Регион:

Цинковые покрытия

Цинковые покрытия
Глубокий анализ-сравнение различных методов нанесения цинковых покрытий!

Как уже говорилось, горячее цинковое покрытие представляет из себя систему железо-цинковых сплавов с различным отношением содержания железа и цинка с постепенно уменьшающимся содержанием железа по мере приближения к внешней стороне покрытия.

Все железо-цинковые сплавы прочнее, чем сталь основы, что придает покрытию высокую устойчивость к истиранию. Наоборот, внешний ή-слой мягче, чем сталь, что создает хорошие условия для устойчивости к удару.

Таким образом, совокупность этих слоев создает устойчивость к разрушению при перевозках, монтаже и при обслуживании.

Цинковое покрытие, нанесенное электрохимическим способом, по механическим свойствам подобно обычному цинку, то есть является относительно мягким. Кроме того, электрохимическое цинкование осуществляется при обычной температуре, поэтому, кроме очень узкой переходной области, в системе не наблюдается железо-цинковых сплавов, и адгезия цинкового слоя к металлу основы относительно невелика. Сам процесс нанесения покрытия представляет определенные сложности с точки зрения равномерности нанесения покрытия, поскольку ток стремится избегать полостей. Приходится изощряться при пространственном расположении анодов. Метод является достаточно дорогостоящим, и поэтому ограничиваются нанесением покрытия на мелкие, в том числе  резьбовые детали. Он не может конкурировать с методом горячего цинкования при защите цинком крупных, средних и даже большинства относительно мелких деталей.

Оцинкованные детали

Рис. 2. 11. Часть ассортимента деталей, которые могут быть механически оцинкованы.

Наоборот, метод шерардизации в модификации “Дистек” постепенно начинает отвоевывать пространство как у электрохимического, так и горячего цинкования. Достаточная толщина покрытия (до 60-120 мкм), его равномерность и плотность с последующей защитой методом фосфатирования позволяет изделиям выдерживать в солевом тумане (одним из основных методов определения коррозионной устойчивости изделий)  до 1500 часов, что является очень хорошим показателем. Поскольку нанесение покрытия производится при 380-400°С на поверхности изделия, образующиеся железо- цинковые слои на данных изделиях получаются более твердыми, чем в случае электрохимического нанесения покрытий. Поступают сообщения о создании новых установок, позволяющих обрабатывать все более крупные изделия.

Сравнение свойств различных видов цинковых покрытий очень наглядно видно из таблицы № 2.12.

Поскольку, как видно из таблицы, все виды цинковых покрытий имеют как свои преимущества, так и недостатки, очевидно, что каждый тип покрытия имеет свою нишу применения. Встает вопрос, насколько долговечны покрытия различного типа, и имеется ли в этом вопросе преимущество одного типа покрытия перед другим. Ответ на этот вопрос дает рис. № 2.12, где приведены времена жизни покрытий, нанесенных различными способами и различной толщины. Из рисунка видно, что практически все точки для покрытий, полученных   самыми   разнообразными   способами   (горячее цинкование, электрохимическое, шерардизация, окрашивание в координатах “длительность службы” - “толщина покрытия” с очень малым разбросом укладываются на единую кривую, что говорит об отсутствии связи времени службы изделия с типом нанесения покрытия, основной фактор - это толщина покрытия. Однако надо иметь в виду, что красочное покрытие ограничено в сроке службы из-за подверженности его истиранию.

Зависимость времени жизни покрытия от его толщины

Рис. 2.12. Зависимость времени жизни покрытия от его толщины при разных способах нанесения.

 Таблица № 12.2. Сравнение различных методов нанесения цинковых покрытий на функциональные свойства изделий (механическое цинкование в таблице не рассматривается, но по характеристикам оно ближе всего к методу шерардизации).

Характеристика покрытия

Горячее цинкование

Электрохимическое нанесение

Шерардизация (механич. цинкование)

Напыление цинка

Окраска цинк-содержащими красками

Адгезия

Покрытие, сросшееся со сталью, из-за наличия различных железосодержащих слоев

Хорошая, сравнимая с таковой для покрытий из других металлов

Хорошая, сравнимая с таковой для электрохимического покрытия

Хорошая механическая подготовка под окраску при условии, что дробеструйная подготовка проведена нормально

При хорошей дробеструйной обработке дает наилучшие результаты

Непрерывность и однородность

Хорошие - любая непроцинковка хорошо видна в виде “черных пятен”. Некоторый избыток цинка на точках слива

Однородная в пределах возможности ванны. Поры не представляют проблемы, поскольку сталь защищается прилегающим цинком

Покрытие тонкое на углах - в противоположность горячему цинкованию

Зависит от опытности оператора. Покрытие пористое, но поры вскоре заполняются продуктами коррозии цинка

Хорошая - любые поры заполняются продуктами реакции

Толщина

Обычно 50-125 мкм на трубах и другой продукции; более толстые покрытия до 250 мкм получаются на сталях, раскисленных кремнием или после дробеструйной очистки перед цинкованием. Покрытия толщиной 10-30 мкм применяются на проволоке и листе.

Толщина в пределах 3-15 мкм. Более толстые слои возможны, но невыгодны экономически

Изменяются по желанию, обычно в пределах 10-80 мкм

Толщина изменяется в интервале 100-150 мкм, но покрытия до 500 мкм могут использоваться

До 40 мкм краски (или более в специальных случаях) при окраске в один слой

Формуемость и механические свойства

Обычные покрытия, на конечных изделиях не пригодны к изменению формы; слой сплава устойчив к абразивному воздействию, но хрупкий при гибке. Специальные покрытия с тонким слоем сплава или при его отсутствии хорошо формуются (на листах) и устойчивы к сварке

Сталь с электрохимическим покрытием обладает превосходной формуемостью и может быть сварена точечной сваркой. Небольшие детали обычно подвергаются такой обработке перед окраской

Хорошие. Не наблюдается охрупчивания высокопрочных сталей

При применении конечной продукции формовка не нужна. Можно осуществлять сварку через тонкое покрытие, если это необходимо, но обычно экранируют края, которые необходимо сварить, и после сварки эти места покрывают слоем цинка

Сопротивление к истиранию лучше, чем у обычных красок. Окрашенные листы могут быть подвергнуты формовке и сварке с небольшими нарушениями покрытия

Последующая обработка

Конверсионные покрытия - хроматы предотвращают белую ржавчину; фосфатирование на новых листах является хорошей основой для последующей окраски

Конверсионные покрытия (например, хроматы) для предотвращения белой ржавчины. Часто используются как основа для последующего окрашивания

Могут быть применены конверсионные покрытия

Возможно нанесение защитных покрытий, которые становятся основой для окрашивания, давая более долгую жизнь изделиям

Может быть использова на отдельно или в качестве грунтовки под обычные красочные покрытия

Другие свойства

Доступны ванны различных размеров. Части изделий до 25 метров могут быть оцинкованы в некоторых случаях. Требуется внимательное отношение к дизайну изделия.Имеются непрерывные процессы цинкования листов и проволоки

Любые размеры ванн доступны. Процесс обычно используется для простых, в основном, малых изделий, пригодных для цинкованиях в барабанах или при непрерывном цинковании листов и проволоки. Никакого нагревания, за исключением случая уменьшения водородной хрупкости для высокопрочных сталей

Идеально для малых изделий, включая шайбы и пружины (примерно до 15 см или 250 г). Трудности при нанесении, например, внутри полых изделий

Нет ограничений на размер или форму, очень экономичен для изделий с высоким отношением массы к поверхности. Неэкономичен при окрашивании сетчатых изделий. Наличие дополнительных трудностей (например, внутри труб) могут ограничить применение. Наилучший метод для нанесения очень толстых покрытий. Малое нагревание стали

Пригоден для всего, что может быть окрашено, хотя могут быть трудности при окрашивании трубчатых структур. Не требуется никакого нагревания

comments powered by HyperComments