Технологии цинкования металлов в домашних условиях

Существуют разные методы защиты металла, с помощью которых можно снизить вероятность коррозии. Смысл технологий заключается в обработке поверхности изделий специальными веществами и растворами. Это позволяет создать тонкую, но прочную пленку, которая препятствует проникновению влаги, кислорода, пара, агрессивных элементов.

Одна из самых популярных — технология оцинковки или цинкование. При соблюдении всех правил и последовательности действий оцинковку можно производить своими руками.

Зачем нужно цинкование

Покрытие цинком или цинкование — популярный способ защиты стали от коррозии. Наряду с иными анодными покрытиями (никелем, хромом) метод наиболее часто применяется для нанесения на:

  • конструкции из железа, иных металлов;
  • опоры ЛЭП;
  • оборудование на судах, в портах;
  • дорожные ограждения.

Промышленное цинкование металлических изделий

Оцинковка используется в автомобильной промышленности: при помощи тонкого слоя цинка производят защиту деталей мото-, автотехники, кузова легкового автомобиля. Применяется цинкование и в нефтедобывающей, газодобывающей промышленности — для обработки труб, в том числе самых крупных трубопроводов. Технология используется в производстве метизов, проволоки, сетки, батареек, закладных, арматуры, металлопроката, прочих стальных изделий.

Коррозия меняет структуру металла, приводит его в непригодность. Созданная цинковая серебристо-белая пленка работает не только на поверхности, а и насыщает верхние слои металла, что усиливает антикоррозионную защиту.

Особенности и преимущества

Смысл проведения цинкования заключается в создании так называемой гальванической пары со сталью или иным основным металлом. У цинка высокая степень отрицательного заряда (у стали намного ниже). При воздействии агрессивной среды на поверхностный слой цинка химические реакции практически исключены — изделие оказывается надежно защищенным от повреждения.

Эффективная защита металлоконструкций и деталей сохраняется, пока толщина слоя цинка достаточная. После истончения оцинковки результативность покрытия снижается, так как на месте покрытия формируется слой гидроксида цинка, а его протективные свойства низкие.

Цинкование позволяет защитить металл от коррозии

Основное свойство цинкового слоя — барьерная защита металлических изделий. Но оцинковывать детали рекомендуется и ради электрохимической протекции, для улучшения внешнего вида конструкций. Метод цинкования имеет преимущества и недостатки.

Достоинства технологии:

  • возможность провести процесс в домашних условиях;
  • низкая стоимость цинка;
  • возрастание прочности изделия;
  • стойкость к перепадам температур, действию химии, физическим факторам;
  • повышение срока службы конструкции;
  • неподверженность окислению.

К минусам относится необходимость наличия специального оборудования, приспособления для проведения цинкования. При цинковании поверхности своими руками нельзя в будущем подвергать ее механической обработке — слой цинка будет стираться.

Покрыть изделие из металла цинком можно в домашних условиях

Основные технологии цинкования

Для защиты металла разработано несколько видов цинкования — горячее, холодное, термодиффузионное, электролитическое (гальванизация). Цинковать изделия нужно в зависимости от требующегося результата и наличия возможности.

Горячее цинкование

Горячая технология (по Сендзимиру) — популярна в промышленности, позволяет создать качественное покрытие, служащее очень долго. Недостаток — низкая экологическая безопасность способа, ведь при нагревании раствора выделяется ряд вредных химических веществ.

Методика предполагает погружение металла в ванну, лоток, иную емкость, в которой присутствует расплавленный цинк. Температура во время процесса должна быть не ниже 460 – 500 градусов, что невозможно поддерживать в домашних условиях обычными нагревателями. На осуществление технологии производится большой расход электроэнергии, что могут позволить себе только крупные предприятия. Зато цинковое покрытие будет намного крепче, чем при использовании гальваники.

Процесс цинкования, согласно техническим требованиям ГОСТ, производится так:

  1. Подготовка изделия — обезжиривание, травление, очистка от мусора пескоструйным методом, промывание.
  2. Флюсование — нанесение специальной пленки, которая лучше взаимодействует с цинком.
  3. Сушка изделия.
  4. Окунание металлических конструкций в ванну, где уже находится основной состав.
  5. Дренаж для удаления избыточного остатка цинка (может быть заменен центрифугированием, вибрированием).
  6. Остужение в воде или на воздухе.
  7. Проверка предмета для оценки эффективности покрытия.

Горячее цинкование металлоконструкций

Срок службы качественно выполненного покрытия — около 50 лет, поэтому такие конструкции обычно стоят недешево.

Холодное цинкование

Ванна, специальный цех, камера, иное дорогостоящее оборудование не потребуются. Нужно приобрести только особое средство (грунт) для создания цинкового слоя. Обычно применяются порошковые смеси, краски в баллончике, банках.

Хорошими марками считаются:

  • набор для холодного цинкования Vixen 99 % цинка (аэрозоль 520 мл);
  • цинкнаполненная композиция Цинол;
  • состав холодного цинкования Brite;
  • краски Цинконол, Цинк-спрей.

Средство для цинкования в аэрозольном баллончике

Чем отличается от горячего цинкования данная технология? Не требует создания особых условий, не энергоемкая, не требует применения реактивов. В качестве подготовки достаточно тщательно очистить основание традиционными методами. Далее на поверхность наносится средство при помощи кисти, валика, распылителя или непосредственно из баллона.

В основе такого материала — цинковая пудра, надежно защищающая изделие от коррозии. В отличие от остальных методов, при холодном цинковании готовые конструкции не будут иметь красивого металлического блеска, зато их вполне можно покрывать специальными лаками по металлу.

Разновидность холодного цинкования — цинк-ламельное, предполагающее фиксацию деталей на оснастке, нанесение состава распылением, погружение детали в печь или в жидкую среду с закрепителем.

Гальванический метод

Гальваника или гальваническое цинкование применяется для обработки абсолютно гладких стальных поверхностей или конструкций из иных видов металлов (даже алюминия). Плюс — возможность дальнейшей дополнительной обработки предмета, его сварки с паяльной кислотой.

Гальваническое цинкование в домашних условиях

Закрепление цинкового слоя происходит при использовании щелочного электролиза. Изделие погружают в раствор электролитов, нормы которых подбирают по специальным таблицам, включают установку постоянного тока. Под действием химических веществ и электрического тока цинк сливается с металлом, надежно покрывая деталь.

Одна из разновидностей гальваники — желтое цинкование. Для получения желтого цвета металлоконструкций для гальванизации используют особые растворы, а в завершение процесса проводят хроматирование.

Термодиффузное цинкование

Метод термодиффузии предполагает нагревание изделия до высокой температуры — от 400 до 2 000 градусов. Поверхность будет обработана цинком, находящимся в состоянии пара.

Для осуществления диффузионной методики нужна целая производственная линия — специальные аппараты, оборудование, нагревательные камеры. Зато экологическая безопасность процесса достаточна, а прочность готового покрытия будет на высшем уровне.

Технология термодиффузионного покрытия металлических деталей цинком

После помещения в горячий раствор цинка деталь опускают в барабанную печь, которая вращается в течение трех часов и вызывает упрочнение цинкового слоя. После выгрузки барабана из печи его медленно остужают, затем достают изделие. После по поверхности проходятся пассивационными растворами, придающими покрытию невосприимчивость к действию воздуха. Затем детали сушат еще раз, после объекты готовы к реализации.

Газотермическое напыление цинка

Сначала порошкообразный цинк расплавляют, далее направляют его на деталь в газовом потоке. После ударения о металлическую поверхность формируется тонкий защитный слой, напоминающий чешую. Поскольку на предмете будет много пор, объект нуждается в дополнительной лакировке.

Обычно создание цинкового барьера методом газотермического напыления производится в отношении машин, оборудования, металлоконструкций, имеющих большие размеры и не помещающихся в ванны и печи. Локальное нанесение цинка невозможно.

Нанесение цинка газотермическим методом

Цинкование в домашних условиях

Своими руками возможно провести лишь две методики цинкования — холодную и гальваническую. Именно эти способы просты, доступны, не требуют больших финансовых вложений.

Гальванизация изделий

Перед электрохимическим цинкованием нужно хорошо подготовить деталь. Для этого ее промывают, чистят, протравливают, обезжиривают. Все действия требуют точности, аккуратности. Как источник тока можно использовать обычный автомобильный аккумулятор или зарядное устройство на 6 – 12 Вольт, 2 – 6 Ампер.

На наличие сколов, дефектов, толщину покрытия сильно влияют исходные данные поверхности (рельефность, сложность изгибов), плотность тока на единицу площади, температура раствора электролита. В качестве последнего выступает любая цинковая соль, которая может растворяться в воде.

Лучше всего работает такой раствор:

  • цинк сернокислый — 400 г;
  • магний либо сернокислый аммоний — 100 г;
  • уксуснокислый натрий — 30 г;
  • вода — 2 литра.

Оборудование и материалы для гальванического цинкования

Можно взять обычный аккумуляторный электролит (вода и серная кислота) и вводить порошок цинка, пока не прекратится реакция. Работать следует только в хорошо проветриваемом помещении с применением перчаток, респиратора, очков.

Деталь помещают в стеклянную посуду (можно заменить винилпластиковой), закрепив на краю емкости. Электролит процеживают, заливают в посуду. Затем делают химическое активирование — изделие помещают в раствор на 10 секунд, достают, промывают водой. После можно приступать к процедуре цинкования.

Готовят цинковый электрод — в любом кусочке цинка сверлят отверстие, продевают медную проволоку, подвешивают в емкости. Желательно, чтобы по площади поверхность электрода была равна детали, которую нужно обрабатывать. Подключают медные провода к источнику питания, минус подводят к самому изделию. Так воздействуют на деталь 10 – 40 минут. В итоге получится качественное цинковое покрытие.

Самостоятельное холодное цинкование

Наносить покрытие в виде краски еще проще. Краска сама по себе — специальная форма цинка, поэтому эффективность процедуры будет довольно высокой.

Для начала надо купить основной материал, внимательно ознакомившись с содержанием цинка (обычно от 85 %). Если на упаковке указано, что состав чувствителен к качеству подготовки основания, важно провести ее тщательно. Для некоторых красок требуется разведение растворителем или последующая обработка финишными покрытиями.

Состав для холодного цинкования Гальванол

Средства в спреях уже готовы к применению. Остальные материалы реализуются в двухупаковочной форме: в одном флаконе находится цинковый порошок, во втором — жидкий связующий компонент. Согласно указанным пропорциям эти компоненты смешиваются (обычно от 1:1 до 1:3). Перемешивать средство нужно очень хорошо, так как из-за большой плотности состав постоянно расслаивается. Начинать работать можно только, предварительно убедившись в однородности массы.

Нанесение на деталь осуществляется при температуре +5…+40 градусов, влажность не должна быть ниже 30 %. Перед работой надевают защитные очки, перчатки, респиратор, помещение регулярно проветривают. Наносить средства нужно валиком, кистью, краскопультом, после полного высыхания (сутки) разрешено окрашивать изделие любыми подходящими средствами.

Если наносить оцинковку в 2 слоя, давая первому просохнуть 30 минут, срок службы изделия составит не менее 10 лет. Кроме окрашивания, допускаются и иные методы обработки. Так, зачастую мастеров интересует, можно ли варить черные металлы после оцинковки? Технология холодного цинкования предполагает последующую сварку, поэтому стоит уточнить, как приварить деталь, и произвести работу.

Применяя технологию цинкования, можно надежно защитить изделия от коррозии. В итоге есть шанс своими руками создать крепкое покрытие и серьезно сэкономить на повторной покупке изделий.

Добавить комментарий

Adblock detector