Санкт-Петербург
ул.Ново-Рыбинская, д.19-21, литера А

Технология цинкования

Технология цинкования металлических изделий

Технология цинкования.jpgОдним из важных факторов определяющих ритмичность и качество работы линии горячего цинкования является навеска изделий.

Навеска продукции осуществляется вручную, как правило, путем подвески и увязки металлоконструкций на траверсы проволокой диаметром 3–6 мм (в зависимости от массы изделий).

При оцинковании мелких изделий для повышения производительности навески могут применяться специальные приспособления

Особенности осуществления навески

Размер изделий, их конструктивные особенности важны для рационального выбора способа навески и количества навешиваемых изделий, т.о. для различных конфигураций изделий требуются особые, индивидуальные способы навески.

На качество и толщину цинкового покрытия оказывает влияние угол наклона изделия к поверхности расплава цинка в ванне цинкования (чем больше угол наклона, тем меньше толщина и лучше качество поверхности покрытия). Угол навески цинкуемых изделий ограничен габаритными размерами ванн подготовки и ванны цинкования. Для стального проката этот угол составляет 10–45 градусов.

Последним этапом технологического цикла оцинкования изделий является съем оцинкованной продукции с траверс для отгрузки.

Условия сохранения качества цинкового покрытия при съеме изделий:

  • изделия должны быть охлаждены;
  • должны быть исключены контакты, а также удары и падения между собой и другими металлическими предметами;
  • отгрузка и увязка оцинкованных изделий должна осуществляется тканевыми тросами.

Антикоррозийная защита металлических изделий

Поверхность стали подлежащая цинкованию, как правило, всегда загрязнена маслами или жирами. Эти компоненты появляются на металлоконструкциях вследствие предшествующих обработок или манипуляций, которым они подвергались. Особенно это касается деталей, изготовленных из листа.

Обезжиривание перед цинкованием

Технология цинкования.jpgЖиры и масла, подвергаясь старению при контакте с атмосферой, модифицируются, что порой еще больше затрудняет их удаление.

Жировое покрытие действует как непроницаемая оболочка на оксидах, из-за чего не происходит полного процесса кислотного травления. Часто жировые вещества проникают вглубь пор на поверхности и не обнаруживаются при поверхностном визуальном обследовании.

Обезжиривание поверхности металлоконструкций может считаться основной процедурой всего цикла химической подготовки к процессу горячего цинкования.

Эффективное обезжиривание дает гарантию выполнения успешного качественного процесса травления!

Кислотное травление металлоконструкций

Металлы имеют свойство окисляться, а значит, сталь всегда покрыта слоями оксидов, состоящих из химических соединений железа с кислородом и водой.

Оксидный слой препятствует реакции жидкого цинка с железом и потому должен быть устранен до металлургического процесса цинкования.

Если и существуют ситуации, при которых очистка проводится механическим путем (пескоструйная очистка), то в  большинстве случаев металлоконструкции проходят химическую обработку процедурой кислотного травления. При горячем оцинковании используют соляную кислоту и серную. Из двух кислот, в технологии цинкования предпочтительней первая, поскольку она активна при температуре окружающей среды, и создаёт меньше проблем на следующей стадии химической обработки.

Промывка

Операция промывки необходима для предотвращения переноса хлоридов железа и кислоты HCl в ванну флюсования, а далее и в ванну цинкования.

Железо представляет собой «нежелательный» элемент в растворе флюсования.

Сам по себе хлорид железа обладает некоторым флюсующим действием, однако его наличие имеет и некоторые отрицательные стороны:

  • соли железа в активной форме вызывают перенос ионов Fe2 в ванну цинкования, с последующим увеличением количества гарт-цинка;
  • при контакте с атмосферой железо окисляется, его окисленные компоненты являются малорастворимыми и стремятся пристать к поверхности изделий, что вызывает появление участков, где металлургическая реакция между цинком и железом произойти не сможет.

Флюсование

Другой очень важной стадией в процессе горячего цинкования является подготовка поверхности стали для последующей операции, на которой выполняется термо-металлургическая реакция с цинком.

Данная стадия называется «предварительное флюсование», суть которой состоит в покрытии изделия пленкой неорганического кристаллического соединения, называемого «флюсом». При горячем цинковании требуется, чтобы сталь была идеально чистой до самого погружения в расплавленный цинк, так как только «металлические чистые» поверхности могут реагировать друг с другом.

Особенности флюсования:

  • он удаляет загрязнения и нерастворимые соли, оставшиеся на поверхности деталей после травления;
  • предотвращает образование оксидов и/или солей, которое могло произойти во время ожидания и транспортировки к цинковой ванне;
  • освобождает от оксидов поверхность ванны цинкования в зоне, в которой происходит погружение обрабатываемых деталей.

Флюс ведет себя как «очищающая пена», которая посредством очень сложных химических реакций предотвращает образование оксидов, удаляет остаточные соли и другие поверхностные загрязнения, предохраняя одновременно обрабатываемые поверхности от контакта с окружающей атмосферой.

Сушка металлических изделий

Именно на фазе высушивания металлические соединения получают характеристики «сильной кислоты», способствующей активному взаимодействию расплава цинка со сталью.

Технология цинкования.jpgТакже, на стадии сушки осуществляется предварительный подогрев цинкуемого материала. Температура изделий на выходе из сушильной печи составляют примерно 70 –100 °C. В сушильной камере необходимо наличие хорошей вентиляции, способствующей сушке изделий и удалению влаги из окружающего объема.

Если температуры в сушильной печи слишком высокие, то будет опасность, что соль разложится и преждевременно начнет свое действие, оставив мало флюсующего вещества для реакции между цинком и металлом на этапе цинкования. С другой стороны, если сушка неполная и остается слишком много влаги на поверхности, имеется риск нового окисления какого-то участка поверхности, что приведет к дефектам покрытия.

Цинкование

Для качественной работы ванны цинкования используется цинк высокого стандарта качества, благодаря которому не снизится качество покрытия.

В процессе горячего цинкования, металлоконструкции погружаются в ванну с расплавленным цинком (~430-450° С). В результате реакции, на поверхности изделия образуется ферро-цинковый сплав, являющейся надежной антикоррозийной защитой, состоящей из нескольких слоев с различным удельным соотношением железа и цинка.

Защитная антикоррозийная пленка состоит из нескольких слоев:

  • Гамма-слой (γ) толщиной около 1 мкм, состоящий из сплава стали и цинка, в котором последнего элемента присутствует около 25%.
  • Дельта-слой (d), содержащий порядка 10% железа.
  • Дзета-слой (z), на котором присутствует 7% железа и можно видеть кристаллы, ориентированные по высоте.
  • Эта-слой (h) - почти чистый цинк, с содержанием железа всего 0,008%.