ГлавнаяПочему РосГайкаНовостиСвяжитесь с намиКонтакты
 
 

Сравнение покрытий

Коррозия – процесс электрохимического разрушения металла, скорость его зависит от разности потенциалов поверхности металла и электропроводной внешней среды. Чем более электроположительный потенциал металла, тем медленнее идет коррозия.

Пример: «благородные» металлы, обладающие наиболее высоким потенциалом, вообще не нуждаются в дополнительной защите.

В промышленно развитых странах остро стоит проблема защиты изделий из металла от коррозии. Эта задача решается самыми различными способами, в числе важнейших – защита изделий из металла металлическими и химическими покрытиями.

Нанесение защитных антикоррозионных покрытий производится следующими способами:

- горячее цинкование металлоконструкций;

- нанесение гальванических покрытий электролитическим способом;

- цинкламельное покрытие.

Горячее цинкование – это метод нанесения цинкового покрытия путём погружения металлического изделия в ванну с расплавом цинка.

Горячецинковые покрытия занимают второе место по объему производств по нанесению антикоррозионных покрытий. По качеству и долговечности этот тип покрытий является, на сегодняшний момент, одним из лучших. Покрытие при этом наносится погружением деталей в расплав и отличается значительной толщиной (до 35-70 мкм), удовлетворительными защитными свойствами  и отсутствием водородной хрупкости.  При использовании технологии горячего цинкования возникают значительные  проблемы, связанные с экологической безопасностью, обусловленные наличием расплава цинка, применением химических методов подготовки  поверхности. Необходимость поддержания температуры расплава цинка в интервале 460-480 °С приводит к неоправданным энергозатратам.

Технология горячего цинкования состоит из двух этапов:

- подготовка поверхности к горячему цинкованию;

- собственно цинкование металла.

Подготовка поверхности перед горячим цинкованием заключается в последовательном выполнении следующих операций: обезжиривание и травление (в ваннах с различными кислотами), промывание, флюсование и просушивание поверхности. Степень очистки поверхности металлических изделий от окалины и ржавчины регламентируется  ГОСТ 9.402.
Нанесение цинка осуществляется погружением в ванну с горячим цинком предварительно подготовленного и высушенного металлического изделия. При этом на поверхности изделия образуется Fe-Zn сплав, который и создаёт защиту от коррозии.
В строительной промышленности широко применяется технология горячего цинкования проволоки, металлоконструкций, труб и т.п.

Процесс горячего цинкования довольно длителен, трудоемок, и очень энергозатратен. Недостатком может послужить тот факт, что ванны, в которых обрабатывается металл, ограничены в размерах и порой не способны обработать нужную конструкцию. Хотя в современных ваннах могут легко умещаться строительные леса, опоры линий электропередач, мачты освещения и другие габаритные конструкции.

Электролитическое цинкование – это наиболее распространенный способ нанесения цинковых покрытий. При этом способе, осаждение осуществляется из электролитов различного состава в зависимости от требований, предъявляемых к свойствам покрытия (внешний вид и коррозионная стойкость), назначения и конструктивных особенностей деталей, технических возможностей предприятия, экологических требований и экономичности процесса. Наиболее широко применяемыми являются щелочные (нецианистый и цианистый), слабокислые (хлораммонийный и хлоридный) и кислые (сульфатный, хлоридный) электролиты. 

Технология нанесения, на детали автомобиля, цинкового электролитического покрытия:  деталь погружается в электролит, содержащий катионы цинка Zn 2+ (каждому из них не хватает 2-ух электронов, чтобы превратиться в атом металлического цинка).  Деталь (катод) подключается к отрицательному полюсу и заряжается отрицательно (избыток электронов на поверхности). Анодами (положительно заряженными) служат стальные пластины. При включении выпрямителя в электролите начинается направленное движение заряженных частиц – ионов. Положительно заряженные катионы цинка (Zn 2+) и водорода (Н+) движутся к поверхности детали (отрицательно заряженный катод), где приобретают недостающие электроны и превращаются в металлический цинк и водород. Именно этот водород «соосождается» с металлическим цинком, внедряется в покрытие и далее в основу - сталь, приводя к ее наводороживанию, чрезвычайно опасному для тонкостенных деталей, работающих под нагрузкой. Отрицательно заряженные ионы (в водной щелочной среде это группа ОН-) движутся  к поверхности положительно заряженного анода (стальной пластины), где разряжаются с образованием и выделением кислорода. Образование водорода (на катоде) и кислорода (на аноде) сопровождается газовыделением. Поскольку процесс электрохимического восстановления металлического цинка из ионов происходит непосредственно на поверхности детали, требования к подготовке поверхности здесь достаточно высокие. Подготовка поверхности перед электролитическим цинкованием выполняется непосредственно на линии цинкования и включает в себя 2 последовательных химических процесса обезжиривания: травление с обезжиривающим эффектом и электрохимическое обезжиривание. Интенсивные промывки между этими операциями и нейтрализацию (декапирование) поверхности непосредственно перед цинкованием. Все детали проходят последовательно через эти ванны. В нашем производстве предусмотрено 2 вида пассивации на основе хрома (III) – тонкослойная (бесцветная) для насыпных деталей и толстослойная (радужная) для подвесочных.  Тонкослойная пассивация, обладающая меньшими защитными свойствами, усиливается за счет последующего нанесения дополнительного, «топового» слоя в водном растворе мелкодисперсного воска. Достоинства электролитического цинкового покрытия: хороший внешний вид, высокие защитные свойства (после пассивации), небольшая толщина (7- 9 мкм). Невысокая концентрация цинка (до 14 г/л) в щелочном электролите, соответственно сравнительно небольшое количество отходов в виде шлама.

Общепризнанными недостатками электролитического цинкования является наводороживание деталей в процессе цинкования, приводящее к их хрупкости.

Цинкламельное покрытие -  покрытие, сочетающее в себе полезные свойства и лакокрасочного, и электрохимического покрытий.  Покрытие состоит из множества слоев алюминиевых и цинковых чешуек толщиной несколько десятых микрон и шириной около 10 мкм, соединенных органическим связующим компонентом. Слои расположены параллельно друг другу и поверхности детали. Малый размер чешуек позволяет наносить покрытие толщиной от 4 мкм.

Являясь по сути лакокрасочным с барьерным механизмом защиты от коррозии, благодаря содержащимся в нем металлическим частицам цинка и алюминия (более электроотрицательным, чем железо), покрытие также обеспечивает электрохимический механизм защиты – при его повреждении начинается разрушение частиц цинка и алюминия (анод), поверхность изделия при этом является катодом.

Покрытие состоит из базового слоя и, при необходимости, одного или нескольких дополнительных слоев, придающих ему специальные свойства: фрикционные, коррозионную и химическую стойкость, цвет и т.д. Базовый слой содержит более 70 % цинкового порошка, до 10 % алюминиевого и связующий органический материал и наносится на детали как окунанием, так и распылением с последующим нагревом деталей до температуры от 180 до 240 0С. Покрытие обладает высокими защитными свойствами - свыше 900 часов в солевом тумане при толщине (9-10) мкм, высокой термостойкостью базового покрытия при температуре свыше 150 0 С и термостойкостью неорганического покровного слоя при 200 0 С, высокой водородной проницаемостью, что делает возможной десорбцию водорода, абсорбированного металлом в процессе предварительного травления в растворе кислоты.  В процессе нанесения покрытия не происходит наводороживания металла.  Покрытие может иметь различный цвет и заданный коэффициент трения и обладает пластичностью, обеспечивающей его сохранность в резьбовых соединениях.

Покрытие применяется для защиты от коррозии, улучшения внешнего вида, обеспечения работоспособности резьбовых соединений, снижения контактной коррозии в соединениях деталей из черных металлов и алюминия и его сплавов, придания специальных свойств. Цинкламельное покрытие также,  как и цинковое электролитическое, является анодом по отношению к железной основе, в случае повреждения оно  подвергается коррозии в первую очередь, обеспечивая основе электрохимическую защиту.  Непроводящие ток продукты коррозии цинка проявляют свойства уплотняющего слоя, заполняя микрозазоры между слоями чешуек, ослабляют электрическую связь между ними и тормозят процесс электрохимической коррозии, придавая покрытию надежные барьерные защитные свойства.

Цинкламельное покрытие наносят на детали из углеродистой и низколегированной стали, из высокопрочных сталей без ограничения по классу прочности, на детали из чугуна и алюминия.

К достоинствам цинкламельного покрытия относятся следующие важные свойства:

  • Высокая коррозионная стойкость  свыше 900 часов в камере нейтрального соляного тумана;
  • Высокая термостойкость базового покрытия при температуре свыше 150 0 С в течение длительного времени;
  • Термостойкость неорганического покровного слоя при 200 0 С в течение 2000 часов;
  • В процессе нанесения покрытия не образуется и не внедряется в металл водород, что исключает опасность образования трещин, вызванных внутренними напряжениями. Это является определяющим свойством покрытия для назначения его на тонкостенный термообработанные или нитроцементованные детали;
  • Покрытие обладает высокой водородной проницаемостью, что делает возможной десорбцию водорода, абсорбированного металлом в процессе предварительного травления или активации в растворе кислоты (если оно выполнялось);
  • Покрытие обладает пластичностью, обеспечивающей его сохранность в резьбовых соединениях, что в сочетании с высокой коррозионной стойкостью при небольших толщинах позволяет широко применять его при изготовлении метизов;
  • Покрытие осаждается как на наружных поверхностях, так и во внутренних полостях;
  • Покрытию можно придать разный цвет в зависимости от требований заказчика;
  • Можно осаждать покрытие с заданным коэффициентом трения;
  • Покрытие не содержит соединений шестивалентного хрома и других экологически вредных тяжелых металлов и полностью соответствует директиве ЕС 2000/53/УЭС Европарламента и Совета по старым автомобилям.

Ограничение к применению - детали, изготовленные из высоколегированных инструментальных сталей и пружинных сталей, изменяющих механические свойства при нагреве свыше 180 0С, детали, предназначенные под последующую сварку и окраску и детали, контактирующие с деталями из магния и меди.

Технологичность процесса нанесения, уникальные свойства и универсальность позволяют цинкламельному покрытию уверенно занять достойное место в ряду других известных покрытий.

В настоящее время покрытие ДЕЛЬTA, нанесенное по технологии «Dorken MKS-Systeme», защищает от коррозии детали автомобилей, оборудования и другой продукции компаний Фольксваген, Вольво, БМВ, Тойота, БОШ, КИА, Дженерал Моторс и многих других.

    

 
 

© 2013 rosgaika.ru

Санкт-Петербург, п. Металлострой, Школьная 16

Яндекс.Метрика