Покрытие Galfan отличается повышенной пригодностью к формованию и устойчивостью к коррозии.

По сравнению с обычным цинковым покрытием, покрытие из цинково-алюминиевого (ZA) сплава под названием Galfan придает стали повышенную стойкость к коррозии и пригодность к формованию.

Покрытие Galfan отличается от обычного цинкового покрытия повышенной стойкостью к коррозии. Поэтому его можно применять для продления срока службы изделий из стали или вместо обычного цинкового покрытия, так как более тонкое покрытие Galfan повышает пригодность продукции к сварке и формованию.

Цинково-алюминиевое покрытие Galfan легко распознаётся по яркой металлической, чуть ячеистой, поверхности. Эвтектический сплав, имеющий в составе примерно 95% цинка и 5% алюминия, наделен превосходными адгезионными свойствами, а его ламинарная микроструктура обеспечивает пластичность, необходимую для глубокой вытяжки. Покрытие Galfan значительно превосходит обычные цинковые покрытия с точки зрения пригодности к формованию.

Цинково-алюминиевое покрытие Galfan наносится на обе стороны методом непрерывного погружения в расплав. Покрытие Galfan обеспечивает защиту стали от коррозии даже на открытых участках, включая, например, режущие кромки или места, где покрытие может оказаться поврежденным (царапинами, ударами и т.п.). Крайне низкий коэффициент трения и прочная связь покрытия со сталью препятствуют его отслаиванию, поэтому полная защита от коррозии распространяется и на участки, подвергающиеся сильному механическому воздействию в процессе формования.

Компания SSAB предлагает сталь с покрытием Galfan различной толщины, качества и способа обработки поверхности для разных сфер применения.

Холодное цинкование своими руками – 8 правил качественного нанесения

• Что необходимо для подготовки поверхности и нанесения состава
• Условия нанесения
• Очистка поверхности металла
• Обезжиривание
• Приготовление рабочего состава
• Нанесение
• Общие рекомендации по нанесению

Чтобы защитить металлические конструкции и изделия от коррозии не нужно обращаться к специалистам, разбирать и куда-то их везти, тратить много денег, сил и времени. Достаточно просто купить состав для холодного цинкования, самостоятельно нанести и забыть о коррозии на 25 лет. Здесь мы расскажем: где купить холодное цинкование и как его наносить, затратив минимум времени и средств.

Немного о методе

Холодное цинкование металлоконструкций – нанесение на подготовленную металлическую поверхность состава с высоким (92-96%) содержанием цинка. Метод позволяет применять состав своими силами, без привлечения специалистов и прямо на месте эксплуатации конструкций. В результате образуется прочное покрытие, которое служит до 25 лет без обновления.

Что понадобиться?

Для подготовки поверхности металла и нанесения состава вам нужно:

1.Шлифовальная машинка, если ее нет, то металлическая щетка или крупнозерная наждачная бумага

– это необходимо для удаления старого покрытия или уже образовавшейся ржавчины. Зернистость шлиф-круга или шкурки должна быть от 5 до 6 по ГОСТ 3647-71 или от 180 до 220 – по европейскому стандарту FEPA.

2. Растворитель:

сольвент, ксилол, сольв-ур или любой подходящий к вашему составу для холодного цинкования. Растворитель необходим для обезжиривания поверхности, разбавления состава до более жидкой консистенции и очистки инструментов. Количество растворителя зависит от объема ваших работ по нанесению.

3. Строительный миксер или дрель со специальной насадкой

, или любой предмет, пригодный для перемешивания краски в банке – необходимо для тщательного перемешивания состава, чтобы покрытие легло ровно и без комочков.

4. Инструмент для нанесения, можно выбрать: кисть, валик, краскопульт, аппарат безвоздушного или воздушного распыления

– то, чем вам удобнее наносить.

Если у вас мелкие детали с труднодоступными для нанесения участками, то имеет смысл наносить состав методом погружения. Тогда вам необходима удобная пластиковая емкость такого размера и глубины, чтобы туда полностью помещались ваши изделия.

5. Средства индивидуальной защиты:

перчатки, респиратор, желательно – защитный костюм с капюшоном, чтобы не запачкаться, так как покрытие получится очень стойкое.

6. Состав для холодного цинкования

, в необходимом вам количестве.

Условия нанесения и последующей эксплуатации для каждого состава холодного цинкования могут отличаться. Обязательно ознакомьтесь с инструкцией, прилагаемой к материалу.

Совет!

В инструкциях и описаниях некоторых составов для холодного цинкования указано, что они позволяют нанесение прямо на ржавую и неподготовленную поверхность. Это действительно так, но мы вам рекомендуем все же тщательно подготовить поверхность и удалить остатки ржавчины и старых покрытий. Это позволит покрытию дольше продержаться – до 25 лет без обновления.

Условия нанесения

Температура нанесения от -35°С до +35°СВлажность воздуха 70-98%На улице или в хорошо проветриваемом помещении

Подробная инструкция по нанесению состава для холодного цинкования

1. Очистка поверхности металла

• С поверхности металла необходимо удалить все следы грязи. Сделать это можно с помощью простых, бытовых моющих средств.
• Если сталь новая и присутствует плотно держащаяся окалина, необходимо провести абразивоструйную очистку до 2 степени по ГОСТ 9-402.
• Если металлическая поверхность имеет старое покрытие или ржавчину, то они удаляются с помощью шлифовальной машинки, щетки или шкурки.

Хорошо и быстро можно провести очистку с помощью воды под давлением 10-20 МРа.

• Если сталь уже оцинковывалась, то старое покрытие необходимо так же удалить. Здесь не обойтись без воды под давлением 10-20 МРа.
• Краску с металла удаляют механическим, химическим способом или водой под давлением 175-275 МРа, кому как удобнее.
• После удаления старых покрытий и грязи необходимо тщательно обеспылить поверхность, не пропуская участки. Для этого лучше использовать аппарат для очистки сжатым воздухом, который должен быть чистым и сухим, соответствовать ГОСТу 9.010-80.

• После проведения очистительных работ, поверхность металла необходимо обезжирить.
• Для обезжиривания металла используются растворители: ксилол, сольвент или специальные растворители той же марки, что и состав для холодного цинкования.
• Если металлоконструкция обрабатывается на открытом воздухе, то готовый состав необходимо наносить не позднее, чем через 12 часов после очистки и обезжиривания поверхности. Если же они обрабатываются в помещении, то не позднее, чем через 48 часов. Иначе очистку и обезжиривание придется проводить заново.

3. Приготовление рабочего состава

• Большинство составов для холодного цинкования – однокомпонентны и сразу готовы к применению. Если состав двухкомпонентный, то его необходимо смешать в соответствии с инструкцией, прилагаемой к нему.
• Необходимо открыть банку и тщательно перемешать до однородного состояния, желательно механическим способом.
• Если вы наносите краскопультом или механическим распылителем, то может понадобиться разбавление состава. Для разбавления так же используются нефтяной, каменноугольный сольвент, ксилол или специальный растворитель той же марки, что и состав.
• Состав разбавляют не более чем на 5-10% от общей массы. После разбавления, а так же каждые 30 минут состав необходимо снова тщательно перемешивать, во избежание оседания цинковой пудры и неравномерности покрытия.

• После приготовления состав наносят на подготовленную поверхность, на открытом воздухе – не позднее чем через 12 часов, в помещении – не позднее 48 часов.
• Рекомендуем перед нанесением придать поверхности шероховатость с помощью шкурки – сцепление состава с металлом будет крепче.
• Нанесение при помощи кисти: рекомендуется выбирать кисть из натуральной щетины. При этом она должна быть очищена от различных загрязнений и пыли. Наносить как обычную краску.
• Нанесение при помощи валика: нужен валик из материала, который устойчив к органическим растворителям. Важно, чтобы валик был очищен от пыли и различных загрязнений, а также от ранее применяемых лакокрасочных материалов. Наносим состав так же, как обычную краску.
• Нанесение с помощью пневматического распылителя: распылитель должен быть очищен от грязи, а также от ранее применяемых лакокрасочных материалов. Диаметр используемого сопла 2,0-3,0 мм. Давление в распылителе 2-3 bar (0,2-0,3 МРа). Старайтесь распылять максимально равномерно.
• Нанесение способом безвоздушного распыления: используемое оборудование обязательно должно быть очищено от грязи, а также от ранее применяемых ЛКМ. Диаметр используемого сопла 0,38-0,63 мм или 0,015-0,025 дюйма. Давление в распылителе 80-120 bar (8-12 МРа).
• Нанесение способом окунания: погрузите деталь в банку или в специальную емкость с составом для холодного цинкования. Избегайте окунания рук. Деталь должна погружаться полностью, подождите 5-10 секунд. Убедившись, что состав попал во все скрытые полости и труднодоступные места, доставайте деталь. Дальше деталь рекомендуется подвесить до полного равномерного высыхания.
• Нанесение из аэрозольного баллона: при нанесении баллон следует держать вертикально клапаном вверх на расстоянии 25-30 см от покрываемой поверхности. Наносить аэрозоль при температуре окружающего воздуха от +5°С до +40°С. После окончания работ прочистить клапан: перевернуть баллон и нажимать на сопло до тех пор, пока не начнет выходить чистый газ. Остатки состава на клапане удалить тампоном, смоченным в растворителе (сольвент, ксилол).

Коррозионная стойкость алюминия, покрытого через цинкатный подслой.

Об исследовании коррозионной стойкости алюминия с химникелевым покрытием через цинкатный подслой можно прочитать в статье.

Толщина и строение цинкового слоя, полученного методом погружения или каким-либо другим путем, влияют не только на прочность сцепления алюминия с покрытием, но и на сопротивление коррозии алюминия с тем или иным гальваническим покрытием. Это покрытие по отношению к алюминию всегда катодно по своей электрохимической природе, а цинковая прослойка анодна как по отношению к алюминиевой основе, так и по отношению к гальваническому покрытию. Такое положение определяет специфическое течение коррозионного процесса алюминия, подвергнутого цинкатной обработке и гальваническому покрытию.

В то время как продукты коррозии стальных изделий, несущих катодные гальванические покрытия, представляют собой ржавчину, которая может быть удалена тем или иным путем, коррозия алюминия, подвергнутого цинкатной обработке и последующему гальваническому покрытию, обычно проявляется во вспучивании и отслаивании покрытия (так как продукты коррозии цинка имеют объемный характер). Схема такой коррозии приведена на рисунке 5.

Так, на рисунке 5 (а) показано сечение алюминиевого покрытого образца, в котором сделана выемка, открывающая доступ окружающей среде к основному металлу (сплаву), к цинковой прослойке и гальваническому покрытию. На рисунке (б) показано протекторное действие цинка по отношению к основному металлу и к гальваническому покрытию. Это протекторное действие продолжается до тех пор, пока цинк не растворится на определенную глубину. После этого начинается растворение алюминия (в) и оголение цинковой прослойки, в результате чего она вновь станет защищать от коррозии как алюминиевую основу, так и гальваническое покрытие (г). В дальнейшем подобный цикл повторяется.

Рисунок 5 — Схема коррозии алюминиевой детали с покрытием через цинкатный подслой.

Исходя из такого механизма коррозионного процесса, подвергнутого цинкатной обработке и гальваническому покрытию алюминия, можно руководствоваться следующими основными положениями:

• При более тонкой цинковой пленке алюминий лучше сопротивляется коррозии, так как боковая проницаемость цинка не может простираться глубоко: рассеивающая способность тем меньше, чем уже щель.
• Те алюминиевые сплавы, которые сами по себе имеют менее электроотрицательные потенциалы, лучше сопротивляются коррозии после гальванического покрытия. Так, например, сплавы типа дюрали лучше сопротивляются коррозии, чем нелегигрованный алюминий из-за меньшей разности потенциалов между основой и гальваническим покрытием.
• Большие разрывы (поры) в гальваническом покрытии менее опасны, чем малые, так как в последнем случае оголяются малые анодные участки, функционирующие в качестве протекторов, защищающих от коррозии гальваническое покрытие. В результате протекает быстрое разъедание, которое приводит к вспучиванию и отслаиванию осадка. Особенно опасны мелкие трещины, появляющиеся в более напряженных гальванических покрытиях, полученных из электролитов, содержащих органические блескообразователи, которые при гальваническом покрытии алюминия должны применяться с особой осторожностью.
• Любой модифицированный цинкатный процесс, который замедляет скорость растворения цинка при анодной реакции, оказывает благоприятное воздействие.

Одним из основных положений, определяющих широкое применение цинкатного метода подготовки поверхности алюминия, является близость электрохимических потенциалов алюминия и цинка в щелочной среде. Как было указано выше, сопротивление коррозии алюминиевых сплавов с гальваническим покрытием тем больше, чем тоньше слой цинка, вытесняемого в момент погружения. Очевидно, что чем меньше разность потенциалов между алюминиевым сплавом и цинком, тем быстрее прекратится процесс вытеснения последнего из щелочного раствора, тем плотнее и тоньше будет цинковая пленка. Следовательно, разность потенциалов между тем или иным алюминиевым сплавом и цинком в щелочной среде может служить критерием для суждения о поведении алюминиевых сплавов в процессе цинкатной обработки и после гальванического покрытия.

Бенгстон определял вес цинковой пленки, получающейся на различных алюминиевых сплавах при их цинкатной обработке, и установил, что наиболее тяжелые пленки образуются на нагартованных сплавах АМц и АМг, а наиболее легкие — на сплавах типа дюрали (рисунок 6).

Рисунок 6 — Вес цинковой пленки, получающейся на различных алюминиевых сплавах при их цинкатной обработке.

Разность потенциалов между алюминием и цинком, а следовательно, и толщиной цинковой пленки определяются также условиями предварительной подготовки поверхности алюминия. Эта разность, наибольшая после обезжиривания алюминия органическими растворителями, значительно меньше после обезжиривания в щелочном растворе и осветления в азотной кислоте. На рисунке 7 показано влияние вида и продолжительности предварительной обработки на разность потенциалов Al-Zn.

Технология выполнения цинкования в домашних условиях

Главная страница » Металлообработка — цинкование » Гальваническое цинкование

Гальваническое цинкование в производственных условиях. Фото ПКФ Цвет

Оцинковка метала при помощи метода гальванизации – полезный и интересный процесс. В домашних условиях его провести достаточно просто, особенно в ситуациях, когда рациональнее все сделать самостоятельно и заодно сэкономить. Прежде, чем приступать к работе, важно понимать суть происходящего процесса.

Когда выгоднее делать своими руками, чем заказывать услугу

Учитывая, что метод гальванического цинкования дорогостоящий, то в некоторых случаях разумно создать небольшую химическую лабораторию дома и сделать все самостоятельно. Использовать метод в домашних условиях можно:

Детали малого размера после обработки цинком. Фото ЭнергоСталь

• для мелких металлических деталей, размер которых позволит погрузить их в ёмкость с цинковым раствором;
• для декорирования поверхности из металла;
• обработать наиболее уязвимые участки кузова автомобиля или небольшие площади других металлических конструкций.

Покраска оцинкованного кузова автомобиля

Как покрасить оцинкованный кузов автомобиля? Таким вопросом задаются многие автовладельцы. После нанесения последнего слоя цинка необходимо ждать 24 часа, чтобы раствор застыл, а связующее вещество испарилось, однако, будьте внимательны. Рекомендуется промыть деталь раствором пищевой соды, в крайнем случае можно и водой, чтобы окончательно удалить кислоту с элемента. Процедура покраски осуществляйте обычным способом, а для этого необходимо нанести слой грунтовки, выполнить ее финишную или чистовую полировку и равномерно нанести слой лакокрасочного покрытия.

Что понадобится

Для метода гальванического цинкования в домашних условиях понадобятся следующие приспособления и вещества:

• источник тока. Это может быть зарядное устройство или аккумулятор автомобиля. Параметры его должны быть в пределах от 2 до 6 А и от 6 до 12 В;
• сернокислый цинк – 200 гр.;
• сернокислый аммоний или магний – 50 гр.;

Справка. Исполнители имеют возможность приобрести оснащение для гальванического цинкования, обратившись к сотрудникам компаний, которые представлены в разделе «Где купить оборудование (в кредит, лизинг)».

• уксуснокислый натрий – 15 гр.;
• вода – 1 л.;
• ёмкость, в которую будут погружаться в детали;
• провода для подключения к источнику питания.

Важно. Во время работы обязательно нужно использовать средства защиты (респиратор, резиновые перчатки и вытяжное устройство).

Оцинковка небольшой детали

Обрабатываемая деталь автомобиля соответствующим образом подготавливается. Удаляются следы коррозии и старого лакокрасочного покрытия. При очистке не стоит пользоваться агрессивными составами для удаления краски. Если все же без них обойтись не удалось, то деталь следует обработать водным раствором соды.

Далее подготавливается необходимое количество цинкосодержащего раствора и соответствующая емкость. К детали подсоединяется отрицательная клемма аккумулятора, и она погружается в раствор. Сама емкость подсоединяется к положительной клемме и подается напряжение. Для удачного цинкования небольшой детали будет достаточно напряжения в 12 В и силы тока около 1 А. Результатом обработки должна стать деталь с равномерным серым покрытием. Далее элемент вынимается и тщательно ополаскивается в водном растворе соды.

Как и что делать

Гальваническое цинкование можно разделить на следующие этапы:

• первоочередно изготавливается раствор в стеклянной емкости подходящего размера;
• раствор цинка нагревают до температуры в пределах от 18 до 25 градусов;
• после этого в раствор погружают аноды, которые подключаются к плюсу на источнике тока;
• на безопасном расстоянии от цинкового раствора закрепляют изделие, которое требуется оцинковать, и подводят к нему «минусовой» провод (катод);
• после этого должен начаться процесс гальванизации, при котором через минусовой провод на изделие оседает цинковый состав.

Важно. Ток не должен превышать 1 А, иначе покрытие будет низкого качества.

Гальваническая обработка алюминия.Теоретическая часть

Гальваническая обработка алюминия – это процесс анодного оксидирования. В процессе гальванической обработки на поверхности алюминия образуется окисная плёнка. В то же время внешняя поверхность этой окисной плёнки растворяется в гальваническом растворе. Если растворимость окисла падает благодаря изменению каких-либо параметров процесса (например, падение температуры), то плёнка окисла становится тоньше. Другими словами, в качестве анодной обработки используется не гальваническая обработка, а анодирование – создание тонкой плёнки окислов на поверхности алюминия.

Понять условия, необходимые для гальванической обработки алюминия, можно, сравнив её с химической и электрохимической обработкой поверхности алюминия, которая включает в себя:

Травление

Анодирование с целью создания тонкой защитной плёнки окисла в растворах, не обладающих растворяющими свойствами

Анодирование с целью создания тонкой плёнки окисла в растворах, обладающих растворяющими свойствами

Химическую обработку

К регулируемым рабочим параметрам относится:

• Используемое напряжение
• Температура
• Растворимость окисла алюминия в растворе
• Окислительная способность раствора

Все эти факторы взаимосвязаны между собой.

Эти два вида обработки – химическая и гальваническая, – предполагающие окисление алюминия, являются базой для основных процессов обработки алюминия, и будут более подробно рассмотрены ниже. Целью данных процессов является наращивание плёнки окисла постоянной толщины, которая бы предотвращала поступление воздуха на поверхность металла и тем самым предохраняла бы его от коррозии. Это достигается путём применения растворов кислот, оказывающих слабое растворяющее действие на плёнку, под воздействием которых последняя становится достаточно пористой для того, чтобы обеспечить доступ плёнкообразующей среды к металлу. При анодном оксидировании, если коэффициент растворения достаточно низок (например, борная кислота или электролиты фосфата аммония), то наращивание плёнки вскоре прекращается, что в свою очередь дает возможность создания диэлектрической плёнки под высоким напряжением, например, для последующего использования в конденсаторах. Если же коэффициент растворения не так низок (как, например, у растворов серной кислоты, применяющихся в процессах промышленного анодирования), то толщина плёнки окисла возрастает пропорционально времени анодирования. Однако бесконечное наращивание толщины плёнки окисла невозможно, так как оно, в конечном счете, прекращается, когда скорость наращивания окисла на слое алюминия уравновешивается коэффициентом растворения на области контакта окисла и раствора.

Тем не менее, при постоянном напряжении существует некое максимальное значение, до которого возрастает предельная толщина плёнки при увеличении скорости растворения. Это значение достигается, когда коэффициент нарастания плёнки уменьшается и уравновешивает коэффициент растворения, в результате чего растворение плёнки происходит быстрее, чем нарастание окисла. При таких условиях становится возможным создание прочных плёнок предельной толщины, что в свою очередь делает возможным осуществление гальванической обработки. Как мы увидим, фактическая скорость растворения и толщина плёнки, при которой происходит гальваническая обработка, могут иметь самые различные значения. При использовании некоторых растворов электролитов, обработка производится посредством плёнок достаточной толщины для защиты от коррозии, однако прочная плёнка может быть толщиной лишь в несколько молекул. Например, в результате гальванической обработки по способу Бритала (карбонат натрия и тринатрийфосфат) и способу Алзак (растворы фторбората и т.д.), происходит образование плёнки из Al2O3 достаточной толщины для получения интерференционных цветов и высокой степени защиты. В других процессах, особенно в концентрированных растворах кислот, возможность создания прочных плёнок долгое время подвергалась сомнению, однако на сегодняшний день это доказано и позволяет отвечать на вопросы, которые раньше не удавалось решить с помощью теорий, основанных на диффузионных слоях.

Тот факт, что металлы покрываются прочной плёнкой в процессе некоторых электрических и химических процессов обработки, было доказан Хоаром и др. на примере проверки смачиваемости ртути. Наличие прочной плёнки во время гальванической обработки алюминия было также продемонстрировано Раубом и Баба, которые опирались на его ёмкостное сопротивление для определения размеров. При помощи электронного микроскопа было также показано, что эта плёнка имеет пористую структуру, как и любое анодное оксидное покрытие, а размеры пор и плотность зависят от условий проведения электролиза. Когда ток прерывали, плёнка растворялась, и ёмкость снова увеличивалась. Фуджинара также изучал появление поверхностных плёнок при гальванической обработке 99.9-% алюминия с помощью различных электролитов и доказал, что плёнка состоит из барьерного слоя толщиной 0,2-2,0 микрометра и пористого слоя толщиной до 0,5 микрометра, толщина же каждого слоя пропорциональна постоянному напряжению. Поэтому неудивительно, что форма волны тока оказывает влияние на гальваническую обработку. Штайнер, изучавший это явление, описал как положительное, так и отрицательное воздействие переменного тока. Известно, что процесс Бритал не может происходить эффективно при использовании однофазного выпрямленного тока. Хоар, Мирз и Ротуэл заявили, что окисел содержит примесные анионы, через которые могут проходить катионы и осуществлять анодное глянцевание. В присутствии хлоридов или других агрессивных ионов нарушение проходимости поля в некоторых зонах стимулирует попадание анионов в плёнку в наиболее слабых местах, что приводит к разрывам и точечной коррозии. Более высокая плотность тока помогает восстановить прочную плёнку и вернуться к условиям, при которых поверхность становится блестящей.

Поэтому, как и ожидалось, плёнка, образующаяся в условиях гальванической обработки, не отличается по качеству от производимой при промышленном анодировании. Лихтенбергер-Байза, и Холло утверждают, что в зависимости от металла-основы после гальванической обработки в растворах фосфорной кислоты или бутиловых спиртов эта плёнка будет иметь толщину 0,1-0,2 микрометра, а создание более толстых плёнок возможно на более чистых металлах. Время обработки не влияет на толщину, а плёнка основывается на структуре барьерного типа.

Лихтенбергер-Байза, применявшие метод Хантера, для определения толщины анодных оксидных покрытий барьерного типа, получали значения толщины 0,5-5,0 микрометров при гальванической обработке алюминия фосфорно-сернохромовой, фосфорно-хромовой и серно-фтористоводородной кислотами, равно как и электролитами фосфорной кислоты или бутиловых спиртов. Как и при промышленном анодировании, толщина барьерного слоя возрастает при использовании тока большей плотности. Однако при увеличении концентрации фосфорной кислоты ток большей плотности требуется для получения той же толщины барьерного слоя.

Кроме того, как и анодные окисные плёнки, образованные в анодирующих электролитах, так и плёнка, полученная при гальванической обработке, состоят из шестиугольных ячеек, а диаметр и ячейки, и поры увеличивается с увеличением электрического потенциала. При напряжении в 30-35 вольт диаметр ячеек составляет приблизительно 10 микрометров, а диаметр поры – 6 микрометров. Толщина барьерного слоя, образованного на чистом и сверхчистом алюминии в растворах фосфорной кислоты и бутиловых спиртов не превышает 0,5 микрометров, а на сплавах Al-Cu-Mg – менее 0,1 микрометра.

Тем не менее, на плёнках, произведенных на промышленных анодирующих электролитах, на обработаном электричеством алюминии пористую плёнку можно различить над барьерным слоем алюминия, подвергнутого электрохимической обработке. Химический анализ плёнки, полученной на 99,99-процентном алюминии показывает, что она состоит из 79,9% Al2O3 и 7,3% AlPO4, плюс 0,064% Fe и 0,31%Si.

Цинкование в домашних условиях

Теория процесса.

Гальваническое цинкование (оцинковывание) представляет собой процесс осаждения катионов металла на аноде. Реакция проходит в электролитической ванне под воздействием электрического тока.

Электролитом может служить любой раствор соли цинка. Самый распространенный в быту является раствор ZnCl (хлорид цинка) и HCl (соляная кислота), который называется паяльной кислотой. Так же можно получить раствор ZnSO4 при помощи травления цинка в растворе H2SO4 (серная кислота — аккумуляторный электролит). При травлении цинка стоит быть предельно осторожным, поскольку реакция проходит с выделением теплоты и взрывоопасного водорода H2.

Общая подготовка поверхности алюминия.

Вопрос обезжиривания металлов (и алюминия в том числе) рассмотрен в статье.

Процесс же травления алюминия имеет свои особенности. При травлении на поверхности алюминия происходит ряд химических процессов. Вначале — растворение оксида алюминия на наиболее чистых местах с выделением водорода и образованием алюминатов. Далее будет происходить растворение металлического алюминия с образованием тех же продуктов, причем растворение металла на выступах будет идти быстрее, чем в углублениях, за счет чего будет происходить выравнивание поверхности от крупных царапин. Одновременно с этим будет усиливаться растрав поверхности и увеличиваться микрошероховатость.

Важно, что травление алюминия, имеющего интерметаллиды на поверхности, будет идти в первую очередь по ним (см. статью, п.5.2).

При загрузке деталей в ванну травления также начинает работать несколько факторов обезжиривания:

• Гидроксид натрия омыляет жиры.
• ПАВ улучшает смачиваемость деталей и снижает поверхностное натяжение жировой пленки.
• Активно выделяющийся водород срывает механически масложировую пленку в объем раствора, где она подвергается действию первых двух факторов.

В некоторых случаях при общей подготовке поверхности алюминиевых деталей оправдано использование щадящего раствора травления, не обладающего обезжиривающим действием и применяемого для обработки изделий со сварными негерметизированными швами.

По окончании травления на поверхности деталей остается рыхлый слой шлама, состоящего из продуктов, нерастворимых в щелочи. Точный состав шлама зависит от легирующих добавок, входящих в алюминиевые сплавы. Удаление шлама происходит во время операции осветления. Состав растворов при этом различен для деформируемых и литейных сплавов и обусловлен составом шлама. Деформируемые сплавы осветляются в азотной кислоте, в то время как шлам от литейного алюминия, богатый кремнием, в ней не растворяется. Для него возникает необходимость добавления в раствор плавиковой кислоты. Азотная кислота не действует на алюминий, пассивируя его. Во многом благодаря этому на алюминии остаются тончайшие оксидные слои, препятствующие дальнейшей металлизации, но не препятствующие оксидированию.

Когда выгоднее обратиться к профессионалам, чем делать самому

Для усиления прочности изделия из металла при помощи гальванического оцинкования мощность домашнего оборудования не подойдет. Поэтому, если есть необходимость в укреплении металлических изделий, придании им прочностных характеристик или восстановлении, то в такой ситуации рекомендуется воспользоваться услугами профессионалов. С помощью гальванической оцинковки можно защитить и восстановить кузов автомобиля, но это также лучше доверить профессионалам предприятий из раздела «Где заказать гальваническое цинкование».

Справка. Альтернативами гальваническому методу является горячее цинкование, холодное цинкование, газотермическое, термодиффузионное. Каждый из методов обладает собственными преимуществами и недостатками.

Занявшись гальваническим оцинковыванием в домашних условиях, важно соблюдать все рекомендации и тонкости процесса. Несмотря на то, что он достаточно простой, важно быть точным и все выполнять аккуратно. Качественное покрытие металла цинком требует грамотного подхода.

Нанесение гальванических покрытий: анодированный алюминий

Алюминий – отличный материал, и вот почему: он легок в обработке, прочный и легкий. Сегодня его используют во многих целях. Но у алюминия есть недостаток – он очень быстро окисляется. Вот тут-то нам и понадобится технология анодирования, о которой подробно расскажем далее.

На анодированном алюминии обычно появляется оксидная пленка. Главный плюс процесса анодирования заключается в том, что обработанный участок материала в последствии становится более прочным. Можно сказать, что, как и при любом процессе гальваники, материал защищается от коррозии за счет нанесения дополнительного покрытия.

Чем так важен процесс анодирования?

По сути, это химический процесс. Если Вы понимаете, как распространяется коррозия металлических изделий, то точно знаете, что кислород для металла – мощный окислитель. В результате его взаимодействия с материалом образуются оксиды, а далее начинается процесс разрушения. Анодирование металла упрочняет оксидную пленку. Ну и, конечно, не первостепенный, но тоже важный момент – внешний вид алюминия становится «опрятнее» и легче поддается дальнейшей покраске.

Польза применения анодированного алюминия

Обработанный материал широко применяется в промышленности, в прожекторах, для нагревательных рефлекторов и т.д.

Теплое анодное окисление

Используется для покраски металла. Технология достаточно простая, но вот подвох – в итоге поверхность алюминиевого профиля легко подвергается разрушению. Также покрытие легко стирается, стоит провести рукой… Потребуется дополнительное покрытие эпоксидкой.

Холодное анодирование

Отличный способ анодирования в домашних условиях. Происходит следующим образом: слой с внутренней стороны металла становится прочнее за счет растворения с внешней стороны. Главное поддерживать температуру низкой. Используя способ холодного анодирования придется отказаться от органических красителей.

Приступаем к анодированному покрытию алюминия

Сперва приготовим алюминиевые ванные. Главное позаботиться о теплоизоляции, чтобы смесь не нагревалась. Это важно! Далее делаем катод из свинцовых листов, площадь катода должна быть в два раза больше площади поверхности материала, который мы обрабатываем.

Далее обезжириваем образец от всех возможных загрязнений и шлифуем деталь, после чего окунаем ее в щелочь. В это время на поверхности материала начинают образовываться микропоры, поверхность уплотняется.

Теперь переходим к химической обработке. В ванну помещаем электролит (раствор серы или хрома, щавелевой или сульфосалициловой кислот). Рекомендуем Вам использовать хромовую или щавелевую кислоту. Если вы занимаетесь анодированием алюминия дома – лучше всего использовать содовый раствор.

На детали появились поры разного диаметра. Их нужно закрыть для прочности. Для этого опускаем деталь в горячую воду, а после помещаем в холодный раствор. Закреплять не нужно только в том случае, если алюминий после анодирования покрывается краской, ведь она итак закрывает поры.

Гальваника алюминия: Этих ошибок лучше избегать!

В первую очередь обязательно позаботьтесь о своей безопасности. Наденьте перчатки, очки и специальную защитную одежду. Вы работаете с химией, а это чревато плачевными последствиями.

Важный момент – температура не должна быть через чур низкой. При высоком сопротивлении поддерживать плотность тока будет труднее. Если работаете в домашних условиях – идеальной температурой будет -10 градусов по цельсию. При высокой температуре ожидайте обратного эффекта – окрашивание получится мутным, а анодное покрытие слабым.

Подходящая плотность покрытия

Отвечаем сразу – лучше всего, когда плотность анодного покрытия 2-2,2 А на дм2. Это обезопасит Вас от возможно допустимых ошибок. Не увеличивайте мощность тока! От этого на детали появятся повреждения.

Кстати, о мощности тока

Если металлическая деталь в хорошем контакте с подвеской, это обеспечит оптимальную силу тока. Хороший контакт можно установить с помощью зажима из алюминиевой шпильки, тогда электрод плотно прикрепится к детали.

Основные виды анодирования

Теперь предлагаем Вам рассмотреть виды анодирования более подробно. Вот основные из них:

• Твердое

Смесь кислот для использования анодного покрытия в промышленности (в автомобилестроении, например). Главное качество твердого анодирования – прочность.

• Микродуговое

Поверхность металла окисляется и отлично используется в дальнейшем сцеплении.

• Цветное

Иными словами – это покраска материала (с помощью адсорбции, или же интегральное/интерференционное/электролитическое окрашивание).
Теперь Вы понимаете процесс анодирования алюминия чуть более подробно. Мы также постарались объяснить, как гальваническое покрытие осуществляется в домашних условиях. Тем не менее, за услугами анодирования алюминия и его сплавов рекомендуем обратиться к компаниям, проверенным специалистами ПромМаркета. На ошибках учатся, но куда надежнее доверить гальванику профи со знанием своего дела и опытом. Желаем удачи!

Материалы для выполнения процедуры оцинковки

Аэрозоль для холодной оцинковки «Цинконол» Для осуществления процесса холодной оцинковки необходимо использовать цинкосодержащий грунт, который продается в специализированных магазинах. Наиболее популярными средствами для холодной оцинковки являются:

Самым распространенным средством для оцинковки, которое выбирают автомобилисты является «Цинконол».

• Аэрозоль «Цинконол»;
• Средство защиты от коррозии «Цинкор»;
• Грунтовка «Цинотан»;
• Краска для оцинковки металла.

Самым распространенным средством, которое выбирают автомобилисты является «Цинконол», поскольку он обладает всеми необходимыми техническими характеристиками для защиты металла. Еще одним средством, которое поможет восстановить защитные функции металла является состав для холодного цинкования «Гальванол».

Электродуговая металлизация. Антикоррозионная обработкаГлавное место по объему и значимости занимают металлические покрытия, наносимые с целью защиты от коррозии. Очень распространены лакокрасочные, гальванические, стеклоэмалевые, термодиффузионные и другие покрытия. Наряду с ними применяются покрытия наносимые методом газотермического напыления. Возможность использования этих покрытий была сильно ограничена из-за высокой пористости до появления высокоскоростного напыления при котором пористость удалось снизить до 0,5%. Исключениями являются кадмий, цинк и алюминий, покрытия из которых, несмотря на пористость,способны защищать сталь электрохимически. Эти металлы по отношению к стали имеют более низкий (отрицательный) электродный потенциал и в присутствии электролита образуют гальваническую пару, в которой покрытие под действием возникающего тока будет растворяться в электролите и тем самым защищать от коррозии сталь, на которую оно нанесено.

При нанесении на сталь тонких покрытий из металлов, являющихся по отношению к ней электроположительными (олово, свинец, медь, никель), электролит, проникающий в сквозь поры к поверхности стали, вызовет её быстрое разрушение и порчу покрытия. Поэтому покрытия из более электроположительных, чем сталь металлов, могут обеспечить её защиту только в том случае, если за счет большой толщины слоя будет достигнута его непроницаемость.

Большое значение имеют покрытия из цинка, алюминия и их сплавов, которые применяют для длительной и надежной защиты стали от атмосферной коррозии и действия пресной и морской воды.

Наиболее широко применяют покрытия из цинка. Несмотря на пористость, их защитные свойства равноценны цинковым покрытиям, нанесенным другими способами — горячим погружением, гальваническим и термодиффузионным. В чистом воздухе цинковые покрытия защищают сталь от атмосферной коррозии при толщине слоя 0,1 мм примерно 15 лет, при толщине 0,15 мм — 20 лет и при 0,2 мм — 30 лет. В атмосфере приморских и промышленных районов цинковые покрытия менее стойки. Их стойкость особенно резко снижается в атмосфере промышленных газов, содержащих сернистые соединения и углекислый газ, который разрушает имеющийся в покрытии нерастворимые окислы. Цинковые покрытия хорошо защищают сталь от коррозии в пресной водопроводной и речной воде. В мягкой и особенно дистиллированной воде они менее устойчивы, чем в жесткой и слабощелочной. В горячей воде цинковые покрытия меняют свою полярность и становятся по отношению к стали катодом. Поэтому в воде с температурой от 55 до 100 С они быстро растворяются и для работы при таких температурах воды не применяются.

Цинковые покрытия защищают сталь и в морской воде. При взаимодействии с ней продукты коррозии цинка закрывают поры в покрытии и образуют на нем защитную пленку. Срок службы цинковых покрытий в морской воде меньше, чем в пресной. Соединения цинка имеют токсическое действие, поэтому цинковые покрытия препятствуют обрастанию стальных конструкций водорослями.

В качестве антикоррозионных покрытий широко применяются и алюминиевые. Они хорошо защищают сталь от коррозии в промышленной атмосфере и атмосфере содержащей сернистые газы. Алюминиевые покрытия применяют для защиты стали в мягкой и горячей пресной воде, а также в морской воде, слабых растворах уксусной, винной и лимонной кислот. В основе защитного действия алюминиевых и цинковых покрытий имеются существенное различие. Напыленный цинк практически не изменяет значения своего стационарного потенциала и, оставаясь более электроотрицательным, чем сталь, после напыления обеспечивает её надежную электрохимическую защиту.

Потенциал же алюминия, отрицательный по отношению к стали в исходном виде, в результате напыления облагораживается на столько, что его значение может стать близким к потенциалу стали и даже выше него. В последнем случае алюминиевые покрытия не будут электрохимически защищать сталь и смогут обеспечить её надежную барьерную защиту только за счет снижения пористости покрытий путем увеличения их толщины.

В морской воде алюминиевые покрытия депассивируются и их потенциал приобретает отрицательное значение, при котором сталь защищается электрохимически.

Исследованиями установлено, что для защиты стали от морской воды требуются более тонкие покрытия, чем для её защиты в пресной воде и чистой атмосфере. Алюминиевые покрытия в морской воде в 2,5 раза более долговечны, чем цинковые (при одинаковой толщине). В пресной воде для надежной защиты стали достаточно покрытия из цинка толщиной 0,1 мм, в то время как для алюминиевых требуется не меньше 0,35 мм.

Хорошими защитными свойствами обладают покрытия из сплава цинка с алюминием в соотношении 1:1. Они в равной мере надежно защищают сталь как от атмосферной коррозии в различных климатических зонах, так и от коррозии в пресной и морской воде.

Наибольшей долговечностью отличаются комбинированные металлизационно-лакокрасочные покрытия. Устранение и снижение пористости металлизационных покрытий путем их пропитки растворами полимерных смол замедляет возникновение электродных процессов между основой и покрытием или даже полностью их предотвращает. Это во много раз обеспечивает повышение срока службы комбинированных покрытий по сравнению со сроками службы чисто металлизационных покрытий. Металлизационные покрытия, будучи пористыми и обладая активной поверхностью, представляют собой очень хорошую основу, обеспечивающую хорошую адгезию для лакокрасочных покрытий и повышение собственной долговечности в 2-3 раза.

Антикоррозионные покрытия из цинка, алюминия и их сплавов наносят по обычной технологической схеме, при которой оборудование для подготовки поверхности и нанесения покрытий выбирают в соответствии с объектом работы.

Весьма актуальными являются вопросы защиты антикоррозионными покрытиями из цинка и алюминия различных объемных металлических конструкций, таких как фермы мостов, шлюзовые затворы, газгольдеры, опоры высоковольтных передач, палубное оборудование, заливные трюмы, рефрижераторы и др. Экономический эффект от применения металлизации для защиты многих металлических конструкций весьма высок. Металлизацию применяют для защиты от коррозии, как отдельных крупных сооружений, так и изделий массового производства (бензоцистерн, трубных заготовок, строительных закладных деталей и др.). Для защиты от агрессивных сред металлизационные покрытия наносят на поверхность контактных аппаратов сернокислотного производства, сушильных башенсульфаноловых заводов, емкостей для хранения фенола, сернистых нефтепродуктов, ацетона и др.

Достоинства и недостатки оцинковки кузовных элементов

Оцинковку трудно назвать панацеей, но преимущества этого способа антикоррозионной обработки очевидны:

• тонкий слой цинка хорошо защищает чёрный металл от воздействия кислорода, влаги, а также солей, не позволяя распространяться очагам коррозии;
• оцинковка, в зависимости от метода нанесения, может держаться на кузовных деталях 5-25 лет;
• покрытие железных деталей цинком более надёжное и гораздо дешевле, чем использование олова.

К сожалению, подобная защита не является вечной – в среднем ежегодно слой цинка утоньшается на 1-5 микрон. К недостаткам можно отнести и более высокую стоимость по сравнению с обработкой специальной грунтовкой. Но если делать это самостоятельно, процедура окажется в финансовом аспекте не столь обременительной.

Обезжиривание, травление и активирование алюминия и сплавов

Обезжиривание

Процесс обезжиривания поверхности металлических деталей проводят, как правило, когда эти детали только что обработаны (отшлифованы или отполированы) и на их поверхности нет ржавчины, окалины и других посторонних продуктов. С помощью обезжиривания с поверхности деталей удаляют масляные и жировые пленки. Для этого применяют водные растворы некоторых химреактивов, хотя для этого можно использовать и органические растворители.

Травление

Травление (как подготовительная операция) позволяет удалить с металлических деталей прочно сцепленные с их поверхностью загрязнения (ржавчину, окалину и другие продукты коррозии). Основная цель травления — снятие продуктов коррозии; при этом основной металл не должен травиться. Чтобы предотвратить травление металла, в растворы вводят специальные добавки. Хорошие результаты дает применение небольших количеств гексаметилентетрамина (уротропина).

Декапирование (активирование)

Активирование — удаление с поверхности деталей тончай­ших слоев окислов, которые образуются при промывках и в про­межутках между операциями. При активировании происходит лег­кое протравливание верхнего слоя металла, что обеспечивает проч­ное сцепление наносимого покрытия с основным металлом. Активирование производится непосредственно перед нанесени­ем гальванических покрытий.

ВАРИАНТ 2

Химическая подготовка изделий перед получением оксидных покрытий включает операции обезжиривания, травления, осветления металла. В зависимости от природы и степени загрязнения поверхности используют органические растворители или водные растворы.

При выборе состава водных обезжиривающих растворов для уменьшения их агрессивного действия на металл снижают содержание едкой щелочи, по сравнению с принятой для обезжиривания черных металлов, иногда увеличивают при этом концентрацию в растворе углекислого натрия. Улучшению качества и ускорению процесса обезжиривания способствует введение добавок ПАВ, в особенности синтанола, а также повышение концентрации фосфатов.

Для обезжиривания изделий из алюминия и его сплавов можно использовать растворы следующих составов (г/л):

1) углекислый натрий — 10-20, тринатрийфосфат — 5-50, триполифосфат — 3-5, синтанол ДС-10 — 8-10; 2) углекислый натрий — 15-20, тринатрийфосфат — 25-30, синтанол ДС-10 — 3-4; 3) гидроксид натрия — 10-15, тринатрийфосфат — 50-60, метасиликат натрия — 20-30.

Обезжиривание ведут при температуре 60-80 °С. Растворы 1, 2 используют для обработки полированных, раствор 3 — сильно загрязненных деталей.

Уже в процессе обезжиривания, поскольку он связан с применением щелочных растворов, происходит большее или меньшее травление поверхности металла. Поэтому специальная операция травления включается в технологический процесс не столько для снятия продуктов коррозии, как при травлении черных металлов, сколько для получения определенной фактуры поверхности.

Мелкозернистую серебристую поверхность получают обработкой алюминия в растворе, содержащем 120-150 г/л гидрокснда натрия и 25-35 г/л хлористого натрия, при температуре 60-70 °С. Для матирования алюминия и его деформируемых сплавов можно пользоваться раствором, содержащим 50-200 г/л смеси, состоящей (массовая доля, %) из 56 нитрата натрия, 44 гидроксида натрия; при температуре 40-60 °С.

Обработка алюминия и его сплавов даже в слабоконцентрированных щелочных растворах сопровождается выделением на их поверхности шлама нерастворимых компонентов — меди, кремния, марганца. Для их удаления проводят операцию осветления. Технический алюминий и его деформируемые сплавы с магнием, марганцем, медью, типов АМг, АМц, Д16, В95 осветляют в 30-50 %-ной азотной кислоте или в растворе, содержащем 100 г/л хромового ангидрида и 5 г/л серной кислоты. Литейные сплавы типа силумина обрабатывают в растворе, содержащем 250-300 г/л азотной кислоты и 8-10 г/л плавиковой кислоты.

Для осветления сплавов АЛ9, АЛЮ после их щелочного травления используют раствор, состоящий из 0,7 л азотной кислоты (1,41), 0,3 л плавиковой кислоты (40 %-ной), 15 г/л хромового ангидрида. Такая подготовка особенно эффективна для изделий, подвергающихся затем химическому оксидированию.

Обрабатываемые изделия загружают в оксидировочную ванну на подвесных приспособлениях из алюминия, дюраля или титана. При повторном использовании с алюминиевых подвесных приспособлений должна быть предварительно удалена оксидная пленка. Для этого их травят в горячем 10 %-ном растворе едкой щелочи. Целесообразно использовать для этой цели также раствор, содержащий 20 г/л хромового ангидрида и 35 мл/л фосфорной кислоты (1,52). Обработку ведут при температуре 90-100°С.

Недоброкачественные оксидные покрытия могут быть удалены с поверхности изделий обработкой их в растворах следующих составов:

1) хромовый ангидрид — 20 г/л, фосфорная кислота (плотность 1,5) — 35 мл/л; 2) азотная кислота (плотность 1,34) — 50-55 мл/л, плавиковая кислота (40%-ная) -4,5 мл/л.

В растворе 1 при температуре 85-100°С для удаления оксидной пленки требуется 10-30 мин, в растворе 2 при комнатной температуре 30-50 мин. Изменения размеров деталей при травлении почти не наблюдается.

Газо-термический метод оцинковки

Оцинковка по такому алгоритму производится напылением. Этот метод хорош только в тех случаях, когда необходимо обработать большие плоскости и в крупных партиях. Иначе рентабельность такого метода будет вызывать сомнения. Оцинковка по газо-термическому методу проводится путем распыления порошкообразного цинка или цинка в виде тонкой проволоки. Цинк подается на металл в расплавленном и распыленном виде. Применяется в тех случаях, когда размеры изделия не позволяют поместить его в ванну с жидким цинком, чаще всего это крупногабаритные металлоконструкции. После оцинковки поверхность металла представляет собой пористое покрытие, а поры заполняют чаще всего лакокрасочным материалом. По своим прочностным качествам и стойкости к агрессивным средам, такое комбинированное покрытие считается одним из самых прочных и способно сохранять металл даже в соленой воде на протяжении 25-35 лет.

Выбор сплава алюминия под анодирование.

Особенностью процесса анодирования является тот факт, что оксидное покрытие не наносится извне, а образуется из верхнего слоя алюминия или его сплава. Следовательно, в процессе участвует не только сам алюминий, но и легирующие компоненты. При этом они могут: • Растворяться и переходить в электролит. Такими элементами являются, например, медь, железо, магний, образующие интерметаллические соединения с алюминием.

• Оксидироваться встраиваться в структуру оксидной пленки, изменяя ее цвет, физические и химические свойства. Таким свойством обладает титан.

• Оставаться индифферентными, выделяясь в виде шлама по мере продвижения оксидной пленки вглубь детали. Такой шлам может как захватываться оксидной пленкой, так и образовывать плохо сцепленный мажущийся слой на поверхности детали. Типичный пример — кремний, в избытке присутствующий в литейных сплавах.

На этих особенностях поведения примесей в сплавах алюминия и основывается выбор материала под анодирование:

• Лучше всего анодируется технически чистый алюминий.

• Чем меньше легирующих добавок в сплаве, тем толще и декоративнее можно получить оксидную пленку. При декоративном анодировании сплав алюминия не должен содержать более (%):8 — цинка; 7 — магния; 3 — кремния; 2 — меди; 0.8 — марганца,0.5 -железа; 0.3 — титана;0.3 -хрома. При этом суммарно легировки не должно быть больше 8%.Наиболее светлые покрытия получаются на технически чистом алюминии, достаточно светлые — на сплавах АМг, темно-серые с некоторой желтизной — на Д16. Сплав АД31 (6063) относительно трудно травится, иногда на его поверхности после анодирования хорошо видны разнотонности в местах загрязнений даже после хорошего обезжиривания деталей

• Сплавы алюминия, содержащие медь, магний, железо, марганец после анодирования становятся более шероховатыми, одновременно с этим они лучше наполняются в красителях (получаемый цвет более насыщенный) и лучше сцепляются с лакокрасочными покрытиями.

• На цвет анодной пленки влияет структура металла. В местах с механическими повреждениями процесс идет быстрее и, соответственно, цвет пленки может быть более темным. Такими «очагами» могут быть царапины и места реза, а на отпескоструенной поверхности пленка вообще может получиться хаотично пятнистой. Часто бывает, что после гидроабразивной резки листовой детали при анодировании внешняя поверхность получается значительно светлее, чем место реза, что, при незнании особенностей процесса, можно принять за брак.

• При анодировании желательно наличие на деталях технологической площадки для монтажа на подвески (отверстие с резьбой, отверстие без резьбы, хвост, шпилька и т.д.). Просто завесить детали на крючки (как при металлизации) нельзя — анодироваться будет сам крючок, а не деталь. Необходимо создавать настолько плотный электроконтакт, чтобы под него не мог попасть электролит.Поэтому тяжелые детали (от 1 кг при 1 токоподводе) лучше анодируются, т.к. уже своим весом создают хороший контакт с подвеской. Легкие детали, особенно метизы, всегда требуют проектирования и изготовления специальной оснастки из титана. Без нее анодирование либо невозможно, либо идет с холостым ходом ванны до 90%.

• Анодирование насыпью (по аналогии с оцинковкой) невозможно.

• Тонкие и легкие алюминиевые пластинки невозможно покрывать в навязку — в месте контакта обязательно будет происходить деформация детали.

• Нежелательно анодировать деталь, состоящую из разных сплавов алюминия. Различные сплавы имеют разную структуру, теплопроводность, химическую стойкость. Все это может привести к разному режиму анодирования на разных частях одной детали, перераспределению электрического тока по поверхности и невозвратному браку.

• При необходимости детали следует термообрабатывать до анодирования, т.к. анодную пленку нежелательно нагревать выше 100оС.

• Толстые анодные пленки (19,5-25 мкм за 1 час процесса) образуются на технически чистом алюминии и сплавах АД1, Д16, В95, Д20, АМг, АМц, АЛ2, АЛ8. Тонкие (7,6-8,5 мкм за 1 час процесса) — на Д1, АЛ7.

Термодиффузионный метод

Оцинковка металла данным способом предполагает проникновение атомов цинка в структуру металлического изделия с образованием железоцинкового сплава со сложной структурой. Весь процесс происходит при очень высоких температурах. При температуре более 2600 градусов цинк переходит в газообразное состояние. Замкнутое пространство, где расположены металлические изделия, заполняют цинксодержащим порошком. Подходит способ для нанесения слоя, толщина которого превышает 15 мкм. Полученное защитное покрытие по устойчивости можно сравнить со слоем, нанесенным горячим методом. Из-за необходимости создания определенных условий метод не подходит для самостоятельной реализации.

Виды оцинковки металлических поверхностей

В настоящее время существует несколько способов нанесения на металлическую поверхность тонкого слоя цинка. Все они с разной степенью успешности используются в промышленности:

• холодное/горячее цинкование;
• газотермическая оцинковка;
• гальванический способ;
• термодиффузионная обработка.

Каждый из указанных методов использует различные физико-химические технологические процессы для нанесения цинкового покрытия. Рассмотрим их более детально.

Горячее цинкование

Считается одним из наиболее эффективных методов оцинковки. Нанесённый таким способом цинк держится намного дольше, защищая металлические детали максимально продолжительное время. Среди основных недостатков этого способа можно выделить экологическую составляющую – использование химического метода нанесения слоя цинка способствует загрязнению окружающей среды. Метод горячего цинкования предполагает использование следующей технологической цепочки:

• на подготовительном этапе металлические поверхности, подвергающиеся оцинковке, обезжириваются, после чего производится их травление кислотой;
• после такой обработки деталь промывается в воде и тщательно высушивается;
• затем изделие помещают в ёмкость, наполненную расплавленным цинком.

Кроме вреда для окружающей среды, горячая оцинковка другими недостатками:

• для такой обработки требуется использование дорогостоящего спецоборудования;
• существуют ограничения и на габариты обрабатываемых деталей (весь кузов автомобиля обработать не удастся).

Холодное цинкование

Данный способ антикоррозионной обработки относится к самым простым. Суть его заключается в окрашивании металлической поверхности специальной краской, в составе которой имеется цинк. Какой метод применяется для нанесения красящего состава, не имеет значения: это может быть валик, краскопульт или кисточка. Комбинация порошковой краски и краскопульта позволяет производить оцинковку любых деталей, независимо от их размеров, поэтому он часто используется как альтернатива горячему цинкованию. В частности, таким методом осуществляется и оцинковка кузова ТС целиком. Холодная оцинковка позволяет также производить повторное нанесение защитного слоя на ранее оцинкованную поверхность.

Гальванический метод обработки

Цинкование кузова автомобиля посредством использования гальванического способа предполагает обработку металлических поверхностей, подверженных коррозии, посредством электрохимического воздействия. Преимущества данного метода над холодной оцинковкой – возможность нанесения более равномерного и очень тонкого слоя цинка. Суть его заключается в размещении детали в резервуар, наполненный водой, в котором размещается пластина из цинка. После подачи электричества начинается процесс диффузии атомов цинка, которые с пластины переносятся на обрабатываемую деталь, образуя очень тонкий защитный слой. Как и в случае с горячим цинкованием, гальваническая обработка считается экологически очень грязным методом, к тому же тоже достаточно дорогостоящим – в частности, немало средств тратится на очистку отработанной воды.

Газотермическое цинкование

Данный способ не является совершенным, но с его помощью удаётся обрабатывать детали очень больших размеров. Заключается он в обдуве поверхностей газовым потоком, содержащим цинк. Именно так оцинковываются кузова габаритных транспортных средств, однако при этом слой цинка оказывается нанесённым неравномерно, требуя дополнительной окраски кузовных деталей. Разумеется, для этого метода характерно использование специализированного оборудования, поэтому в гаражных условиях он заведомо неприменим.

Термодиффузионное цинкование

Как следует из названия, в основу этого метода обработки положено применение высоких температур. Физика процесса заключается в расщеплении цинка на атомы при температурах, превышающих 2500-2600 градусов, в результате чего обрабатываемые детали покрываются слоем цинка, толщина которого может быть сколько угодно большой без потери качества. Для использования термодиффузионной оцинковки требуется применение специальной герметичной термокамеры. Предварительно на металлическую поверхность наносится слой порошкового цинка определённой толщины, после чего камеру нагревают до указанных температур, порошок плавится и адсорбируется на поверхность чёрного металла. Качество такой оцинковки достаточно высокое, при этом вреда окружающей среде не наносится.

Главный минус использования такого метода – его высокая стоимость, поэтому он применяется исключительно в промышленных условиях.

Цинкатный метод подготовки поверхности алюминия.

3.1 Кинетика процесса.

При погружении алюминия в раствор цинката натрия окисная пленка растворяется и из раствора вытесняется металлический цинк. С этой точки зрения цинкатный метод напоминает другие химические методы подготовки алюминия в растворах кислот, содержащих соли тяжелых металлов. Отличие данного метода заключается в том, что цинк в сильнощелочной среде находится в виде комплексных ионов и потенциал его намного отрицательнее потенциалов железа или никеля в простых растворах, например в растворах хлоридов. Поэтому разность потенциалов в сильнощелочной среде между цинком и алюминием значительно меньше, чем между железом или никелем и алюминием в растворах простых солей.

При погружении алюминия в раствор цинката натрия можно рассчитывать на получение более тонкой, равномерной и плотной пленки, что должно способствовать прочному сцеплению с гальваническим покрытием без видимых следов травления основного металла, что чрезвычайно важно при нанесении защитно-декоративных покрытий.

Поведение алюминия в растворе цинката натрия рассматривается как электрохимический процесс. На анодных участках растворяется алюминий, на катодных выделяется цинк:

на анодных участках:

2H+ + 2e → 2H → H2

Так как, однако, в сильнощелочной среде концентрация ионов водорода чрезвычайно мала, а перенапряжение водорода на цинке достаточно велико, то последней реакцией можно пренебречь. Практически образование цинковой пленки на алюминии не сопровождается видимым выделением водорода.

Количественные соотношения между растворяющимся алюминием и вытесняемым цинком были определены Бенгстоном. Он нашел, что при погружении обычного (технического) алюминия в раствор цинката наблюдается следующие соотношения (в мг/см2):

3.2 Структура цинкатных пленок на алюминии.

Ниже будет показано, что толщина и строение цинковой пленки зависят от многих факторов. Взаимодействие алюминия с растворами цинката натрия представляет не только теоретический, но и практический интерес, так как оно определяет прочность сцепления алюминия с гальваническим покрытием.

Исходя из параметров решетки алюминия (4,04А) и цинка (2,66А), Баллах и Гардэм считали, что при замещении двух атомов алюминия тремя атомами цинка может образоваться молекулярный слой цинка на плоскости (110) без значительного искажения. А на плоскости (111) может образоваться гексагональная решетка с заметным искажением.

На рисунке 1 показан косой срез алюминия после 3 минутного погружения в раствор цинката натрия и последующего покрытия медью. Разрез сделан под углом 5о к поверхности для того, чтобы сделать осадки более наглядными.

а) б)

Рисунок 1 — Косой срез алюминия после 3 минутного погружения в раствор цинката натрия и последующего покрытия медью: а — цинковая пленка, полученная из разбавленного раствора цинката, б — из концентрированного раствора.

Из этих рисунков, а также из на основании электронно-микроскопических исследований, Бейли заключил, что из разбавленного цинкатного раствора, содержащего 5 г/л ZnO и 45 г/л NaOH, получаются толстые, крупнокристаллические дендритообразные осадки цинка, в то время как из более концентрированного раствора, содержащего 50 г/л ZnO и 262,5 г/л NaOH получаются тонкие, плотные и мелкокристаллические осадки. Установлено, что выделяющаяся из концентрированных растворов цинковая пленка покрыта тонкой пленкой гидроксида цинка (приблизительно толщина 100 А) и, по данным Бейли, исследовавшего 14 цинкатных растворов, такая пленка способствует прочному сцеплению алюминия с гальваническим покрытием. На основании теоретических расчетов Бейли установил, что размер зерен цинковой пленки, полученной из концентрированных растворов, примерно в 100 раз меньше размера зерен, полученных из разбавленных растворов.

Бейли исследовал влияние концентрации основных компонентов цинкатного раствора на прочность сцепления алюминия с никелевым покрытием толщиной 50 мкм. При этом были приняты следующие условные обозначения: если покрытие отслаивалось от основы при нагреве, сцепление считалось слабым, при отслоении покрытия ударом зубила, сцепление считалось средним, а при невозможности отделения покрытия от основы никакими средствами сцепление характеризовалось как прочное.

Результаты экспериментов приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 — Влияние концентрации основных компонентов цинкатного раствора на прочность сцепления алюминия с никелевым покрытием толщиной 50 мкм, где а — обработка производилась в течение 0.5 минут, б — 3.0 минут, в — 5.0 минут.

При данном содержании цинка в растворе толщина пленки вытесняемого цинка тем меньше, чем больше содержание щелочи в растворе. Такая зависимость вполне понятна, если учесть то обстоятельство, что щелочь является комплексообразователем в растворе цинката и что прочность комплексных ионов возрастает с концентрацией щелочи. Из рисунка 3 видно, что наибольшая скорость роста пленки наблюдается в первые 15 секунд, в дальнейшем пленка растет медленно при любом содержании щелочи в растворе.

Рисунок 3 — Влияние времени выдержки детали в цинкатном растворе на вес пленки.

Скорость роста пленки повышается по мере повышения температуры, как это видно на рисунке 4.

Рисунок 4 — Влияние температуры цинкатного раствора на вес пленки

В растворе, содержащем 520 г/л NaOH и 100 г/л ZnO, можно обеспечить при температуре 85о С прочное сцепление покрытия с основой после одноминутной выдержки, в то время как после трехминутной выдержки сцепление плохое. При температуре ниже 20о С скорость реакции замедляется и при 6о С для обеспечения прочного сцепления требуется 20 минутная выдержка. Обычно поддерживают комнатную температуру цинкатного раствора.

Сложно ли проверить это самостоятельно

Визуально определить, оцинкованная машина или ее часть, невозможно. Но есть несколько моментов, которые помогут выяснить это:

1. При покупке автомобиля внимательно осмотреть кузов. В 99% случаев вы обнаружите пару царапин. Если место скола ЛКП просто потемнело и обошлось без ржавчины – машина или ее часть была оцинкована.
2. Используйте VIN код автомобиля, который содержит технические характеристики, наличие защиты и метод нанесения.
3. Информация гарантийного талона. Тут сказано о гарантиях антикоррозийной защиты кузова. Если указан срок от 5 до 10 лет, имеется в виду холодная оцинковка, 10-20 лет – гальванический метод, более 20 – горячий способ.
4. Если в документах значится, что автомобиль оцинкован, но стоимость автомобиля низкая, возможно, речь идет либо о частичной обработке, либо о холодном методе.

Если машина имеет полную антикоррозийную защиту, в технической документации указано «полная оцинковка».

Источник