Как оцинковать сталь? Объяснение различных методов

Оцинковка стали может быть выполнена различными способами. Горячее цинкование подразумевает погружение стали в расплавленный цинк для получения толстого, прочного покрытия. Электрогальванизация наносит тонкий, равномерный слой цинка посредством электрического тока. Другие методы, такие как непрерывное цинкование, шерардизация и механическое покрытие, предлагают уникальные преимущества для определенных применений.

В этой статье будет представлен каждый метод и даны рекомендации по подготовительным работам и последующей обработке.

Что такое гальванизация?

Гальванизация — это процесс нанесения защитного слоя цинка на сталь или железо для защиты от коррозии. Существует три основных типа цинкования: горячее цинкование, электроцинкование и цинкование с отжигом. Среди них наиболее широко используется горячее цинкование, поскольку оно обеспечивает надежную и долговечную защиту.

Подготовка перед гальванизацией

Обезжиривание или очистка

Стальные детали сначала погружают в горячий щелочной раствор, часто с добавлением моющих средств, чтобы разбить и растворить любые загрязнения. Органические растворители можно использовать для удаления более сложных масел или смазок.

После этой очистки сталь тщательно промывают водой, чтобы удалить остатки моющих средств или чистящих средств. Этот шаг имеет решающее значение, поскольку любые оставшиеся масла, смазки или остатки могут помешать эффективному сцеплению цинкового покрытия со стальной поверхностью.

Маринование

После того, как сталь очищена, ее помещают в кислотную ванну, обычно с соляной или серной кислотой. Этот процесс травления удаляет ржавчину, окалину и другие оксиды, которые могли образоваться на поверхности.

В ходе процесса сталь тщательно осматривается, чтобы гарантировать полную очистку без риска повреждения. Затем следует визуальный осмотр, чтобы убедиться, что вся ржавчина и окалина полностью удалены, что необходимо для прочной адгезии цинкового слоя.

Полоскание

Сразу после травления сталь подвергается полной промывке в чистой воде, чтобы смыть остатки кислоты. Иногда проводят несколько промывок, чтобы убедиться, что на поверхности не осталось следов кислоты.

Промывка имеет решающее значение при всех методах цинкования, поскольку остатки кислоты могут привести к дефектам покрытия или ослабить цинковый слой, что снизит качество конечного продукта.

Насколько чистой должна быть сталь перед цинкованием?

Сталь необходимо тщательно очистить перед гальванизацией. Все следы масла, смазки, грязи, ржавчины или любых оксидных слоев на поверхности должны быть тщательно удалены. Даже небольшие следы этих загрязнений могут помешать цинку правильно сцепиться, что приведет к неравномерному покрытию и появлению слабых мест.

Этапы процесса горячего цинкования

1. Убедитесь, что сталь полностью очищена, выполнив процедуры обезжиривания, травления и промывания для удаления любых масел, ржавчины и окалины.
2. Дайте стали полностью высохнуть, либо на воздухе, либо в сушильной печи, чтобы предотвратить влияние влаги на процесс нанесения покрытия.
3. Перед погружением в цинк окуните сталь в раствор флюса, чтобы удалить оставшиеся оксиды и предотвратить окисление.
4.  (Необязательно) Предварительно нагрейте сталь до температуры, близкой к температуре ванны с расплавленным цинком, чтобы уменьшить тепловой удар и улучшить процесс нанесения покрытия.
5. Опустите сталь в ванну с расплавленным цинком, нагретым примерно до 450°C (842°F). Убедитесь, что сталь полностью погружена для равномерного покрытия.
6. Держите сталь в ванне до тех пор, пока цинк полностью не сцепится с поверхностью, образуя защитный слой. Этот процесс занимает несколько минут в зависимости от толщины стали.
7. Медленно поднимите сталь из ванны, позволяя излишкам цинка стечь обратно в ванну. Можно применить легкое встряхивание или вибрацию, чтобы уменьшить избыток цинка.
8. Дайте стали остыть либо на воздухе, либо погрузив ее в закалочный раствор, чтобы цинковое покрытие затвердело и подготовило ее к обработке.
9. Проверьте оцинкованную сталь на однородность и толщину покрытия, чтобы убедиться в ее соответствии стандартам качества.

Роль флюсования

Флюсование является важным этапом горячего цинкования. Обычно в качестве флюса используется хлорид цинка и аммония для предотвращения окисления перед цинкованием. Это позволяет расплавленному цинку плавно и равномерно связываться со сталью, создавая надежный и постоянный защитный слой.

Этапы процесса электрогальванизации

1. Тщательно очистите сталь путем обезжиривания, травления и промывания, чтобы поверхность была свободна от масел, ржавчины и других загрязнений.
2. Подготовьте электролитную ванну с раствором соли цинка, например, сульфата цинка или хлорида цинка., регулируя концентрацию и температуру для оптимального покрытия.
3. Присоедините сталь к отрицательной клемме (катоду) источника питания, а цинковые аноды подключите к положительной клемме (аноду). Поместите их в ванну с электролитом для равномерного распределения.
4. Полностью погрузите сталь в ванну с электролитом, обеспечив полное погружение для получения равномерного покрытия.
5. Пропустите через ванну постоянный ток, что позволит ионам цинка осаждаться на поверхности стали.
6. Извлеките сталь из ванны, затем тщательно промойте, чтобы удалить остатки электролита, которые могут повлиять на покрытие.
7. Полностью высушите сталь, чтобы завершить покрытие и подготовить его к осмотру и обработке. Проверьте цинковое покрытие на равномерность и толщину.

Этапы процесса гальванизации

1. Начните с горячего цинкования, очистив сталь, нанеся флюс и окунув ее в расплавленный цинк для полного покрытия.
2. Перенесите оцинкованную сталь непосредственно в печь для отжига, чтобы начать процесс легирования.
3. Нагрейте сталь в печи до температуры около 500–550 °C (932–1022 °F), чтобы цинк и железо вступили в реакцию.
4. Поддерживайте эту температуру стали, чтобы цинк и железо могли прореагировать и образовать легированный слой.
5. Извлеките сталь из печи и дайте ей постепенно остыть на воздухе или с помощью методов контролируемого охлаждения.
6. Проверьте поверхность на гладкость и матовость, обеспечивающую равномерный слой сплава, соответствующий стандартам качества.

Другие методы гальванизации

Шерардизация

Шерардизация, также известная как паровая гальванизация, покрывает сталь путем нагрева ее цинковым порошком в герметичном вращающемся барабане. При высоких температурах цинк испаряется и связывается со сталью, образуя однородную матовую отделку.

Этот метод позволяет получить прочное покрытие, которое хорошо выдерживает истирание и обеспечивает умеренную коррозионную стойкость, что делает его пригодным для небольших, детализированных деталей, таких как болты, гайки и крепежные детали.

Механическое покрытие

Механическое покрытие использует цинковый порошок и процесс барабанной обработки для покрытия стальных поверхностей. При этом методе цинк прилипает к стали посредством трения и удара, без необходимости в высокой температуре или электрическом токес.

Он хорошо подходит для прецизионных компонентов, требующих контролируемого толщина покрытия без риска повреждения конструкций, таких как винты, гвозди и пружины.

Распылительная гальванизация

Распылительная гальванизация, также известная как цинковая металлизация, наносит расплавленный цинк на стальные поверхности путем распыления. Это позволяет регулировать толщину покрытия, обеспечивая гибкость в уровнях защиты. Этот метод особенно эффективен для крупных конструкций или локальных ремонтов, где погружение нецелесообразно.

Последующая обработка в процессах цинкования

Пассивация

Пассивация — это процесс, который добавляет тонкий защитный слой на оцинкованную поверхность для повышения коррозионной стойкости. Это помогает предотвратить образование белой ржавчины, особенно во влажной среде.

Это обычно используется для горячего цинкования и электрогальванизации.

Закалка

Это делается путем погружения стали в воду или химический раствор сразу после цинкования для быстрого охлаждения и затвердевания покрытия.

При горячем цинковании особенно часто применяется быстрое охлаждение толстого слоя цинка.

Смазывание

Он заключается в нанесении легкого масляного покрытия на оцинкованную поверхность. Это обеспечивает временный защитный слой, предотвращая появление пятен при хранении или коррозию поверхности во время обработки и хранения.

Это более комв электрогальванизации, где тонкое цинковое покрытие может быть более восприимчиво к образованию пятен или царапин.

Покрытие или окраска

Для повышения коррозионной стойкости и эстетических целей оцинкованная сталь может подвергаться дополнительному покрытию или покраске.

Часто это делается с оцинкованной сталью, поскольку ее матовая отделка и богатая железом поверхность хорошо сцепляются с красками и другими покрытиями.

Производство идеальной оцинкованной стали

Группа компаний SteelPRO специализируется на поставках высококачественной оцинкованной стали, включая рулоны оцинкованной стали (СГКК, DX51D) и оцинкованные стальные листы (Z275), все они разработаны для обеспечения исключительной долговечности и коррозионной стойкости.

Наши оцинкованные изделия поставляются в различных размерах и спецификациях, чтобы соответствовать вашим конкретным потребностям, будь то для строительства, автомобилестроения или промышленного применения. С приверженностью точности мы гарантируем, что наши материалы будут готовы к немедленному использованию.