Технологии холодного цинкования | Цинковый портал
Технологии холодного цинкования — это специальные способы нанесения на металлическую основу изделия защитных покрытий, основным компонентом которых является цинковая составляющая. Разнообразие технологий холодного цинкования позволяет улучшить технологические параметры цинкового покрытия, расширить области использования цинконаполненных составов, придать презентабельный внешний вид обработанному изделию.
Технологии холодного цинкования — распыление, покраска
Технология холодного цинкования методом покраски заключается в нанесении на подготовленную, очищенную поверхность цинконаполненного раствора.
Готовый состав для цинкования включает в себя высокодисперсный цинковый порошок и связующий лакокрасочный компонент. Наносится цинксодержащий раствор на специально подготовленную, обрабатываемую поверхность. Способы нанесения защитного покрытия:
• безвоздушный способ,
• с использованием пневматического оборудования.
• частичная (местная) оцинковка производится валиком, кисточкой.
Мелкодисперсные частицы цинка, попадая на обрабатываемую поверхность, образуют междиффузионную связь между матричной, стальной основой и наносимым цинковым порошком. Чем меньше дисперсные составляющие, тем лучше, крепче металлическая связь.
Температурный режим цинкования определяется наносимым технологическим составом и может находиться в диапазоне от – 20 до + 40 °C.
«Dacromet 320» — технология холодной оцинковки мелких деталей, крепежа
Технологический состав для холодного цинкования данным методом представляет собой суспензию в водном растворе
• цинковых частиц, прошедших предварительную обработку в хроматном растворе,
• органических и неорганических соединений.
Оцинковка производится путем погружения деталей, находящихся в специальном приспособлении, в рабочий раствор.
Предварительная сушка и удаление излишков цинковой суспензии производится при помощи центробежной силы в центрифуге.
Окончательное формирование цинкового слоя происходит в результате многоступенчатого нагрева. Циклический нагрев начинается с 80 °C и заканчивается при температуре 300 °C.
Цинковый слой при такой технологии обладает высокими прочностными свойствами, т.к. микронные цинковые частицы находятся в нем в виде «хлопьев», которые плотно связаны между собой. Толщина цинкового покрытия — 8 ÷10 мкм. Цвет защитного слоя – серебристо-серый. Наличие хроматов в цинковом слое увеличивает процент коррозионной стойкости.
Технология холодное цинкования. «Цинкламельное» покрытие
Методика заключается в последовательном формировании на матричной (стальной) основе нескольких промежуточных слоев. Базовый (основной) слой состоит из тончайших цинковых и алюминиевых ламелей (чешуек). Основной слой обеспечивает защиту изделия, дополнительные подслои увеличивают технологические параметры цинкового покрытия (коррозионную и химическую стойкость, пластичность, прочность), улучшают внешний вид.
Холодное цинкование может производиться путем
• окунания предварительно очищенного изделия в рабочий раствор,
• напыления технологической суспензии.
Технологический состав — суспензия мелкодисперсного цинково-алюминиевого порошка и связующего компонента.
Защитный слой после обработки состоит из
• цинкового порошка (70%),
• алюминиевого порошка(10%).
Микроструктура цинкового покрытия состоит из микроскопических слоев, расположенных параллельно относительно друг другу и соединенных между собой связующим, композиционным материалом.
Толщина цинкового слоя после «цинк-ламельной» обработки находится в диапазоне от 4 до 8 мкм. Полученное покрытие защищает металлическую основу при негативном воздействии электрохимическим способом.
Основными преимуществами «цинк-ламельной» оцинковки является:
1) высокая химическая(коррозионная) стойкость,
2) не использование в технологии Vl –валентного хрома,
3) возможность получения надежного, защитного покрытия на мелких, резьбовых деталях,
4) разнообразие цветового решения при финишной обработке.
«Цинкрометалл» — метод холодной оцинковки рулонной полосовой стали
Технология процесса заключается в ступенчатом нанесении двух защитных цинковых слоев с последующей высокотемпературной обработкой. Нижний слой («дакромет») формируется толщиной до 3 мкм, верхний слой («цинкромет») – до 15 мкм.
Первоначальный слой наносится на предварительно очищенную поверхность. Рулонная стальная полоса обрабатывается в водном дисперсионном растворе. В состав рабочей суспензии входят следующие компоненты:
• цинковый порошок,
• хромовая кислота,
• различные стимулирующие добавки органических веществ.
Окончательное формирование слоя «дакромет» происходит после высокотемпературного воздействия. Покрытие затвердевает, образуя нерастворимую защиту.
Для формирования слоя «цикромент» используется следующий состав:
• эпоксидная смола,
• цинковый порошок (сформированный слой состоит на 95% из цинковой составляющей).
Покрытие застывает и отвердевает после повторного высокотемпературного нагрева.
Для получения равномерных, плотных защитных слоев используется цинковый порошок со сферической формой составляющих частиц.
Цинковое покрытие наносится с использованием специальных автоматических поточных линий.
Защитное покрытие «дакромет-цинкромет» обладает
• высокой электропроводностью,
• хорошей коррозионной устойчивостью,
• высокими технологическими и механическими показателями (обработанный материал хорошо штампуется, формуется, сваривается, окрашивается).
Технология «Цикрометалл» активно используется в машиностроении, автомобилестроении (для оцинковки кузовных деталей автомобилей).
«Уэлкот». Япония. Фирма «Ниппон стил»
Цинковое покрытие, полученное согласно технологии «Уэлкот», представляет собой комбинацию из двух слоев:
1) нижний слой – покрытие, электролитическое, цинковое (толщина слоя – 2,8 мкм),
2) слой «уэлкот» (верхний слой) – специальное лакокрасочное покрытие (толщина слоя – до 10 мкм).
Слои последовательно наносятся на хорошо подготовленную и очищенную поверхность путем окунания или распыления.
Промежуточное и окончательное формирование покрытия происходит при высокотемпературном нагреве.
«Уэлкот -2» :
1) нижний слой – электролитическое, цинкникелевое покрытие (толщина слоя – 2,1 мкм),
2) верхний слой – лакокрасочный слой «уэлкот» (толщина слоя – 5 мкм).
Технология «Металлогал МЕ III »
Технология холодного цинкования методом «Металлогал МЕ III » заключается в нанесении на обрабатываемую поверхность однокомпонентного покрытия (цинкового порошка).
Технологический состав:
• цинковый порошок,
• полиуретан (связующий элемент).
Способ нанесения цинкового покрытия:
• разбрызгивание,
• покраска роликом, кистью.
После высыхания «металлогал» затвердевает, образуя ровный, плотный, беспористый слой, состоящий на 95% из цинковой пыли.
Технология позволяет наносить защитные слои толщиной от 25 до 75 мкм.
Способ холодного цинкования «Металлогал МЕ III » активно используется для защиты металлических изделий и конструкций от водной (морской) коррозии.
Разнообразие технологий холодного цинкования
Технология процесса холодного цинкования
Самым качественным способом антикоррозийной защиты металлических конструкций признано их покрытие цинком, или цинкование. Долгое время для защиты от коррозии применяли электрохимическое осаждение, названное в промышленных масштабах – горячим цинкованием. Оно обеспечивало металлическим конструкциям защиту от ржавчины на 10-15 лет, а если повезет с условиями эксплуатации – то и до 50 лет. Этот метод так и остался бы самым распространенным, если бы его всегда удавалось применять. Но в силу разных причин: больших размеров конструкций, транспортировке, дороговизне процедуры и прочих, его применение не всегда целесообразно. В итоге, ученые создали такой метод оцинковки, которые можно применять всегда – холодное цинкование.
Холодное цинкование – это технология, предполагающая антикоррозийную обработку с применением цинковых покрытий, которые наносятся на поверхность металла, как обычные краски. В результате такой обработки, металлы приобретают защитные покрытия по характеристикам не уступающие оцинкованным горячим способом.
По защитным качествам холодное цинкование не уступает горячему, а по некоторым характеристикам, даже превосходит его.
Отличная адгезия поверхности металла с покрывающим составом, а также с финишными лакокрасочными покрытиями.Технология процесса холодное цинкование отличается следующими преимуществами:
- Нет ограничений по размерам и габаритам конструкции, которую необходимо покрыть.
- Простые приготовления к нанесению, не требующие больших затрат.
- Легкая свариваемость конструкций после процедуры холодного цинкования.
- Доступные способы нанесения в бытовых условиях: обычные кисти, малярные валики, распылители.
- Нанесение может производиться прямо на месте эксплуатации конструкций – не требуется их транспортировка.
- Не нужно разбирать конструкции или оборудование перед нанесением.
Кроме очевидных преимуществ, можно отметить возможности нанесения в широком температурном диапазоне – от -20 до +40°С. Единственным «слабым» местом холодного цинкования считают недостаточная стойкость к механическим повреждениям, но она с лихвой покрывается массой преимуществ. К тому же, на поверхность холодной оцинковки всегда можно нанести финишные защитные покрытия, которые упрочнят всю конструкцию. А поврежденный участок покрытия всегда можно легко отремонтировать с помощью того же состава.
Холодное цинкование технология нанесения
Холодное цинкование обеспечивается путем нанесения различных антикоррозионных композиций, состав и характеристики которых регламентируются ГОСТ 9.305–84. Стандарты, указанные в этом документе, описывают все особенности современных неорганических, неметаллических и металлических покрытий. Композиции изготавливаются согласно видам протекания коррозии – химическим и электрохимическим способом. Согласно этому ГОСТу составы для холодного цинкования можно применять на все виды металлов, кроме деталей из магния и стали повышенной прочности.
Технология обработки металлоконструкций составами для холодного цинкования предполагает подготовку поверхности металла для нанесения защитной композиции. Выполняется эта подготовка по ГОСТу далее описанным образом:
- удаление естественных загрязнений, вызванных климатическими явлениями, солей с металлической поверхности посредством тщательного обмыва и очистки
- очистка обрабатываемого изделия гидроабразивным, абразивоструйным либо гидродинамическим методом с целью придания его поверхности требуемого уровня шероховатости, а также для удаления окалины и ржавчины со старого покрытия
- просушивание конструкции в тех случаях, когда очистка выполнялась гидродинамическим либо гидроабразивным способом
- финишная очистка (производится вручную) поверхности, удаление с нее варочных брызг и заусенцев, острых кромок и углов
- обеспыливание металлоконструкции посредством направленной струи воздуха под давлением
ГОСТ говорит о том, что, если на металле имеются жировые и масляные включения, его поверхность дополнительно следует обезжирить, используя растворители углеводородной группы. К качеству обработанной поверхности ГОСТ выдвигает ряд требований. Так, например, уровень обеспыливания нужно проверять по размеру и числу частиц пыли по стандарту ISO 8502-3, уровень обезжиривания – по ГОСТ 12.2.052 (применяется люминесцентный метод проверки), показатель шероховатости – по ISO 8503-1 при помощи стандартного профилометра или специального компаратора.
После подготовки поверхности и проверки качества выполненной процедуры можно приступать к нанесению выбранного состава для холодного цинкования. Технология требует, чтобы операция выполнялась при определенной температуре воздуха, которая оговаривается производителем защитного покрытия в инструкции по его применению. При этом температура обрабатываемой поверхности обязана быть на три и более градуса больше точки росы (если не выполнить это условие, на конструкции образуется влага, которая ухудшит качество защитного покрытия).
Расчет указанной точки выполняется при помощи различных приборов. Это может быть термометр, психрометр и гигрометр, либо более современные комплексные устройства. Их показания следует сравнивать с данными, имеющимися в специальных таблицах, предназначенных для точного определения точки росы. Слои защитного покрытия наносятся равномерно и последовательно. Причем нанесение каждого последующего слоя допускается только после того, как предыдущий высох до оговоренного инструкцией к антикоррозионной композиции показателя.
Обработку рекомендуется выполнять при помощи пневматического оборудования или безвоздушным методом, однако подойдут обычные кисти или валики. Детали, которые требуют полосовой окраски, обрабатывают валиками и кистями. После цинкования обязательно проводится контроль качества полученного покрытия. Он осуществляется измерительными устройствами, которые позволяют установить толщину защитной пленки и степень адгезии поверхности металла и покрытия, а также визуально с целью определения декоративных характеристик полученного покрытия, отсутствия на нем дефектов и необработанных участков.
Только после получения данные о надежности покрытия, ему обеспечивается качественная сушка на открытом воздухе или в хорошо вентилируемом помещении.
После полной просушки – от 8 часов до 24 часов – оборудование или конструкция может вводиться в эксплуатацию. Холодное цинкование металлоконструкций больших размеров технология в принципе не отличается.
Особенности покрытия методом холодной оцинковки
- Покрытие наносится при температуре от -25 до +40°С. При этом допустимо наличие высокого уровня влажности.
- Свойства его сохраняются в неизменно отличном состоянии в широком диапазоне температур (от -50 до +150°С).
- Допустимо применение такого покрытия в разных климатических условиях, при наличии высокой влажности, в постоянном контакте с морской водой. Отсутствие токсических веществ позволяет использовать их в пищевой промышленности. Данная возможность подтверждается специальными сертификатами.
- Небольшие повреждения восстанавливаются автоматически. Соединения цинка заполняют собой мельчайшие пустоты, предотвращают доступ воды и кислорода к защищаемой поверхности.
- Пригодно для ремонта локальных дефектов.
- Оно великолепно подходит в качестве грунтовки для последующего нанесения сверху финишных покрытий.
Самые современные, проверенные и надежные составы для холодного цинкования вы можете найти у нас в магазине.
Есть вопросы по выбору состава? Обращайтесь в представительство в вашем городе:
в Санкт-Петербурге: +7 (812) 603-41-53, +7 (921) 927-58-47
в других городах: 8 (800) 707-53-17
e-mail: [email protected]
Холодное цинкование | Цинковый портал
Холодное цинкование — технология нанесения лакокрасочных,цинковых покрытий на стальные поверхности. По своим технологическим параметрам цинковое покрытие после холодного цинкования не уступает аналогичным характеристикам после процесса горячей оцинковки.
Холодное цинкование. Технология процесса
Составы для холодного цинкования включают в себя
• высокодисперсный цинксодержащий порошок (от 80% и выше),
• связующие компоненты (органические или неорганические).
Для образования равномерного слоя при холодном цинковании в состав используемого порошка входит смесь, состоящая из мелкодисперсных частиц чистого цинка размерами от 5 мкм до 15 мкм. Чем меньше цинковые составляющие,
• тем лучше междиффузионная связь между наносимым слоем и основанием (металлическая связь Zn- Fe),
• тем выше эластичность защитного слоя,
• тем меньше шероховатость покрытия (поверхность ровная и гладкая).
технология холодного цинкования
При холодном цинковании в качестве связующего элемента чаще всего используют полимерные органические составы. Основной характеристикой связующих компонентов является способность «застывать» (отвердевать), образуя гидроизоляционное покрытие.
1. Затвердевание эпоксидных и полиуретановых составов происходит за счет протекания химических реакций, которые носят необратимый характер.
2. Цинксиликатные композиции отвердевают на воздухе за счет реакции догидролиза влагой.
3. Некоторые цинкнаполненные покрытия (термопластичные) «застывают» в результате испарения растворителя.
Холодное цинкование — технологический процесс, в результате которого получается покрытие, обладающее высокими антикоррозионными свойствами. Защита матричной основы от разрушения осуществляется двумя способами:
• барьерным (гидроизоляционным),
• протекторным (катодным).
сравнительная схема защитного механизма лакокрасочного и цинконаполненного покрытия
При холодном цинковании защита обработанного изделия протекает от протекторного типа к барьерному.
Барьерный тип защиты характерен для лакокрасочных покрытий. Он основан на создании изоляционного слоя на поверхности обрабатываемой детали.
Протекторный способ основан на работе гальванической пары цинк – железо (Zn является анодом по отношению к Fe). При агрессивном воздействии цинк защищает стальное покрытие, растворяясь. Продуктами разрушения защитного слоя являются труднорастворимые окислы, которые заполняют места повреждения. Главными составляющими протекторной защиты являются:
• концентрация цинксодержащего пигмента (чем выше содержание цинка в порошке, тем выше гальванохимическая активность),
• пористость обрабатываемого изделия и наносимого материала.
После холодного цинкования цинкнаполненное покрытие может использоваться
1) как самостоятельное защитное покрытие,
2) для предварительной грунтовочной обработки,
3) в качестве межоперационной, ремонтной защиты.
Нанесение защитного слоя в процессе холодного цинкования может производиться путем окунания обрабатываемого изделия в приготовленный технологический раствор или методом покраски с использованием специальных распылителей (краскопультов) или кисточек и валиков.
способы нанесения цинконаполненного покрытия
Толщина, получаемого после холодного цинкования, слоя может доходить до 120 мкм.
Сложности при нанесении цинкового покрытия методом холодного цинкования
1. Цинковый порошок при нанесении всегда должен находиться во взвешенном состоянии, иначе возможно оседание и слипание его, что может привести к дефектам получаемого покрытия и невозможности протекания технологического процесса.
2. При холодном цинковании высокие требования предъявляются к подготовке поверхности перед нанесением защитного слоя (поверхность должна быть чистой, сухой и пористой, что улучшает химическую адгезию).
дефекты холодного цинкования
3. При нанесении цинкнаполненного покрытия методом распыления особые требования предъявляются к спецоборудованию (краскопульту).
4. Технологический процесс чувствителен к толщине наносимого слоя (чем больше слой, тем выше вероятность отслоения).
Преимущества холодного цинкования
1. Отсутствие ограничений в габаритных размерах изделий (конструкций) при нанесении защитного покрытия.
2. Возможность производить сварочные работы на оцинкованной поверхности, сварочные швы оцинковываются по месту.
преимущества холодного цинкования
3. Холодное цинкование производится в диапазоне температур от -20 градусов до + 40 градусов.
4. Подготовка поверхности перед нанесением цинкового покрытия производится по месту нахождения конструкции (изделия).
5. Технология холодного цинкования позволяет получить эластичное, коррозионностойкое покрытие, устойчивое к воздействию ультрафиолетового излучения, радиации, микроорганизмов.
6. Разнообразие способов нанесения (окунание, распыление, покраска).
7. Полное отсутствие водородной охрупчиваемости, не наблюдаются процессы старения, истощения поверхностного слоя.
8. Полученный защитный слой обладает высокой электропроводностью, термостойкостью, стойкостью к ударным нагрузкам и истиранию.
9. Оцинкованная поверхность, полученная после холодного цинкования, пожаробезопасна, не подвержена возгоранию.
10. Технология холодного цинкования проста.
11. Невысокая стоимость технологического процесса.
По своим технологическим параметрам цинкнаполненные покрытия не уступают технологическим характеристикам защитных покрытий, полученных методом горячего цинкования.
Области применения цинконаполненных покрытий
применение холодного цинкования
Холодное цинкование активно используется при защите и ремонте строительных металлоконструкций, тоннелей, мостовых сооружений,трубопроводов, резервуаров для хранения жидкостей, столбов освещения, применяется в автомобилестроении. Эффективность метода холодного цинкования основана на простоте технологии, невысокой себестоимости, быстрой окупаемости вложенных затрат.
Технологический процесс холодного цинкования | Цинковый портал
Технологический процесс холодного цинкования включает в себя определенную последовательность производственных операций. Надежная защита изделия – это качественное цинковое покрытие, которое формируются в результате тщательного соблюдения всех операций технологического процесса холодного цинкования.
Технологический процесс холодного цинкования
1. Подготовительный этап.
2. Процесс нанесения цинкового покрытия (холодное цинкование).
3. Финишная обработка.
4. Контроль цинкового покрытия.
Подготовительные операции технологического процесса холодного цинкования
1. Визуальный осмотр.
2. Подготовка поверхности перед оцинковкой.
Визуальный осмотр обрабатываемого изделия решает следующие технические вопросы:
• определяется площадь нанесения покрытия – это необходимо для подсчета объемов расходных материалов,
• выявляется степень загрязненности обрабатываемой поверхности и способ очистки,
• определяется способ нанесения покрытия (окунание или покраска).
Высокая степень очистки обрабатываемой поверхности – залог получения качественного цинкового покрытия. Поэтому перед оцинковкой изделие должно быть тщательно очищено от пыли, грязи, ржавчины, следов различных загрязнений (сажи, масла, старой краски и др.). Очистку можно производить различными способами.
1. Путем окунания обрабатываемого изделия в специальный раствор для обезжиривания. Раствор для снятия маслянистых загрязнений может также наноситься путем распыления через пульверизатор, а также путем местного протирания загрязненных участков.
2. Абразивная зачистка производится путем механического воздействия (шлифовальные круги, дробеочистка, галтовка). Шероховатая поверхность увеличивает коэффициент сцепления наносимого покрытия с металлической основой.
3. Термоабразивный метод антикоррозионной обработки производится при помощи специального оборудования.
Для удаления масла и других органических загрязнений используются специальные растворы (ГОСТ 9.305-84, ГОСТ 9.402) или растворители (бензин, керосин и др.).
Абразивная очистка поверхности и процесс обезжиривания оставляет на обрабатываемой поверхности следы проводимых операций, поэтому детали после предварительной подготовки тщательно промываются в проточной воде и просушиваются.
Холодное цинкование. Основной этап технологического процесса
Цинковое покрытие наносится на сухую, хорошо очищенную поверхность.
Процесс оцинковки может носить массовый или единичный характер.
При массовой, серийной обработке изделий оцинковка производится:
• в покрасочных камерах, предназначенных для нанесения цинконаполненного покрытия,
• в технологических емкостях, в которых процесс нанесения цинкового слоя производится путем окунания деталей в рабочий раствор.
Покрасочные камеры и линии для холодного цинкования обязательно должны быть оборудованы вытяжной вентиляцией (для удаления вредных продуктов производства), а обслуживающий персонал должен использовать индивидуальные средства защиты.
Оцинковка может производится путем нанесения цинкового слоя кисточкой, валиком, пульверизаторам, путем распыления цинксодержащего раствора из специальных баллончиков.
Технологические параметры обработки зависят от используемого материала для холодного цинкования.
Для улучшения производственных характеристик цинковое покрытие наносится в несколько слоев.
Финишная обработка
В качестве окончательной обработки при холодном цинковании может использоваться ступенчатый нагрев обработанного изделия от 80 до 300 °C.
Контроль оцинкованной поверхности
Толщина цинкового покрытия после холодного цинкования задается конструкторской документацией и определяется специальными приборами (толщиномерами). При тщательной проверке технологических параметров цинкового слоя (толщины слоя, коэффициента сцепления, величины адгезии) контроль может производиться разрушающими и неразрушающими методами, согласно ГОСТу 9.302-88, с использованием дополнительного, специального оборудования.
Качество покрытия после технологического процесса холодного цинкования оценивается визуально и метрологическими способами (ГОСТ 9.302-88). При визуальном осмотре оцинкованная поверхность не должна иметь внешних дефектов (пузырьков, трещин, участков отслоения и непрокрашенных зон). Цинковый слой должен быть ровным. Цвет покрытия после технологического процесса холодного цинкования – от металлического до светло-серого (ГОСТ 9.301-86).
Холодное цинкование металла, виды, преимущества технологии холодного цинкования
Практически все металл подвергаются образованию коррозии. Этот процесс является необратимым. Однако с его появлением на сегодняшний день можно бороться при помощи отдельных видов обработки металлических изделий и материалов. Метод обработки металлов цинков является одним из них.
Холодное цинкование металла
Холодное цинкование представляет собой процедуру нанесения на металлическую поверхность специального состава, который в своей основе содержит цинк. После обработки таким методом поверхность приобретает практически такие же антикоррозийные свойства, которые получаются и при горячей обработке металлов цинком.
На начальных этапах металлы, покрытые цинком методом холодного цинкования, имеют пористую пленку, которая относится к разряду защитных. Она изначально пропускает воду, что дает возможность цинку и железу или стали плотно сцепляться друг с другом. В результате при последующем использовании изделия, обработанного данным методом, образуется плотная пленка, которая является достаточно прочной. Она служит своего рода барьером для воды и для воздуха, чтобы на поверхности материала из металла не образовывалось налета коррозии.
Метод холодного цинкования активно используется в современном мире для защиты металлов от каррозийного налета. Для этой цели специально используется цинкнаполненная краска. Она наносится на поверхность любого металла самыми обычными методами, которые являются типичными для любых других видов лакокрасочной продукции. В результате на поверхности появляется плотное цинковое покрытие с отличными защитными свойствами.
Всего выделяют сегодня два вида холодного цинкования металлических поверхностей:
- гальванической цинкование
- покрытие цинксодержащим грунтом.
При гальваническом цинкования процедура осуществляется методом электролиза. Второй вид холодного покрытия цинковым составом металлов осуществляется за счет покрытия материалов цинковым составом, созданы на основе цинкового порошка и полимерных смесей.
Горячее или холодное цинкование
На сегодняшний день в промышленности используются для защиты металлических поверхностей от коррозии и метод горячего цинкования и холодного.
Отличие горячего цинкования от холодного заключается в:
- Способе нанесения антикррозийного состава
При горячем методе цинковые состав на поверхность металлов наносится путем погружения металлических предметов в ванну, наполненную цинковым сплавом.
При холодном методе цинкования нанесение покрытия на металл осуществляется таким же способом, что и нанесение лакокрасочного материала. Для этого используются валики, кисточки, пульверизаторы, пневматические инструменты.
- Температуре нагревания
Для того чтобы покрыть цинком металлические предметы необходимо сначала нагреть металл до 450 градусов Цельсия. Только после этого можно опускать в него металлические приборы.
При холодном цинковании ничего не нужно нагревать. На охлажденный до комнатной температуры металл наносится цинкнаполненная краска, которая плотным слоем покрывает его и защищает от образования коррозии.
- Аккуратности нанесения состава с цинком
При горячем цинковании процесс покрытия регулируется только поддержкой оптимальной температуры. Результата может оказаться непредсказуемым. После того, как металлический предмет будет охлажден, на нем могут проявиться неаккуратные подтеки цинкового сплава, которые выглядят не эстетично.
При покрытии цинковой пленкой металлов холодным методом аккуратность нанесения состава можно регулировать. При нанесении валиком, кистью или другими способами состава главное соблюдать осторожность, чтобы металлический предмет был как можно более аккуратным.
- Удобстве нанесения цинка на поверхность металлов
При горячем цинковании предмет из металла важно просто опустить в специальную ванну и затем нагреть до определенной температуры. При этом неудобство заключается в том, что не все предметы в нее могут поместиться. В этом случае покрытие крупногабаритных предметов может быть невозможным.
Способ холодного покрытия цинком металлических изделий является более удобным. Несмотря на то, что на нанесение на металл цинка требуется больше времени, с его помощью можно покрывать защитным слоем даже крупногабаритные предметы.
Таблица 1. Горячее или холодное цинкование.
| Преимущества покрытий холодным цинкованием по сравнению: | |
|---|---|
| с горячим цинкованием | с обычными лакокрасочными материалами |
| 1.Более высокий срок службы при равном содержании цинка на единицу площади поверхности за счёт более медленного окисления цинка в ЦНК, обусловленного изоляцией частиц порошка оболочками связующего и продуктами коррозии цинка. | 1.Катодный (протекторный) механизм защиты, способность к «самозалечиванию» в местах дефектов покрытий при эксплуатации, отсутствие интенсивной подплёночной, в том числе нитевидной, коррозии. |
| 2. Простота и удобство нанесения любыми лакокрасочными методами, возможность нанесения в заводских и полевых условиях. | 2. Повышенная атмосферо- и водостойкость, более длительные (в 2-4 раза) сроки службы систем на основе ЦНК; как следствие – экономичность за счет сокращения затрат на ремонты. |
| 3. Возможность нанесения на крупногабаритные конструкции. | 3. Устойчивость к перепадам температур благодаря близким к стали коэффициентам температурного расширения. |
| 4. Ремонтопригодность с применением тех же материалов. | 4. Электропроводность: покрытия ЦНК не накапливают статического электричества |
| 5. Сравнительная экологическая безопасность технологии нанесения. | 5. Пожаробезопасность: за счёт большого содержания металла в покрытии пламя не распространяется по поверхности. |
Технология холодного цинкования
У холодного метода цинкования имеется большое количество преимуществ.
Преимущества технологии холодного цинкования:
- не важно, какой размер имеет металлический предмет. Для цинкования таким методом подходят металлические предметы самых разных размеров.
- нет необходимости разбирать предметы на отдельные элементы для покрытия цинком.
- возможность оцинковки сварных швов.
- экономичность. Для проведения данного метода обработки металлов нет необходимости затрачивать большие средства. Главное иметь под рукой все необходимые материалы, которые не имеют высокую стоимость и инструменты.
Составы для холодного цинкования | Цинковый портал
Составы для холодного цинкования — композиционные растворы, содержание которых определяется наличием цинкового порошка и связующего элемента. Цинковая составляющая является приоритетным компонентом (75 — 90% от общей массы) в составах для холодного цинкования. Порошок в композиционной смеси находится в высоко дисперсионном состоянии, для улучшения создания диффузионных, металлических связей между цинковым слоем и матричной основой покрываемого изделия.
В составах для холодного цинкования в качестве связующего элемента могут использоваться органические и неорганические компоненты. Связующая составляющая наделяет определенными свойствами окончательно сформированный защитный слой. Поэтому мотивацией при выборе связующей основы служат технологические характеристики, приобретаемые цинкнаполненном покрытием в результате обработки.
Свойства цинкового покрытия при холодном цинкования определяются
• природой связующей основы (адгезионными свойствами, электропроводностью),
• химическим составом цинкового порошка,
• размером и формой частиц в цинковой составляющей,
• соотношением содержания связующего элемента и цинковой составляющей,
• толщиной окончательного покрытия.
Связующий элемент составов для холодного цинкования
В качестве связующих элементов используются как органические, так и неорганические соединения.
Неорганическая основа рабочих составов для холодного цинкования
В качестве неорганической связующей составляющей выступают силикатные композиции (жидкое стекло):
• силикаты натрия,
• силикаты калия,
• силикаты лития.
Для цинксиликатных покрытий характерны высокие технические характеристики готового покрытия при относительной дешевизне компонентных составляющих. К основным приоритетным показателям неорганических композиций для холодного цинкования относятся:
• высокие адгезионно — прочностные характеристики,
• твердость защитного покрытия,
• высокие показатели теплостойкости – до 500°C,
• кислотоустойчивость,
• коррозионная стойкость,
• долговечность цинкового покрытия (не зависимо от толщины слоя).
К возможным недостаткам неорганических цинкнаполненных покрытий можно отнести то условие, что перед началом нанесения цинксодержащего состава на металлическую основу, согласно ТУ, должна производиться идеальная зачистка, подготовка обрабатываемой поверхности изделия.
В неорганических цинксодержащих составах растворение компонентов производится на базе:
• органоразбавляемых продуктов,
• водоразбавляемых элементов.
Формирование цинксиликатного слоя с содержанием органоразбавляемые элементов начинается с процесса испарения растворителя. Причем испарение может происходить как в «плюсовом», так и «минусовом» диапазоне. Затем силикатная составляющая (алкильная часть) взаимодействует с водой. Происходит гидролиз, в результате чего образуется силанол и этанол (для этилсиликатов). Формирование защитного слоя происходит путем поликонденсации: молекулы силанольной составляющей поперечно переплетаются между собой, образуя полимер (силикатный) и воду. При этом цинковые ионы, полученные из цинкового порошка, в химических реакциях гидролиза и полимеризации исполняют роль катализаторов.
При использовании водоразбавляемых компонентов для неорганических цинкнаполненных покрытий процесс формирование цинкового покрытия начинается с испарения водной составляющей. В связи с этим, нанесение цинксодержащей композиции должно производится в сухих и теплых климатических условиях. После реакции испарения начинается процесс отверждения, в результате чего на поверхности образуются щелочные гидроксиды(〖ОН〗^-). При нормальных условиях гидроксидный комплекс нейтрализуется углекислым газом, который находится в атмосфере, и влагой. Высокая концентрация воды в атмосфере может создать условия:
• для активной реакции щелочных гидроксидов и ионов цинка (из цинковой составляющей),
• для взаимодействия гидроксидов с силикатным комплексом, который не полностью прореагировал изначально.
Перечисленные факторы негативно влияют на формирование поверхностного слоя, т.к. могут привести к образованию очагов ржавчины, пузырению, создать некачественное мягкое, неотвержденное, тонкопленочное, покрытие.
Окончательное формирование неорганического цинкнаполненного покрытия с содержанием водоразбавляемых продуктов происходит в результате полимеризации. Защитный слой застывает и отвердевает.
Процесс полимеризации силикатных связующих компонентов в цинксодержащих композициях основывается на одновременно протекающих химических реакциях между цинковым пигментом, связующим элементом и матричной основой. Образованный полисиликатный слой представляет собой твердое, сплошное, износостойкое, электропроводящее покрытие.
Полимерная цепочка в неорганических цинксодержащих составах представляет собой последовательность атомов кислорода и кремния: O-Si-O-Si-O-Si. Прочность кислородно-кремниевой связи — 445КДж/моль. Для разрыва атомной связи потребуется значительная энергия активации. Это определяет высокую стойкость кремниевых полимеров.
Цинксиликатные покрытия производят защиту матричной основы изделия протекторным способом. Это объясняется высокой электропроводностью образованного цинкового слоя.
Органическая связующая для составов холодного цинкования
В цинкнаполненных покрытиях, составленных на базе органических комплексных соединений, в качестве связующего элемента используются
• производные от кремневой кислоты – этилсиликаты,
• уретановые смолы,
• эпоксидные композиции,
• акриловые смолы,
• хлоркаучуковые композиции.
Полимерная цепочка органических цинксодержащих составов состоит из атомов углерода, расположенных последовательно. Прочность углеродной связи (С-С-С-С) составляет 358 КДж/моль.
Преимуществами органических составов холодного цинкования являются:
• короткий период высыхания и затвердевания наносимого защитного покрытия,
• высокие параметры коррозионной стойкости.
К недостаткам – высокий процент возгораемости цинксодержащего состава в процессе холодного цинкования. Это объясняется тем, что в качестве растворяющего компонента используются легко воспламеняющиеся вещества:
• ацетон,
• изопропиловый спирт,
• этиловый спирт.
Чаще всего органические цинкнаполненные покрытия наносятся безвоздушным способом распыления.
Цинковый порошок для составов холодного цинкования
Цинковый порошок представляет собой высокодисперсный состав голубовато-серого цвета (ГОСТ 12601-76). Химический состав:
• цинковая пыль — 95 ÷ 98% ,
• оксид цинка – 2 ÷ 4,5%,
• примеси кадмия, кремния, железа, свинца и других элементов – 0,5%.
Цинковый порошок модифицируется по
• химическому составу,
• размеру частиц,
• форме микрочастиц (сферические, эллиптические, чешуйчатые).
При чешуйчатой форме частиц существенно увеличивается показатель соотношения площади поверхности к объему, что позволяет уменьшить концентрацию цинковой составляющей в цинковом покрытии без потери технологических свойств. Порошок, состоящий из чешуек, образует более пластичный цинковый слой с повышенной электрохимической защитой (за счет развитой поверхности пигмента).
Эффективность электрохимической защиты цинкнаполненных покрытий напрямую зависит от процентного содержания цинковой составляющей. Для композиций на неорганической основе концентрация цинка в рабочем растворе составляет 75% и выше от общей массы, для покрытий с органическим связующим элементом – от 85% до 90%. Электропроводность цинкнаполненных составов на органической основе ниже, чем на неорганической, поэтому содержание в них цинка выше. Для улучшения технологических характеристик в цинкорганические составы к цинковому порошку добавляют легирующие элементы:
• алюминий (цинковый порошок марки ПЦ-А — активированный),
• свинцовый сурик.
Цинковый порошок марки ПЦ-П – пассивированный, определяется наличием в составе железа и свинца.
Минимально допустимая концентрация цинкового порошка в составах для холодного цинкования – 75%. При уменьшении содержания цинковых микроэлементов в композициях ниже 70% от общей массы резко уменьшается возможность контактного взаимодействия частиц между собой, следовательно, резко падет электропроводность, слабеет электрохимическая защитная способность.
Согласно ISO 3549, составы для холодного цинкования, обеспечивающие наиболее эффективную электрохимическую защиту, должны содержать в сухом покрытии не менее
• 94% чистого цинка от общей массы с размером частиц 12÷15 мкм,
• 88% чистого цинка от общей массы рабочего состава с размером микрочастиц 3÷5 мкм.
Способы получения высокодисперсного цинкового порошка
1. Дистилляционный метод.
2. Распыление расплавленного цинка струей газа, сжатого воздуха в вакууме с последующим охлаждением.
3. Возгонка цинка в специальных ретортах с конденсацией образовавшихся паров в спецприспособлениях (автоклавах).
4. Процесс электрического осаждения цинковых микрочастиц из электролитических растворов при предельных параметрах тока.
5. Метод механического измельчения цинка.
Возможность получения цинкового порошка с различными химическими и гранулометрическими характеристиками позволяет его использовать в качестве основного наполнителя для защитных покрытий:
• при окрашивании,
• при нанесении грунтовочного слоя,
при нанесении покрытия на стальную полосу в непрерывном, автоматическом режиме.
Области применения составов для холодного цинкования – защита нефтегазовых резервуаров, мостовых сооружений, буровых установок, защита трубопроводов, ремонт и обслуживание различных коммуникационных сооружений и приспособлений.
Холодное цинкование
Главная страница » Холодное цинкование
Для защиты от коррозии изделий из металла широко используется покрытие цинком. Самый простой и дешёвый метод покрытия — холодное цинкование металла. Метод основан на использовании цинконаполненных красок, которые наносятся на защищаемую поверхность любым лакокрасочным методом (распылением, кистью, валиком, окунанием).
Технология холодного цинкования металла
Первый этап — подготовка поверхности
Поверхность перед покрытием подвергается тщательной очистке.
Применяются следующие способы: химический, механический и термический.
Химический способ включает в себя обезжиривание и травление. Обезжиривание преследует цель очистить поверхность от органических загрязнений, травление помогает избавиться от продуктов окисления (ржавчины и окалины).
Механический способ — это обработка абразивными инструментами и материалами (практически до «белого металла»). В качестве абразива для работы могут быть использованы: промышленные дроби, корунд, купершлак, кремниевый и кварцевый песок и др.
Термический способ предусматривает применение строительных фенов, которые сжигают всё на поверхности металла.
После этого поверхность промывается, сушится и флюсуется (для защиты от загрязнения).
Второй этап — нанесение покрытия
Цинкование возможно проводить в широком диапазоне температур: от -20°С до +40°С.
Покрытием служат цинконаполненные краски для технологии холодного цинкования, в основном, двухкомпонентные. Они состоят из высокодисперсного порошка цинка и связующего, поставляемых в отдельных упаковках. Перед употреблением порошок и связующее смешивают в соотношении от 1:1 до 3:1 в соответствии с инструкцией к краске. Возможно использование уже готовых цинконаполненных краскок.
Наносят краски любым лакокрасочным методом (распылением, кистью, валиком, окунанием).
Третий этап — сушка
Сушка должна производиться в соответствии с инструкцией к цинконаполненной краске. После сушки на этой поверхности формируется цинконаполненная антикоррозионная защита с высоким (до 95%) содержанием цинка в сухом покрытии.
Преимущества холодного цинкования:
- Холодное цинкование металла имеет следующие преимущества:
- меньшая по сравнению с горячим и гальваническим цинкованием трудоёмкость;
- обладает высокими протекторными свойствами;
- обеспечиват защиту в 4 — 6 раз более длительную, чем другие виды цинкования;
- исключает явление «подслойной коррозии»;
- допускает сварку оцинкованных изделий;
- не ухудшает качество сварного шва при нанесении покрытия;
- высокая ремонтопригодность. В процессе проведения ремонтных работ достаточно зачистить и вновь покрасить только поврежденные места на защищенной стальной поверхности;
- покрытие можно наносить в полевых условиях;
- температура эксплуатации от -50 °C до +150 °C
Недостатки:
- Холодное цинкование металла имеет следующие недостатки:
- неказистый внешний вид. Но имеется хорошая адгезия с малярными красками и этот недостаток легко устранить;
- затруднительно поддерживать постоянной и контролировать толщину покрытия;
- резьбовые отверстия после оцинковки этим методом необходимо чистить.
Для холодного цинкования применяются одно и двухкомпонентные цинконаполненные краски. Они состоят из высокодисперсного порошка цинка и связующего, поставляемых в отдельных упаковках. Двухкомпонентные краски обеспечивают лучшую адгезию, поэтому их целесообразно использовать в агрессивной среде . Перед употреблением порошок и связующее смешивают в соотношении от 1:1 до 3:1 в соответствии с инструкцией к краске (например: «Цинеп», «Химгранд-ЦС») . Возможно использование уже готовых цинконаполненных красок («АКТЕРМ-ЦИНК»). Наносят…
Металлоконструкции, как и все изделия из стали, имеют один большой минус — они ржавеют. Радикальным средством борьбы с этим недостатком является холодное цинкование металлоконструкций. Если металл покрыть цинком, то первым, при воздействии внешних факторов, разрушается цинк, и только потом — металл. Самым экономичным из всех видов покрытия цинком является холодное цинкование. Это покрытие является, кроме того, ещё и достаточно прочным. Этапы холодного цинкование металлоконструкций В этом методе цинкования очень большую роль…