КАК ОЦИНКОВЫВАЮТ металлические детали погружением

Еще бы описание процесса добавить
Метод горячего цинковании появился и впервые был применен во Франции (1742 год), химик Поль Жак Малуэн погрузил в расплавленный цинк стальные изделия. В результате на них образовался слой цинка. В этом же году Малуэн выступил с докладом во французской Королевской академии, где подробно описал процесс получения цинкового покрытия на стальных деталях.

Запатентован метод был французским химиком С. Сорелем (1836 год). Он предложил предварительно очищать поверхность стального изделия сначала в 9 % растворе серной кислоты (H2SO4), а затем флюсованием в хлориде аммония (NH4Cl). Только после этих операций применять горячее цинкование.

В 1847 году в Золингене (Германия) открылся первый цех горячего цинкования. Через четыре года начал функционировать еще один цех в Австрии (на предприятии "Винивартер & Герсхайм").

Для того чтобы при погружении заготовки в ванну с жидким цинком (температура 445-460° С) реакция между железом и цинком прошла успешно и слой на поверхности был однороден, деталь подвергают предварительной подготовке.

Обезжиривание предназначено для удаления масла с поверхности детали. Эта процедура проводится с помощью обезжиривающего реагента при температуре от 60 до 80°C. Обезжиривание обязательно проводится перед травлением, что избежать дефектов цинкования металла.

После взаимодействия с обезжиривающим реагентом деталь, которая подвергается горячему цинкованию, следует промыть, чтобы удалить жирные вещества и пену.

Травление. Операция по удаления с поверхности металла слоя оксидов. Он образуются при плохих условиях хранения и в результате горячей обработки.
Обработка выполняется при температуре окружающей среды (20 - 25°C) с помощью соляной кислоты, имеющей концентрацию от 120 до 210 г/л.
Достаточная смачиваемость расплавленного цинка и хорошая растворимость хлоридов железа являются основными преимуществами соляной кислоты.
Чтобы избежать, риска водородного насыщения и ограничить воздействие на основной металл, обрабатываемый методом горячего цинкования, рекомендуется добавлять ингибиторы при травлении.
Постоянный контроль, во время горячего цинкования, позволяет защитить окружающую среду от вредных выбросов и улучшить качество обработки. Для деталей с дефектом используются специальные ванны для снятия цинкового покрытия.

После процедуры травления следует тщательная промывка, чтобы удалить остатки кислоты и солей. В данном случае используется несколько ванн, вследствие чего процесс оптимизируется, и расход воды сокращается.

Флюсование направлено на:
Растворение оксидов железа, образовавшихся во время промывки
Защита поверхности от окисления с помощью пассивированной пленки флюса
Флюсование обеспечивает хорошую смачиваемость
Обработка проводится при температуре 60°C концентрированным раствором флюса (хлорид цинка и хлорид аммония)
6. Предварительный нагрев детали и сушка ее перед нанесением цинка способствуют испарению влаги из отверстий и поверхности деталей. Эта операция позволяет избежать выплескивание цинка во время погружения в печь. Предварительный нагрев осуществляется до 100°C, что способствует значительному снижению себестоимости горячего цинкования и экономии электроэнергии.
Сушильная печь имеет несколько камер, так как время сушки превышает время цинкования.

7. Цинкование. После всех описанных выше операций наступает время, когда контакт между жидким цинком и сталью будет оптимальным.
Вначале процедуры погружения температура цинка 419°C, но цинкование проходит при классических 445-460°C. Это позволяет сократить образование оксидов, штейн и т.д.
Для достижения наилучшего покрытия стали цинком следует учитывать следующие параметры:

Качество цинка
Качество стали
Скорость погружения и поднятия
Температура цинкового расплава
Продолжительность погружения
Охлаждение
Во время фазы погружения методом горячего цинкования следует отслеживать теплообмен внутри детали и разрушение флюса, который способствует лучшему смачиванию расплавленным цинком.
Одним из основных факторов является скорость погружения детали. При медленной скорости присутствует риск повторного окисления ввиду освобождения поверхности стали от пассивированной пленки. При высокой скорости флюс не успевает расплавиться, происходит захват остатков солей с поверхности и все это приводит к образованию дефектов.
В зависимости от размеров, массы металлоконструкции время погружения составляет от 3 до 10 мин.
На конечную толщину полученного покрытия большое влияние оказывает скорость извлечения заготовки. В зависимости от времени погружения детали, производительности, качества поверхности подбирается оптимальная скорость.

8. Охлаждение проводят на открытом воздухе.

Недостатки метода горячего цинкования:

- ограниченные размеры изделия, предназначенного для горячего цинкования (зависит от размера ванны);

- трудности при сварке и дальнейшей обработке оцинкованных изделий;

- относительная неравномерность покрытия;

- невозможность получить очень тонкие покрытия.

- относительно большой расход цинка.

С помощью метода горячего цинкования получают покрытие толщиной от нескольких микрон до одного миллиметра.