczyna się od wyboru materiałów. Elektrolitem może być roztwór chlorku cynku i kwasu solnego w wodzie destylowanej. Jest to tak zwany kwas lutowniczy, który jest najczęściej używany w domu. Rzemieślnicy marynili cynk w kwasie siarkowym w celu uzyskania elektrolitycznego ZnSO₄, ale proces ten jest niebezpieczny, ponieważ wybuchowy wodór i ciepło są uwalniane podczas reakcji. W elektrolicie w żadnym wypadku nie powinien występować osad nierozpuszczonych kryształów soli.

Czysty cynk można kupić w sklepie chemicznym lub na rynku radiowym, ale można go kupić w bateriach solnych lub bezpiecznikach, które przetrwały od czasów ZSRR.

Kąpiel galwaniczna może służyć jako szkłolub plastikowy pojemnik. Obsługuje statywy do anod i katod. Anoda jest płytą cynkową, do której plus jest podłączony ze źródła zasilania. Im większa anoda, tym bardziej równomierna jest powłoka na katodzie, produkcie, na którym zostanie naniesiona powłoka ochronna. Anody mogą mieć kilka, mogą być umieszczone wokół katody w tej samej odległości, tak że jej powierzchnia jest pokryta cynku równomiernie i jednocześnie ze wszystkich stron. "Minus" zasilania jest podłączony do katody.

Nawet jeśli cynkowanie odbywa się w domu, technologia musi obejmować dokładne czyszczenie i odtłuszczenie części, a także jej aktywację w roztworze kwasu.

Źródłem zasilania jest akumulator samochodowyz lampą żarową o niskiej mocy lub innym odbiornikiem w obwodzie, tak że prąd w obwodzie jest niższy lub zasilacz ze stałym napięciem wyjściowym. Najważniejsze jest to, że nie powinno nastąpić szybkie wrzenie elektrolitu w procesie cynkowania.

Rzeczywiste zwapnienie występuje, gdy anody i katody są opuszczane do elektrolitu, a obwód elektryczny jest zamknięty. Im dłużej trwa proces, tym grubsza warstwa cynku znajduje się na produkcie.

Za pomocą ocynkowanej powłoki ochronnejpowlekanie produktów staje się dokładne, jednolite i gładkie, z efektem dekoracyjnym. Stosuje się go zarówno w przemyśle, jak iw domu, mimo że wymaga się oczyszczania ścieków z odpadów niebezpiecznych dla środowiska.