Холодное цинкование металла своими руками

Обновлено: 06.07.2024

Для эффективной защиты металлов от коррозии используется методика под названием холодное цинкование. Она заключается в нанесении на металлическую поверхность специальных составов, содержащих в определенных количествах цинк.

1 Холодное цинкование металла – альтернатива горячему цинкованию

Одним из самых качественных способов антикоррозионной защиты металлоконструкций является обработка их цинковыми покрытиями. Электрохимическое осаждение либо горячее цинкование металлов обеспечивает продолжительное предохранение их от ржавления на 10, 15, а то и 50 лет. Но, к сожалению, на практике в силу объективных причин (дороговизна антикоррозионных мероприятий, трудность в их осуществлении с технической точки зрения и так далее) указанные методы не всегда можно применять.

И тогда на помощь приходит холодная антикоррозионная обработка – технология, предполагающая использование цинксодержащих особых композиций для нанесения на поверхность металла. В результате использования таких составов на изделиях формируется покрытие с антикоррозионными характеристиками, которые практически ничем не уступают по свойствам покрытиям, получаемых горячим цинкованием.

По ряду показателей метод холодного цинкования выглядит даже предпочтительнее горячего.

К основным преимуществам холодной защиты металлов от коррозии относят следующие факты:

повышенный уровень сцепления оцинкованной поверхности с иными лакокрасочными составами;
нет никаких ограничений по геометрическим параметрам конструкций, подвергаемых цинкованию;
небольшие затраты на подготовку деталей к обработке;
легкая свариваемость конструкций, прошедших процедуру холодного цинкования;
возможность выполнения операций по антикоррозионной защите в бытовых условиях (с использованием распылительного устройства, малярного валика или обычной кисти);
не нужно производить демонтаж конструкций, которые необходимо обработать, транспортировать их к месту выполнения работ, а затем доставлять обратно, так как все операции выполняются на месте.

Кроме того, нанесение холодных антикоррозионных композиций допускается осуществлять в широком диапазоне температур – от минус 20 до плюс 40 градусов. "Минусом" использования составов для холодного цинкования признается то, что они не обеспечивают высокой стойкости обработанных поверхностей к механическим воздействиям. Впрочем, этот недостаток не настолько существенный, учитывая то, что в любой момент можно нанести новое цинковое покрытие.

2 Холодное цинкование – технология процесса

Описываемый способ цинкования выполняется различными антикоррозионными композициями, состав и свойства которых регламентируются ГОСТ 9.305–84. Именно этот стандарт описывает особенности всех современных неорганических (неметаллических и металлических) покрытий, которые изготавливают химическими и электрохимическими методами. В соответствии с ГОСТ 9.305 холодные составы для цинкования (обзор популярных видов мы приведем ниже) допускается использовать на любых сборочных единицах и изделиях, кроме деталей из магниевых сплавов и сталей повышенной прочности.

Технология обработки металлоконструкций составами для холодного цинкования предполагает подготовку поверхности металла для нанесения защитной композиции. Выполняется эта подготовка по ГОСТ далее описанным образом:

удаление закоксованностей, естественных загрязнений, вызванных климатическими явлениями, солей с металлической поверхности посредством тщательного ее обмыва;
выполнение очистки обрабатываемого изделия гидроабразивным, абразивоструйным либо гидродинамическим методом с целью придания его поверхности требуемого уровня шероховатости, а также для удаления окалины и ржавчины со старого покрытия;
просушивание конструкции в тех случаях, когда очистка выполнялась гидродинамическим либо гидроабразивным способом;
финишная очистка (производится вручную) поверхности, удаление с нее варочных брызг и заусенцев, острых кромок и углов;
обеспыливание металлоконструкции посредством направленной струи воздуха под давлением.

ГОСТ говорит о том, что, если на металле имеются жировые и масляные включения, его поверхность дополнительно следует обезжирить, используя растворители углеводородной группы. К качеству обработанной поверхности ГОСТ выдвигает ряд требований. Так, например, уровень обеспыливания нужно проверять по размеру и числу частиц пыли по стандарту ISO 8502-3, уровень обезжиривания – по ГОСТ 12.2.052 (применяется люминесцентная метода проверки), показатель шероховатости – по ISO 8503-1 при помощи стандартного профилометра или специального компаратора.

После подготовки поверхности и проверки качества выполненной процедуры можно приступать к нанесению выбранного состава для холодного цинкования. Технология требует, чтобы операция выполнялась при определенной температуре воздуха, которая оговаривается производителем защитного покрытия в инструкции по его применению. При этом температура обрабатываемой поверхности обязана быть на три и более градуса больше точки росы (если не выполнить это условие, на конструкции образуется влага, которая ухудшит качество защитного покрытия).

Расчет указанной точки выполняется при помощи различных приборов. Это может быть термометр, психрометр и гигрометр либо более современные комплексные устройства. Их показания следует сравнивать с данными, имеющимися в специальных таблицах, предназначенных для точного определения точки росы. Слои защитного покрытия наносятся равномерно и последовательно. Причем нанесение каждого последующего слоя допускается только после того, как предыдущий высох до оговоренного инструкцией к антикоррозионной композиции показателя.

Обработку рекомендуется выполнять при помощи пневматического оборудования или безвоздушным методом. Детали, которые требуют полосовой окраски, обрабатывают валиками и кистями. После цинкования обязательно проводится контроль качества полученного покрытия. Он осуществляется измерительными устройствами, которые позволяют установить толщину защитной пленки и степень адгезии поверхности металла и покрытия, а также визуально с целью определения декоративных характеристик полученного покрытия, отсутствия на нем дефектов и необработанных участков.

3 Обзор составов для холодного цинкования

На сегодняшний день создано немало композиций, которые позволяют выполнять качественное и эффективное холодное цинкование. Обо всех существующих ныне составах мы, конечно же, не сможем рассказать, но самые распространенные и популярные опишем далее.

Начнем обзор с антикоррозионной композиции Гальванол, которая оптимально подходит для защиты внутренних и наружных частей металлоконструкций и оборудования промышленного назначения. Данный жидкий состав является однокомпонентным раствором очень чистого электролитического цинка, к которому в незначительных количествах добавлены специальные связующие компоненты и летучие соединения.

Гальванол полностью соответствует требованиям ГОСТ, характеризуется стопроцентным защитным влиянием на поверхность обработки и хорошей адгезией к черным металлам, быстротой и легкостью нанесения. Его можно использовать при температуре воздуха от -30 до +50 градусов, наносить на открытые ржавые участки (при условии, что ржавчина прочно держится на поверхности изделия). Допускается выполнять обработку при повышенной влажности.

Достоинством Гальванола, который выпускается с учетом требований ГОСТ, является то, что он остается устойчивым в атмосфере этилового спирта, в растворах солей, в морской и пресной воде. Кроме того, состав одновременно обеспечивает барьерную (то есть сугубо пассивную) и катодную (то есть активную) антикоррозионную защиту.

Для защиты от коррозии гидросооружений, емкостей для нефтепродуктов и горючего, дорожных ограждений, резервуаров и труб для снабжения горячей и холодной водой, опор ЛЭП, железнодорожных и автомобильных сооружений, промышленных конструкций часто используется состав Цинотан. Обычно его применяют в комплексных защитных системах с виниловыми и полиуретановыми материалами, как надежный грунтовочный слой. Хотя и в качестве отдельного защитного покрытия он показывает отличные результаты в промышленной сильнозагрязненной атмосфере и соленой воде.

С Цинотаном можно работать практически в любых климатических зонах нашей страны (класс размещения объектов по ГОСТ 15150). Именно по этой причине композиция не один десяток лет используется грандами отечественной экономики – Российскими железными дорогами, Госстроем, Газпромом и многими другими не менее известными корпорациями.

Травление ржавчины электролизом. Цинкование электролизом.

Ранее красил я арки алкидныи грунами и красками. Передние арки были не очень ржавые.
Метал зачистить удалось идеально (без раковин). Красил из балончиков. Три года держится.
Проблем нет. А вот задние арки заржавели сильно. Зачистить идеально не удается.
Раковины с ржавчиной остаются. Под лупой их хорошо видно. Максимум через год
вспучивается краска. Цинкарь, преобразователь ржавчины особо не помогает.

Достоинства этого (по моему мнению)
1-Дешево
2-Технология относительно несложная. Легко осуществить в гаражных условиях.
3-Надежно Если не поленится и вытравить все ржавчину, далее зацинковать — ржавчина не появляется
очень долго.
4-Цинковать можно в любую погоду. Дождь, влажно, пасмурно и тп. Зимой в морозы конечно не получится.

Недостатки
1- Трудоемко особенно для больших поверхностей. Трудоемко загрунтовать например весь
капот. Хотя и такое видел. Для небольших зон — то что надо.
2- Достаточно долго идет процесс травления ржавчины. Частично эту проблему решил
чередованием механической очистки и травлением.

Процес предполагает два этапа. 1 этап самый сложный -травление. 2 этап цинкование.
Электрическая схема одна и таже. Минус акумулятора через лампу соединяем на кузов
автомобиля. Минус на кузов. Плюс на электрод. Растворы, лампы и электроды разные для каждого этапа.
Вместо аккумулятора можно использовать зарядное устройство.
Лампу используем, во первых для предотвращения короткого замыкания. Во вторых для
ограничения тока. По яркости лампы также можно определять примерно величину тока.
При травлении ток чем больше тем быстрее. А вот при цинковании более 1 ампера ток не
желателен. Иначе цинк ложится быстро, хлопьями. Слой получается рыхлый.
Электроды обматываем тряпкой, так чтобы между кузовом и электродом не было КЗ.

Материалы для первого этапа травление кальцинированой содой.
Раствор: Кальцинированая сода. Продается во всех хозяйственных магазинах.
16 рублей 500 грамм Ложки на стакан воды хватает. Растворяется не очень хорошо.
Примерный расход 100 грам раствора на 5 квадраных сантиметров
Раствора больше мимо льется чем используется в реакции.
Видел на сайте, что в качестве раствора использовали "Крот".

Электрод: Нержавеющая сталь Я взял нержавеющую ложку. В принципе можно использовать
обычную сталь.
Лампа: Н4 50 W Максимальный расчетный ток 5 ампер. Можно в принципе взять что то помощней на 10 ампер
Процесс пойде быстрее.

Материалы для второго этапа цинкование
Раствор: Паяльная кислона. Продается там где продают паяльники. 50 мл 30 руб.
50 мл хватит по моему опыту на 10 кв см И даже больше. Смотря как лить.
Видел на сайте, что в качестве раствора используют цинкарь.
Можно использовать травленную цинком соляную или серную кислоту.
Лутше соляную.

Электрод: Цинк. Где взять? Я брал из старых использованых солевых батареек.
Как понять что батарейки солевая (Корпус цинковый)
==САМЫЙ ПРОСТОЙ СПОСОБ Солевая батарека (цинковый корпус) не магнитятся Проверить магнитои можно
==По обозначению на батарейке
Первая буква
Если "L", то перед вами щелочная батарейка,
если "S" — то серебряно-цинковая,
если "С" — то литиевая,
если этой буквы нет — то солевая.
Вторя буква (а может получится первая о буква)
"R" — обозначает цилиндрическую форму элемента,
"F" — плоскую.
Если перед буквенным обозначением стоит цифра, то она обозначает количество параллельно соединенных
элементов в батарее.
Например, 6F22 обозначает солевую батарейку типа "Крона", состоящую их шести 1,5-вольтовых элементов.
Число в конце строки обозначает размеры элемента, а конкретнее — его радиус.
==Температура плавления цинка 474 градуса Если отрезать стружку от корпуса батарейки
и нагреть зажигалкой -расплавится
==Цинк мягче стали Режется обычными канцелярскими ножницами
Лампа: Р21 Максимальный расчетный ток 1.75 ампер.

Далее описываю сами процесы травления и цинкования.
Очишаем механически краску и ржавчину.

Технология травления ржавчины

Макаем конец электрода с тряпкой (нержавеющую ложку) в растворе кальцинированой соде и водим
по кузову. Можно просто держать на одном месте. Можно бильевой прищепкой прижать к кузову и
только подливат на тряпку раствор.
ВАЖНО! Для ускорения процесса необходимо чередовать процесс травления и механической очистки
грязи (ржавчины и продуктов разложения ржавчины).
И так травим от 10 секунд до 1 минуты (Можно и больше)
Далее дрелью с диском-карчеикой механически затиреем протравленое место. До этого раствор с поверхности
не вытираем.
На поверхности появляется размазаная гряью. Ее стираем чистой тряпкой.
Повторяем этот процес. Обычно не более десяти раз. Смотря какая глубина раковин.

С каждым разом грязи становится все меньше и меньше. Когда эта гряз не появляется процесс заканчиваем.
Отсутсвие грязи говорит о том что либо ржавчину все сьело. Либо она так глубоко в раковинах что от
туда она не вымывается. В любом случае далее травить практически бесполезно.
В конце промываю струей воды все поверхность. Обеэжириваю.

Технология цынкования
Подключаю лампу Р21
Беру электрод из цинка. Смачиваю трябку прямо из тюбика пяльной кислотой.
И вожу по поверхности. Важно! Останавливать на месте электрод не льзя. Иначе волосья тряпки
прилипают к поверхности. Цынкуется быстро. Около минуты на 1 кв см
Далее нетрализую кислоту раствором пишевой соды. Кисточкой намазываю. Шипит.
После смываю струей воды.
Все! Далее можно переходить к покраске.

На фотке неворуженным взглядом все выглядит достаточно прилично, по сравнению с тем что было.
Но если под лупой посмотреть наиболе ржавое место справо видим что остались незацикованные раковины.

Надо было мне потравить подольше. Лоханулся. Можно попробовать травить уже оцинкованную повержность.
Кальцинированая сода не трогает не железо не цинк.
Я понимаю что вариант безнадежный. Арку надо переваривать. Но для экперименов она подошла.
Через год или два переварю.
Я сейчас наверное просто реактивном грунтом покрою.

Другие примеры

Травил я багажник, местами. Жаль, фоток не делал. Были раковины глубже. Все вытравилось.
Там сквозных дыр не было. Только поверхность заржавела. Можно поверить на слово.

В процессе, во круг меня ходили любопытные. Одному любопытному, по его просьбе зацинковал
небольшое пятно на кузове. Грунтом и краской не покрывали. За месяц, а у нас дожди, ржавчина
не появилась. Но не занцинкованых раковон под лупой у него не было. Тщательней протравили.

Будут фотки других примеров. Догружу их.
2016-06-18 18:13 Двери кусок зацинковал. Покрыл реактивным грунтом

На этот раз вытравиль хорошо

2018_05_15 Правая задняя арка.

Технология холодного цинкования металла своими руками.

Цинкование является одним из самых эффективных способов защиты металлических конструкций от коррозии. Известны несколько методик, с помощью которых достигается результат, начиная от электрохимического осаждения и заканчивая газо-термическим напылением. Однако самым популярным и простым является холодное цинкование металла – способ, подходящих для обработки деталей любого размера, выгодный и доступный даже для использования в домашних условиях.

Принцип метода

Холодное цинкование металлоконструкций представляет собой способ покраски металла с помощью специального состава, содержащего большое количество цинка (от 89 до 95%).

Результатом становится образование высыхающей краской прочного покрытия. Причём, защита металла получается не только физической, предотвращающей механическое воздействие, но и катодной, препятствующей развитию коррозии за счёт снижения потенциала.

обеспечением высокого уровня водостойкости, пожаробезопасности и электропроводности обработанного материала;

минимальной вероятностью деформации металла из-за высоких температур – при цинковании поверхность нагревается всего лишь до 5°С–40°С;

возможностью нанесения на поверхность конструкции практически любого лакокрасочного материала – исключением являются алкидные краски, имеющие риск отслаивания;

С помощью данной методики защищаются конструкции мостов, трубы, элементы железнодорожных путей и дорожных ограждений. Кроме того, цинкование обеспечивает защиту баков, резервуаров и нефтепроводов. А одной из самых популярных сфер применения способа является обработка деталей легкового и грузового транспорта.

Составы холодного цинкования, видео:

Отличия от горячего цинкования

Принцип нанесения цинкосодержащего состава. При горячем способе металлоконструкции погружают в заполненную цинковым сплавом ёмкость, ограничивающую размеры детали. Крупные предметы удобнее обрабатывать холодным методом, напоминающим покраску;
Температуру, при которой наносится состав для холодного цинкования – не больше 40 градусов, то есть более чем в 10 раз меньше по сравнению с горячим методом. В большинстве случаев подходят даже стандартные комнатные условия;
Возможность регулирования качества покрытия. Так, при использовании горячей методики исполнитель работ регулирует только температуру, получая практически непредсказуемый результат. Холодное цинкование требует аккуратности, но позволяет получить более эстетичный вид.

Преимущества холодной обработки металла дополняются меньшей стоимостью работ. А единственным минусом можно назвать только увеличение времени на их выполнение. Зато холодное цинкование своими руками может проводиться даже в домашних условиях – без использования специализированного оборудования и специальных условий.

Процесс цинкования

В первую очередь поверхность промывается для удаления с неё загрязнений;
Применяется гидроабразивный, гидродинамический или пескоструйный метод, благодаря которым металл приобретает требуемую степень шероховатости, а окалина и ржавчина удаляются;
Если использовались первые два метода, конструкция просушивается;
Выполняется ручная очистка металла с удалением острых кромок, варочных брызг и углов;
Конструкция очищается от пыли с помощью сжатого воздуха.

При наличии жировых и масляных включений на металле поверхность обезжиривают с помощью растворителей.

Степень обезжиривания контролируется ГОСТ 12.2.052 , запылённость – по ISO 8502-3 . Шероховатость проверяется компаратором или профилометром и сравнивается со значениями из ISO 8503-1 .

Особенности нанесения

Когда поверхность подготовлена, а её качество проверено, начинается сам процесс. Для получения качественного результата технология холодного цинкования металла предусматривает поддерживание определённой температуры воздуха в зоне выполнения работ. Она должна превышать величину точки росы не меньше, чем на 3°С , что позволяет избежать появления на металле влаги и, соответственно, снижения качества защиты и уменьшения её эксплуатационного срока.

Параметр определяется специальными приборами – термометрами, гигрометрами или психрометрами, показания которых сравниваются со значениями из специальных таблиц.

Защитное покрытие наносится в несколько слоёв, каждый следующий – только после полного высыхания предыдущего. Способ нанесения может быть безвоздушным или пневматическим. Требующие полосовой окраски элементы отделываются с помощью валиков и кистей. А после выполнения работы проводится проверка качества покрытия – для этого пользуются специальными измерительными устройствами и визуальным методом.

Особенности выполнения работ в домашних условиях

Благодаря простоте методики и отсутствию особых условий, цинкование металла своими руками выполнить легче, чем воспользоваться другими вариантами обработки металла. При подготовке состава следует учесть, что он представляет собой не обычную краску, а, скорее, разновидность жидкого цинка. А её хранение выполняется в двух формах – в виде цинкового порошка и жидкого связующего компонента.

Следует учесть, что перед цинкованием материал сначала разводят, а затем тщательно перемешивают до получения однородной массы, что позволяет избежать расслоения двухкомпонентного вещества.

Также обязательно учитывается, что прочность получившегося покрытия во многом зависит от его подготовки. Аккуратно выполненная механическая зачистка металла и последующее обезжиривание позволяют увеличить эксплуатационный срок защитного слоя в несколько раз. А нанесение специальных составов не в один, а в 2–3 слоя обеспечит защиту на протяжении, минимум, 10 лет без необходимости дополнительной обработки.

При работе в домашних условиях рекомендуется наносить слои с промежутком не меньше 30 минут – но и не больше часа. Температура окружающей среды должна быть в пределах 5–40 градусов, что позволяет выполнять работы практически в любое время года, на улице или в помещении.

Если цинкование происходит внутри постройки (гаража или мастерской), следует обеспечить хорошее проветривание. А перед тем как наносить на оцинкованное покрытие финишную отделку и лаки желательно выдержать не меньше 24 часов , обеспечивая окончательное схватывание состава.

Правильно выполненное холодное цинкование в домашних условиях позволяет получить защиту металлической поверхности не хуже, чем результат фабричной обработки металлоконструкции. Для этого следует соблюдать все условия процесса. Хотя они и так простые по сравнению с другими методиками. А внешний вид защищаемого металла получается вполне эффектным, даже если исполнитель работ никогда не занимался цинкованием раньше.

Цинкование и пассивация в домашних условиях.

Все началось с ручек для ЗИЛ 4104. Об изготовлении ручек можно почитать в одном из предыдущих постов. Изначально я думал отдать их в оцинковку на производство, но покурив интернеты решил сделать самостоятельно.

Процесс нанесения цинкового покрытия своими руками в целом не сложен. Большинство информации в сети связано с нанесением цинка с корпуса батарейки на участок кузова автомобиля. Но мне это не подходит, так как надо оцинковывать разные небольшие детали целиком. И потом придавать им переливчатый золотисто-зеленый оттенок.

Будем рассматривать электро-химический метод. Он самый простой и доступный для каждого. В результате гальванического процесса в растворе электролита цинк тонким слоем осаждается на поверхности детали. Вот и все. Шучу, не все)

Для самого простого цинкования потребуется.

1. Электролит для АКБ из магазина. То есть раствор серной кислоты.
2. Сульфат цинка порошковый или
3. Паяльная кислота (продается в магазинах радиолюбителей).
4. Дистиллированная вода.
5. Цинковый анод (кусок чистого цинка).
6. Блок питания 12 вольт с возможностью ограничения тока (например зарядное устройство для АКБ.

Для качественной оцинковки необходима качественная очистка поверхности детали от любых загрязнений.

Лучше всего делать пескостуйную обработку. Можно чистить болгаркой. Или вытравливать сначала в щелочи, потом в кислоте. Можно применять гальваническое травление.
При гальваническом травлении не играет большой роли где будет анод а где катод. На аноде в результате реакции выделяется водород, на катоде кислород. Водорода выделяется в 2 раза больше, поэтому анод пузырится сильнее. Заводораживание металла увеличивает его хрупкость, поэтому данный метод очистки не рекомендуют для металлов с высоким классом прочности (пружины там всякие и болты повышенной прочности).

Вобщем суть в том чтоб в процессе очистки удалить с металла все загрязнения.

Спецы рекомендуют сначала травление в щелочи, потом гальваническое кислотное травление, потом активация поверхности в кислотном растворе. Все с проежуточными промывками в воде.

Я очищаю детали механически, потом травление в акумуляторном электролите, промывка в воде, потом снова мехобработка, активация в кислоте и собственно оцинковка.

Если для оцинковки используется сульфат цинка, то его надо растворить в дистиллированной воде в соотношении 200гр на литр воды. Размешать до полного растворения.
Если используется паяльная кислота то она просто наливается в емкость и все.

Этот метод подойдет для защитной оцинковки деталей. Если нужна эстетика то надо использовать специальную химию. Об этом дальше.

Для получения блестящего цинкового покрытия с последующей радужной пассивацией процесс выглядит так.

1. Очистка поверхности детали (механическая, травление в растворе серной кислоты с промежуточными промывками).

2. После очистки детали на несколько секунд погружаем деталь в раствор серной кислоты (электролит для АКБ из магазина), потом промываем водой. Работать в перчатках и чистой детали руками не касаться во избежание загрязнения поверхности и ожогов кожи кислотой! Желательно работать в респираторе чтоб не дышать продуктами реакций.

3. Для блестящего цинкования я использую щелочной электролит "экомет-ц31". Он дает отличное блестящее покрытие.

Вешаем деталь на катод (-) и погружаем полностью в электролит. На аноде (+) кусок цинка. По напряжению и току выше написано. Цинк ложится быстрее со стороны расположения анода, так что деталь надо периодически поворачивать разными сторонами к аноду. Нанесение по времени так же занимает 2-10 минут. Не спешите и не давайте большой ток!

4. После того как деталь оцинкуется ее необходимо промыть в воде. В итоге мы имеем хорошо выглядящую блестящую детать с устойчивым антикоррозийным покрытием.

Для увеличения устойчивости покрытия и придания ему эстетичного вида можно сделать пассивацию.
Пассивация это тоже что активация, только наоборот. Пассивация это процесс создания устойчивой оксидной пленки на поверхности детали.

Для этого я использую состав "экомет — пц12". Этот состав дает радужную пассивацию. Деталь приобретает золотисто зеленоватый оттенок с переливами.

Сразу после оцинковки и промывки детали она погружается в состав для пассивации. Я держу ее там 10-15 секунд, после чего снова промывка в воде и горячая сушка феном.

Сушку надо выполнять аккуратно, фен держать на расстоянии и понемногу прогревать детать, визуально контролируя проявление радужности. Если перегреть локально, пассивация будет отлетать с поверхности.

Цинкование в домашних условиях – доступный способ защиты металлов

Покрытие изделий из металла цинком – наиболее простой, распространенный и дешевый метод защиты от коррозии. Цинкование в домашних условиях характеризуется легкой и доступной технологией.

1 Цинкование как способ коррозийной защиты металлов

В мировой практике из антикоррозийных металлических покрытий наиболее широко применяют цинковые. Это обусловлено относительно небольшой стоимостью цинка и достаточно высокой эффективностью получаемой защиты от внешней среды. В тоже время, технологический процесс нанесения покрытия, называемый цинкование, характеризуется низкими затратами. В атмосфере цинк взаимодействует с кислородом, в результате чего на его поверхности образуется тонкая оксидная пленка, предохраняющая защищаемый металл от губительных воздействий внешней среды. Способов цинкования металлических деталей несколько:

горячий;
газо-термическое напыление;
термодиффузионный;
холодный;
гальванический.

Выбирают метод цинкования, исходя из условий последующего использования изделия и желаемых свойств защитного слоя. Для одной детали может применяться несколько видов покрытия. Чтобы результат был качественным во всех случаях, важен правильный подбор толщины покрытия из цинка, зависящий от температуры и времени процесса. Следует помнить, что оцинкованная металлическая деталь не должна подвергаться каким-либо механическим воздействиям.

2 Технологии различных методов цинкования

Горячее – покрытия наносят погружением в емкость с расплавленным цинком, температуру которого поддерживают в интервале 460–4800 °С. Горячецинковые покрытия по долговечности, качеству – одни из лучших, а по объему производства находятся на 2 месте. Технологический процесс энергозатратен и сложен в плане обеспечения экологической безопасности, что обусловлено использованием химических способов подготовки поверхности и наличием расплавленного цинка.

Газо-термическое напыление – порошкообразный или проволочный цинк расплавляют и напыляют в газовом потоке на металл обрабатываемой детали. Этот метод оптимален для антикоррозионной защиты крупногабаритных металлических конструкций, которые не умещаются в гальваническую или с расплавом цинка ванну. Частицы расплавленного цинка ударяются о поверхность изделия и, деформируясь, образуют пористое ("чешуйчатое") покрытие, которое, как правило, требует обработки порозаполнителем (лакокрасочным материалом). Комбинированное покрытие не теряет защитных качеств в различных средах (атмосфера, вода морская и пресная) 30 лет и более.

Термодиффузионное (шерардизация) – цинковое покрытие получают за счет проникновения атомов цинка в железную подложку с образованием железноцинкового сплава, имеющего сложную структуру. Эффект достигается благодаря тому, что атомы цинка при температурах свыше 2600 °С переходят в паровую фазу. Процесс проводят в замкнутом объеме муфелей или реторт, заполненных обрабатываемыми деталями и порошковой цинкосодержащей смесью. Технологию используют, когда необходимо получить слой цинка толще 15 мкм (обычно 25–110 мкм). Метод экологически безопасен. Покрытие беспористое, с высокой адгезией, защитная способность выше, чем у полученного гальваническим методом в 3–5 раз, и сопоставима со стойкостью горячецинкового.

Гальваническое – обеспечивает создание очень гладкого и точного покрытия, которое наносят при электрохимическом воздействии. Метод применим не только для электропроводящих материалов, но также и для неэлектропроводящих. Получаемое покрытие равномерное, точного размера, декоративного вида, блестящее, толщина, как правило, не превышает 20–30 мкм. Технология – цинковые пластины и обрабатываемую конструкцию погружают в резервуар с электролитом, а затем подключают к источнику постоянного тока. В процессе электролиза анод из цинка растворяется, а его молекулы оседают на поверхности изделия. Электрохимический метод связан с образованием опасных отходов.

Холодное – окраска изделий из металла грунтами, насыщенными высокодисперсным порошкообразным цинком (в готовом покрытии содержится 89–93 % цинка). Метод отличается высокой технологичностью, является самым простым, в настоящее время широко распространен. Очень эффективен для изделий, конструкций, которые нельзя обработать иным способом – закрепленные линии передач, трубы, элементы нефтяной аппаратуры, железнодорожных путей, дорожных ограждений, фурнитуры для мебели и прочие стационарные, неподвижные, труднодоступные объекты. "Холодное" покрытие может прослужить дольше, чем "горячее", в 3–4 раза. Недостатки – относительно низкая стойкость к различным механическим воздействиям и высокие требования к санитарно-гигиеническим условиям работы маляров из-за применения органических растворителей.

Все приведенные методы применяются в промышленных масштабах. Последние 2 можно реализовать самостоятельно с соблюдением необходимых мер безопасности.

3 Гальваническое цинкование в домашних условиях

Цинкование в домашних условиях – процедура, требующая большой точности и аккуратности. Источником тока может служить зарядное устройство на 2–6 А, 6–12 В или автомобильный аккумулятор. Для изготовления электролита, теоретически, можно использовать любую соль, способную растворяться в воде. Однако на практике проще сделать раствор соли цинка. Его состав:

200 г сернокислого цинка;
50 г сернокислого аммония или магния;
15 г уксуснокислого натрия;
1 л воды.

Можно воспользоваться аккумуляторным электролитом (водный раствор серной кислоты), в который необходимо поместить цинк. Когда реакция прекратится, кислота преобразуется в соль, а цинк останется. Если раствор кислоты окажется чрезмерно концентрированным, то на дне появится осадок (кристаллический сульфат цинка). Раствор в этом случае слегка разбавляют водой. Важно помнить, что электролит – опасный яд, с которым следует работать крайне осторожно и в защитной одежде. Помещение, где ведутся работы, должно хорошо проветриваться.

Подбирают посуду из винипласта или стекла. Когда деталь небольшая, то подойдет даже литровая банка. Предусматривают возможность прикрепления на ней изделия и электрода из цинка. Электролит процеживают и заливают в емкость. Деталь, предназначенную для цинкования, необходимо тщательно очистить и обезжирить. Сделать это надо как можно лучше, чтобы цинк лег ровно и прочно. Затем деталь на 2–10 секунд опускают в раствор, после чего сразу промывают под проточной водой. Эту процедуру называют химическим активированием. После этого приступают к анодированию изделия.

Цинковый электрод изготавливают из куска цинка, для чего в нем просверливают отверстие и подвешивают его на медной проволоке. Электрод должен соответствовать следующим требованиям:

площадь поверхности сопоставима с площадью изделия;
форма плоская и удобная для размещения в емкости.

Для подключения к источнику питания используют медные провода. Минус подводят к детали, а плюс к цинковому электроду, который "растворится", а на изделии образуется слой цинка. Время обработки – 10–40 минут.

4 Параметры домашнего гальванического цинкования

Самым сложным в работе является подбор режима цинкования. От него зависит качество покрытия детали. На нее либо осядет цинковый порошок, беспрепятственно удаляемый тряпкой, или прочный слой, который долго прослужит.

Факторы, определяющие добротность покрытия:

Плотность тока – величина силы тока, поделенная на площадь поверхности изделия. Должна быть 0,5–10 А на 1 квадратный дециметр (оптимально 1,5 А/дм 2 ). Регулятором напряжения добиваются не слишком бурного протекания реакции. Если с поверхности изделия пузырьки будут идти чрезмерно активно, то покрытие получится неровным и слабым.
Температура электролита должна быть комнатной (18–25 °С).
Плотность электролита – варьируется в широком диапазоне (от нуля и до величины растворимости солей цинка).
Геометрия изделия – у детали сложной формы, в зависимости от удаления различных ее фрагментов от цинкового электрода, может быть существенная разница в толщине покрытия разных участков (слабое покрытие в углублениях, а на острой кромке образуются наросты).

Исходя из выше описанного, целесообразно расстояние до электрода увеличить, использовать 2 цинковых анода, деталь покрутить, поэкспериментировать. Цинкование возможно проводить в 2 или 3 слоя с сопутствующим удалением образовавшихся наростов.

5 Холодное цинкование своими руками

Холодное цинкование – нанесение покрытия в виде краски. В этой формулировке заложен основной смысл используемого материала – это не краска, содержащая цинк, а именно этот металл в виде краски.

Для холодного цинкования на рынке можно найти большое множество материалов от различных производителей. У многих составов иногда основные характеристики (содержание цинка, к примеру) варьируются в широких пределах. Соответственно, эффективность их применения тоже может меняться. Некоторые составы очень требовательны к качеству подготовки поверхности металла, у других недостаточная сила адгезии с деталью, и они легко отслаиваются, какие-то обладают низкой эластичностью и покрываются паутиной трещин, есть такие, которым нужен фирменный растворитель, для нанесения ряда материалов требуется специальное оборудование, бывают не совместимые с финишными покрытиями.

Все предлагаемые материалы включают два компонента, поставляемых в отдельных упаковках – цинковый порошок и связующий жидкий компонент. Перед применением оба вещества смешивают согласно нормативам, указанным в документах на краску. Пропорции "порошок"-"связующее" бывают от 1:1 до 3:1. Средство наносят при температуре 5–40 °С и влажности воздуха 30–98 %. Во время работ и после их проведения помещение тщательно проветривают. Необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Хорошо зарекомендовал себя российский материал Гальванол, обладающий оптимальными характеристиками:

содержание мелкодисперсной химически чистой цинковой пудры 96 %;
быстро сохнет – до нанесения следующего слоя требуется выждать 30 минут;
можно наносить любым способом (погружением, валиком, кистью, краскопультом и так далее);
можно окрашивать любыми ЛКМ, возможно нанесение полимерных покрытий;
допустимо нанесение на ржавчину;
возможно наносить на влажный металл и при отрицательных (до -35 °С) температурах;
растворим доступными растворителями (ксилол, сольвент).

Гальванол настолько технологичен и прост в нанесении, что позволяет высокоэффективно защищать чугун, сталь и железо даже в обычных домашних условиях.

6 Основные требования к холодному цинкованию дома

Важная составляющая холодного цинкования металла – жидкий цинк предварительно перемешивают. Из-за большой плотности составы сильно раcслаиваются и непосредственно перед использованием их необходимо тщательно перемешать до получения однородной массы, жидкости. Кроме того, чем качественней подготовлен к нанесению покрытия металл, тем долговечней будет защитный цинковый слой. Поэтому лучше всего произвести механическую зачистку детали с последующим обезжириванием.

Оцинковка, нанесенная на такое изделие в 2 слоя, прослужит минимум 10 лет. Очередной слой делают всего через 30 минут после предыдущего. Перед нанесением финишных покрытий и ЛКМ необходимо выдержать 24 часа (чтобы остатки растворителя полностью улетучились). Холодное цинкование, своими руками проведенное с соблюдением технологии и инструкции по применению состава, по качеству и надежности не уступает фабричному исполнению.

Читайте также: