Горячее цинкование — в основе технологии лежит принцип диффузионного перемешивания веществ. Горячее цинкование — это, когда молекулы (атомы) одного вещества внедряются в кристаллическую решетку другого и перераспределяются в ней (атомы цинка внедряются в поверхностный слой стального изделия, формируя защитный слой).
Горячее цинкование.Технологические характеристики процесса
Горячее цинкование определяется скоростью диффузионного процесса, которая напрямую зависит от
• температурного режима,
• агрегатное состояние взаимодействующих веществ.
Горячее цинкование протекает путем кратковременного погружения металлоизделия в расплавленный цинк (рабочая температура раствора ~ 450 градусов, время выдержки – 9-12 мин).
Твердость и износостойкость покрытия увеличивается за счет формирования на поверхности защитного слоя, состоящего из карбоната цинка. При извлечении обрабатываемой детали из расплавленного раствора происходит ряд последовательных химических реакций. Сначала образуется оксид цинка (цинк вступает в реакцию с кислородом, окисляется). Затем в результате взаимодействия диоксида углерода и оксида цинка получается устойчивое, твердое соединение – карбонат цинка.
Цинковое покрытие после финишной обработки имеет серый, матовый цвет. Для улучшения декоративных характеристик в цинковый расплав добавляют алюминий, никель (вместе или раздельно).
После горячего цинкования слой наносимого покрытия может находиться в диапазоне от 30 до 200 мкм. Толщина цинкового слоя зависит от
• рабочей температуры расплавленного раствора,
• временного интервала погружения,
• скоростного режима извлечения обрабатываемого изделия из ванны цинкования,
• финишного удаления излишков цинкового расплава.
Высокая износостойкость цинкового покрытия, большая толщина защитного слоя увеличивают срок эксплуатации обрабатываемых изделий.
Приоритеты технологии горячего оцинкования
1. Высокая устойчивость к химическому воздействию.
2. Способность защитного слоя к самовосстановлению в местах механического повреждения.
3. Высокие механические характеристики, ударная устойчивость.
4. Длительный срок эксплуатации обработанных деталей.
5. Простота технологического процесса горячего цинкования.
6. Возможность оцинковать крупногабаритные изделия и конструкции.
7. Высокая электро- и теплопроводность цинкового покрытия.
Горячее цинкование. Недостатки процесса
1. Отсутствует возможность наложить слой с точными (жесткими) геометрическими параметрами, неравномерность толщины финишного покрытия (наплывы, утолщения).
2. Невозможность создать на обрабатываемой поверхности слой толщиной от 4 мкм (минимальная толщина покрытия 30 мкм).
3. Технология не позволяет обрабатывать мелкогабаритные изделия.
4. При обработке сложных, геометрических конструкций обязательно наличие дополнительных технологических отверстий для удаления излишков цинка.
Области применения изделий после горячего цинкования
Большая толщина наносимого покрытия, высокая коррозионная устойчивость, длительный срок эксплуатации – параметры, которые учитываются при создании ответственных металлоизделий. Горячей оцинковке подвергаются :
• строительные металлоконструкции,
• линии электропередач,
• дорожные и мостовые опоры,
• осветительные и рекламные конструкции,
• дорожные, оградительные приспособления.
Горячее цинкование используется в трубопрокатном производстве. Горячеоцинкованые трубопроводы используются в нефтяной и газодобывающей промышленности (добыча и переработка). Оцинкованные изделия и конструкции используют в коммунальном хозяйстве, сельскохозяйственной отрасли.В автомобилестроении активно применяют оцинкованный, тонколистовой, холоднокатаный прокат (изготовление кузовных панелей). Разработана специальная методика высокоскоростного, горячего цинкования проволоки.