Гальванічнае цынкаванне металу: тэхналогія, абсталяванне

Гальванічнае цынкаванне - эфектыўны і недарагі, а таму распаўсюджаны спосаб абароны чорных металаў ад карозіі. Часцей за ўсё яго выкарыстоўваюць пры вытворчасці метызаў і крапежных вырабаў, а таксама сталёвы сеткі.

Спосабы нанясення цынкавага пакрыцця

Антыкаразійнае цынкаванне выконваецца рознымі спосабамі, а тэрмін службы пакрыцця залежыць ад таўшчыні ахоўнага пласта.

Спосаб нанясення пакрыцця залежыць ад яго неабходных уласцівасцяў, памераў вырабы, умоў яго далейшай эксплуатацыі.

Самы просты і тэхналагічны, але недастаткова які забяспечвае ўстойлівасць да механічных уздзеянняў ахоўнага пласта, - гэта халоднае цынкаванне з дапамогай грунтоў, у якіх у вялікай колькасці ўтрымліваецца высокодісперсных цынкавы парашок.

Па аб'ёме цинковальных вытворчасцей другое месца займае гарачае цынкаванне. Пакрыццё, якое атрымліваецца такім спосабам, якаснае і даўгавечнае, але экалагічна небяспечнае, бо выкарыстоўваецца расплаў цынку, ды яшчэ на падтрыманне яго тэмпературы крыху менш за 500 ° С неабходна вялікая колькасць электраэнергіі, хімічныя метады падрыхтоўкі паверхні.

Вельмі падобны на гарачае цынкаванне больш тэхналагічны, але менш прадукцыйны метад тэрмадыфузійнае нанясення ахоўнага пласта. Ён выкарыстоўваецца, калі задаюцца высокія патрабаванні да таўшчыні і вонкавым выглядзе пакрыцця.

Яшчэ адзін спосаб цынкавання - гэта газа-тэрмічнае напыленне, якое выкарыстоўваецца для абароны буйнагабарытных вырабаў і канструкцый, якія ў ванну проста немагчыма змясціць.

Гальванічнае цынкаванне пазбаўлена шматлікіх недахопаў іншых спосабаў нанясення пакрыцця і мае свае станоўчыя бакі.

Перавагі гальванічнага цынкавання

Спосаб нанясення цынкавага пакрыцця шляхам электролізу найбольш распаўсюджаны.

Асноўным вартасцю, з-за якога прымяняецца менавіта гальванічнае цынкаванне металу, з'яўляецца высокая ступень абароненасці паверхні матэрыялу ад карозіі. Тонкі пласт цынку павялічвае тэрмін службы вырабаў у некалькі разоў, а значыць, і зніжае затраты на іх тэхнічнае абслугоўванне і замену.

Пакрыццё атрымліваецца роўным, без раг і капель, захоўваецца і форма, і памер вырабы. Нанесці яго можна на прадметы любой, нават самай складанай формы.

Гладкія і бліскучыя дэкаратыўныя пакрыцця не патрабуюць у большасці выпадкаў дадатковай апрацоўкі.

Акрамя таго, сам працэс нанясення цынкавага пакрыцця патрабуе нязначных выдаткаў, а гальванічныя агрэгаты валодаюць высокай прадукцыйнасцю.

Недахопы гальванічнага цынкавання

Спосаб нанясення ахоўнага пакрыцця электролізам ня пазбаўлены недахопаў.

Асноўны недахоп - нізкая адгезія цынку з металам, з-за якой паверхню вырабы неабходна старанна зачышчаць.

Мінусам таксама з'яўляецца адукацыя ў працэсе нанясення пакрыцця атрутных адходаў, якія патрабуюць сур'ёзнай ачысткі.

Невыкананне рэжымаў можа прывесці да напаўнення вадародам асноўнага металу, што прыводзіць да далікатнасці самага вырабы і да парушэння якасці пакрыцця.

прынцып дзеяння

Гальванічнае цынкаванне заснавана на прынцыпе ахоўнага дзеяння, які вызначаецца рознасцю электрахімічных патэнцыялаў цынку і жалеза. Паколькі цынк мае меншы электрахімічны патэнцыял, пакрыццё з яго з'яўляецца протекторных абаронай для чорных металаў. Гэта значыць у вільготным асяроддзі электрахімічнай карозіі падвяргаецца менавіта ён.

Пры акісленні жалеза ўтвараюцца аксіды, якія маюць большы аб'ём, чым першапачатковы метал. Аксіднай плёнкай становіцца друзлай і прапускае да яшчэ не акісленне металу кісларод. А на цынку пры акісленні плёнка утвараецца тонкая і шчыльная, яна не прапускае кісларод ўглыб металу, абараняючы не толькі пакрыццё, але і асноўны метал пад ім.

Віды гальванічнага цынкавання

Цынкаванне гальванічнае - тэхналогія, якая ўяўляе сабой электроліз, т. Е. Электрахімічнай акісляльна-аднаўленчыя працэсы ў электраліце пад дзеяннем пастаяннага электрычнага току.

Па складзе электраліта цынкаванне дзеліцца на тры выгляду: кіслотны, цианидное і шчолачную.

Часцей за ўсё выкарыстоўваецца метад нанясення цынкавага пакрыцця ў слабакіслых электралітах, асабліва для чыгунных і сталёвых дэталяў складанай канфігурацыі. Вырабы з вугляродзістай і легіраваных сталей пры гэтым выглядзе цынкавання менш падвяргаюцца ўзнікненню вадароднай далікатнасці, ды і вонкавы выгляд атрымліваецца выдатны, з выдатным дэкаратыўным эфектам у шырокай каляровай гаме.

Дадатковая абарона пры цынкавання

Ахоўнае дзеянне пакрыццяў з цынку залежыць ад яго таўшчыні, якая пры гальванічным нанясенні ўсяго 5 мкм, і характару электраліта.

У некаторых выпадках ахоўныя ўласцівасці цынкавага пакрыцця павялічваюцца пассивированием, фосфатированием ці афарбоўкай.

Пассивирование (хроматирование) - хімічная апрацоўка вырабаў у растворах з хромавай кіслатой альбо яе солямі, у выніку якой на паверхні ўтворацца хроматные плёнкі. Гэта працэс ўзмацняе ня столькі ахоўныя ўласцівасці, колькі дэкаратыўныя, таму што ў выніку ўзмацняецца бляск пакрыцця, і яно можа быць афарбавана ў розныя колеры.

Пры фосфатировании (апрацоўцы ў солях фосфарнай кіслаты) ацынкаваных вырабаў на паверхні плёнка утвараецца фасфатная. Пасля фосфатирования можа яшчэ наносіцца лакафарбавае пакрыццё.

Этапы гальванічнага цынкавання

На вытворчасці гальванічнае цынкаванне складаецца з некалькіх тэхналагічных працэсаў, кожны з якіх завяршаецца прамываннем вадой у праточнай ванне або щеточно-мыйным спосабам.

Спачатку вырабы старанна ачышчаюцца ад іржы, акалінай, тэхналагічнай змазкі, рэшткаў астуджальнай вадкасці або фарбы і абястлушчваюць ў шчолачных растворах. Затым адбываецца абястлушчванне электралітычным.

Пасля яго пратручваюць ў водным растворы салянай кіслаты, пры якім паверхня канчаткова чысціцца без парушэння павярхоўнага пласта і адбываецца яе декапирование - актывацыя перад нанясеннем цынкавага пакрыцця. Толькі потым вырабляецца ўласна цынкаванне.

Пасля яго, пры неабходнасці, вырабы асвятляе і ачышчаюцца ад окисной плёнкі ў водным растворы азотнай кіслаты, затым фосфатирование, пасівацыі і сушка.

Пры цынкавання розных вырабаў могуць выконвацца дадатковыя аперацыі. Напрыклад, паласу перад цынкавання размотваюць, зварваюць канцы, кіруюць, а пасля яго промасливают і змотваюць.

Абсталяванне гальванічнага цынкавання

Гальванічная лінія - гэта пэўная паслядоўнасць промывочных і тэхналагічных ваннаў, у якіх ствараюцца адно-або шматслаёвае цынкавае пакрыццё з патрабаванымі функцыянальнымі ўласцівасцямі.

У адпаведнасці з аб'ёмамі вытворчасці выкарыстоўваецца абсталяванне з рознай ступенню механізацыі. На буйных прадпрыемствах ўсталёўваюцца механізаваныя лініі з аўтаматычным кіраваннем. Існуюць лініі з частковым або поўным ручным кіраваннем, а таксама міні-лініі.

Лінія гальванічнага цынкавання складаецца не толькі з ваннаў. У яе ўваходзяць транспартныя сістэмы рознай канструкцыі, абавязкова абсталяванне для ачысткі сцёкавых вод, дапаможнае абсталяванне, да якога адносяцца прыстасаванні для цынкавання, ТЭНы, цеплаабменнікі, катодныя і анодныя штангі.

У дадатковае абсталяванне ўваходзяць сістэмы вентыляцыі, сушыльныя камеры і шафы, халадзільнае абсталяванне, фільтравальнай ўстаноўкі, абсталяванне атрымання демиводы, помпы.

Электраліты для цынкавання

Для гальванічнага цынкавання ў залежнасці ад прызначэння вырабы ўжываюць электраліты, якія дзеляцца на дзве асноўныя групы.

Электраліты, у якіх цынк знаходзіцца ў выглядзе простых гидратированных іёнаў, называюць простымі кіслымі. Гэта борфтористоводородные, сульфатныя і хларыдныя растворы.

Складаныя комплексныя кіслыя і шчолачныя электраліты ўтрымліваюць цынк ў комплексных ионах з станоўчым і адмоўным зарадам. Гэта аммиакатные, пирофосфатные, цианидные і іншыя растворы.

Ад таго, які электраліт ўжываецца, залежыць у першую чаргу хуткасць аблогі, а затым якасць ападкаў цынку на вырабе (катодзе).

З комплексных электралітаў цынк асядае на катодзе пры высокім расьсейваньні іёнаў. Пры павелічэнні шчыльнасці току выхад металу зніжаецца і павялічваецца выхад вадароду.

Таму цынкаванне ў складаных электралітах вырабляецца пры малой шчыльнасці току, а пакрыццё атрымліваецца вельмі якасная, дробназярністы і раўнамернае.

У слабакіслых простых электралітах гальванічнае цынкаванне, у хатніх умовах у тым ліку, праходзіць пры вялікай шчыльнасці току, з большай, чым пры выкарыстанні складаных раствораў, хуткасцю. Знешні выгляд вырабаў атрымліваецца добры, але пакрыццё не вельмі якаснае і падыходзіць толькі для вырабаў досыць просты формы.

гальванічнае цынкаванне

Тэхналагічны працэс непасрэдна цынкавання адбываецца ў ванне з электралітам. У яе апускаюцца вырабы з чорнага металу, да якіх праз адмысловыя электроды падводзіцца электрычны ток (катод), і чысты цынк ў выглядзе шароў або пласцін, выкладзеных у спецыяльныя сеткаватыя секцыі (анод).

У працэсе электрахімічнай рэакцыі пад уздзеяннем току шчыльнасцю ад 1 да 5 А / дм цынк раствараецца ў электраліце, затым яго іёны абсоўваюцца на катодзе, утвараючы гальванічнае пакрыццё таўшчынёй 4-25 мкм.

Менавіта з выкарыстаннем такой тэхналогіі атрымліваюць крапежныя вырабы (балты і гайкі) з раўнамерным і бліскучым пакрыццём.

Аўтаматызаваная лінія для гальванічнага цынкавання

Сучасная лінія гальванічнага цынкавання - гэта цалкам аўтаматызаваная лінія, на якой ажыццяўляюцца ўсе этапы нанясення пакрыцця, уключаючы зварку і якаснае абястлушчванне вырабаў рознага прызначэння і канфігурацыі.

Аўтаматычная лінія ў агульным выпадку складаецца з камплекта тэхналагічных гальванічных ваннаў, модульных выпрамнікоў, стэнда загрузкі / разгрузкі, транспартнага абсталявання, абсталявання для выцяжной вентыляцыі, подвода вады і адводу каналізацыйных сцёкаў, металлокаркаса з трапам абслугоўвання.

Гальванічныя ванны могуць вырабляцца з нержавеючай сталі, сталі, футерованной палімернымі матэрыяламі або гумай. Сучасныя ванны, звараныя з ліставых палімераў, усё больш выцясняюць металічныя ёмістасці. Выбар матэрыялу ваннаў залежыць ад складу і канцэнтрацыі электраліта і працоўнай тэмпературы.

Камунікацыі сістэм водазабеспячэння і каналізацыі, і ў большасці выпадкаў вентыляцыі размяшчаюцца пад ваннамі і таксама вырабляюцца з поліпрапілена.

Памеры лініі вызначаюцца яе прадукцыйнасцю і габарытамі гальванічных ваннаў.

Гальванічнае цынкаванне адбываецца з адукацыяй сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй іёнаў цяжкіх металаў. Таму іх адстойваюць, фільтруюць, нейтралізуюць, выкарыстоўваюць хімічнае асаджэнне, сорбцыі і іншыя працэсы ў ёмістасцях з інжынерных палімераў.

Электралітычнымі цынкаванне ў хатніх умовах

Гальванічнае цынкаванне, сваімі рукамі якое вырабляецца, пачынаецца з падбору матэрыялаў. Электралітам можа служыць раствор хларыду цынку і салянай кіслаты ў дыстыляванай вадзе. Гэта так званая паяльная кіслата, якая часцей за ўсё выкарыстоўваецца ў хатніх умовах. Ўмельцы пратручваюць цынк ў акумулятарнай сернай кіслаце і атрымліваюць электраліт ZnSO _4, але гэты працэс небяспечны, паколькі пры рэакцыі вылучаецца выбухованебяспечны вадарод і цеплыня. У электраліце ні ў якім разе не павінна быць асадка з нерастворенных крышталяў солі.

Чысты цынк можна купіць у краме хімрэактывы або на радыёрынку, а можна атрымаць з солевых батареек або топкія засцерагальнікі, якія захаваліся з часоў Савецкага Саюза.

Гальванічнай ваннай можа служыць шкляная або пластыкавая ёмістасць. У яе ўсталёўваюцца штатывы для анода і катода. Анод - гэта пласціна цынку, да якой ад крыніцы харчавання падлучаецца «плюс». Чым больш анод, тым больш раўнамерным атрымаецца пакрыццё на катодзе, вырабе, на якое будзе наносіцца ахоўнае пакрыццё. Анодам можа быць некалькі, іх можна размяшчаць вакол катода на аднолькавай адлегласці, каб яго паверхня пакрывалася цынкам раўнамерна і адначасова з усіх бакоў. Да катода падлучаецца «мінус» крыніцы харчавання.

Нават калі ў хатніх умовах вырабляецца цынкаванне гальванічнае, тэхналогія абавязкова ўключае дбайную ачыстку і абястлушчванне дэталі, а таксама яе актывацыю ў растворы кіслаты.

Крыніца харчавання - гэта аўтамабільны акумулятар з лямпай напальвання невялікай магутнасці або іншага спажыўца ў схеме, каб сіла току ў ланцугі была ніжэй, або блок харчавання з пастаянным напругай на выхадзе. Галоўнае, каб не было бурнага кіпення электраліта падчас цынкаванняў.

Уласна цынкаванне адбываецца, калі аноды і катод не адзначаны ў электраліт і замкнёная электрычная ланцуг. Чым даўжэй доўжыцца працэс, тым тоўшчы пласт цынку атрымліваецца на вырабе.

З дапамогай гальванічнага цынкавання ахоўнае пакрыццё на вырабах становіцца дакладным, раўнамерным і гладкім, з дэкаратыўным эфектам. Яго выкарыстоўваюць і ў прамысловасці, і ў хатніх умовах, нягледзячы на тое што патрабуецца ачыстка сцёкавых вод ад экалагічна небяспечных адходаў.