Оцинкованная сталь и горячеоцинкованная сталь

Обновлено: 08.05.2024

Видео: Оцинковка металла на горячую Что это было?

Содержание

В ключевое отличие между гальваническим и горячим цинкованием Большинство оцинкованных материалов имеют гладкую и острую отделку, тогда как конструкции с горячим цинкованием имеют грубую отделку.

Гальванизация - это процесс предотвращения коррозии металлических поверхностей. После завершения цинкования мы говорим, что поверхность «оцинкована», если это делается обычным способом. Однако, если мы используем метод горячего погружения, мы называем его «горячеоцинкованной поверхностью».

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое оцинковка
3. Что такое горячее цинкование?
4. Сравнение бок о бок - оцинковка и горячее цинкование в табличной форме
5. Резюме

Что такое оцинковка?

Оцинкованная поверхность - это металлическая поверхность, покрытая слоем цинка для защиты от коррозии. Мы называем процесс нанесения этого цинкового слоя «гальванизацией». Кроме того, это приложение выполняется на стальных или железных поверхностях.

Существуют разные виды цинкования, в том числе:

Горячее цинкование - погружение изделия в расплав цинка.
Непрерывное цинкование - форма горячего цинкования, но этот метод приводит к более тонкому цинкованию; таким образом, коррозионная стойкость сравнительно меньше.
Термический спрей - напыление на изделие полурасплавленного цинка.
Гальваника - использование предмета и металлического цинка в качестве электродов в электрохимической ячейке
Механическое покрытие - химический метод нанесения покрытия с использованием механической энергии и тепла.

Что такое горячее цинкование?

Горячее цинкование - это процесс нанесения слоя цинка на металл для защиты металла от коррозии. Мы можем обозначить это как HDG. Этот процесс состоит из трех основных этапов, а именно:

Подготовка поверхности
Цинкование
Осмотр

На этапе подготовки поверхности мы должны подвесить стальной предмет на проволоке или поместить в соответствующую стойку. После этого сталь проходит три этапа очистки: обезжиривание, травление и флюсование. На этапе обезжиривания удаляется грязь со стальной поверхности. На стадии травления удаляется прокатная окалина и оксид железа. Позже на этапе флюсования он удаляет любые другие оксиды, присутствующие на поверхности стали, и образует защитный слой, который может предотвратить дальнейшее образование оксидов.

Во время процесса цинкования нам необходимо окунуть сталь в ванну расплава цинка, которая содержит не менее 98% цинка. Здесь железо на стальной поверхности имеет тенденцию образовывать серию интерметаллических слоев цинка и железа и внешний слой чистого цинка. На этапе осмотра нам необходимо осмотреть покрытие. Кроме того, нам необходимо определить качество поверхностного слоя цинка.

В чем разница между оцинковкой и горячим цинкованием?

Горячее цинкование - это один из видов цинкования. Основное различие между оцинковкой и горячим цинкованием заключается в том, что оцинкованные материалы имеют гладкую и острую отделку, тогда как конструкции с горячим цинкованием имеют грубую отделку. Кроме того, процесс цинкования включает формирование слоя цинка для защиты металла от коррозии, в то время как горячее цинкование включает формирование слоя чистого цинка на поверхности металла посредством подготовки поверхности, гальванизации и контроля.

Резюме - оцинковка и горячее цинкование

Вкратце, горячее цинкование - это вид цинкования. Основное различие между оцинковкой и горячим цинкованием заключается в том, что оцинкованные материалы имеют гладкую и острую отделку, тогда как конструкции с горячим цинкованием имеют грубую отделку.

Виды цинкования металла

Одним из самых значимых недостатков металлоконструкций, изделий из железа, стали и их производных — является склонность к коррозии. Взаимодействуя с кислородом, незащищённая поверхность чёрных металлов окисляется, образуя рыхлый слой, называемый ржавчиной. Последняя является ничем иным, как оксидом, сквозь который (из-за пористой структуры) кислород снова и снова проникает к железу, разрушает его, ослабляя тем самым изделие или конструкцию. Чтобы минимизировать этот недостаток, применяется цинкование.

Определение и общие принципы цинкования

Цинкование — это технологический процесс обработки деталей или конструкций из металла, нацеленный на защиту от воздействия коррозии. Существует несколько способов оцинковки, которые рассмотрены ниже. Однако вне зависимости от применяемого метода, принцип защиты металла от ржавления остаётся одним и тем же.

Суть цинкования при любой технологии его реализации сводится к следующему. Тем или иным методом на подготовленную поверхность изделия или конструкции наносится слой цинка. В зависимости от применённой методики защитный слой либо только укрывает поверхность основного материала, либо дополнительно соединяется с ним за счёт диффузного взаимодействия. Цель и результат, в принципе, всегда одни и те же — на поверхности уязвимого к коррозии металла образуется слой цинка определённой толщины.

Благодаря свойствам цинка при контакте с атмосферным кислородом на его поверхности моментально образуется оксидная плёнка. В отличие от оксида железа, она имеет высокую плотность и прочность, за счёт чего она: во-первых, не пропускает к металлу атмосферный кислород; во-вторых, не разрушается от малейшего механического воздействия.

Таким образом — оцинкованный металл оказывается в прочной воздухонепроницаемой оболочке, которая защищает его от разрушающей коррозии.

Более того, если в результате механического воздействия оксидная плёнка повреждается, оголённый цинк тут же взаимодействует с атмосферным кислородом, образуя новый защитный слой. Благодаря этому свойству оцинковку называют самовосстанавливающейся защитой металла от коррозии.

Даже если цинковое покрытие повредить до самого железа, его ржавление будет происходить не так интенсивно, как в случае с незащищённым металлом. Всё потому, что цинк с железом в повреждённом месте образует так называемую гальваническую пару, в которой именно цинк является более активным металлом. То есть, он вступает в реакцию коррозии первым, тогда как менее активное железо ржавеет и разрушается не так активно.

Методы цинкования металла

Перед описанием распространённых в современной промышленности технологий цинкования предлагаем рассмотреть общие различия между ними. Это важно, поскольку выбранный метод существенно влияет в той или иной степени на получаемый результат. На практике это означает, что в зависимости от сферы эксплуатации металлических изделий и конструкций экономически выгодно применять далеко не все технологии оцинковки.

В целом, методы цинкования отличаются между собой следующими свойствами:

Толщина защитного покрытия — если для габаритных металлоконструкций чем большим будет слой защиты, тем лучше, то для высокоточных мелких деталей необходимо применять цинкование, при котором можно выбирать и контролировать толщину антикоррозионного покрытия. Реализовать это позволяет далеко не всякая технология.
Равномерность толщины оцинковки — опять же, чем мельче и точнее металлическая деталь, тем выше требования к наносимому на неё защитному покрытию. Например, опоре ЛЭП всё равно, насколько равномерно она будет укрыта цинком, тогда как для деталей, имеющих прецизионные отверстия, резьбу, фаски и прочее — равномерность слоя цинка крайне важна.
Прочность удержания защитного покрытия на металле — сильно зависит от того, каким методом было выполнено цинкование. Например, при рассмотренном далее горячем и термодиффузионном цинковании цинк не только покрывает поверхность изделия, но также соединяется с ним на молекулярном уровне, что существенно повышает прочность удержания защиты на металле.
Внешний вид оцинкованной детали — в зависимости от применяемой технологии поверхностный слой оксида цинка может быть матовым, глянцевым, а также отличаться оттенками от тёмно-серого до голубоватого.
Стойкость к механическим повреждениям — чем она выше, тем дольше продержится защита на изделиях, подвергающихся тем или иным физическим нагрузкам.
Способность к самовосстановлению — по большей части зависит от толщины нанесённого на металл цинка и характера эксплуатации конструкции или изделия.
Коррозионная устойчивость — является общим свойством обработанного изделия, которое складывается из совокупности нескольких факторов. В том числе, устойчивость оцинкованной детали к коррозии зависит от толщины цинкового слоя, его равномерности, прочности удержания, а также от стойкости к механическим повреждениям и способности к самовосстановлению.

В зависимости от применяемой технологии цинкования меняются эти свойства, а также сложность технологического процесса, доступные объёмы и скорость обработки, себестоимость процесса и, в конце концов, его целесообразность. По сути, всё рассмотренное и перечисленное выше — является наглядными критериями сравнения методов цинкования.

В современной промышленности наибольшей распространённостью отличаются следующие пять технологий цинкования:

Горячее — выполняется посредством погружения обрабатываемых изделий в расплавленный цинк.
Холодное — осуществляется по абсолютной аналогии с обычным окрашиванием вручную или при помощи напыления.
Гальваническое — реализуется путём погружения обрабатываемых деталей в цинкосодержащий электролит, через который пропускается электрический ток.
Термодиффузионное — слой защитного покрытия формируется при помещении обрабатываемой детали в среду, насыщенную порошкообразным цинком.
Газотермическое — на обрабатываемую деталь направляется газовая горелка и в пятно наибольшего нагрева подаётся цинковая проволока или цинковый порошок.

Теперь рассмотрим эти методы цинкования более детально. В частности, «заглянем» внутрь технологического процесса, сравним по вышеописанным свойствам, приведём преимущества, особенности и недостатки.

Горячее цинкование

Горячее цинкование — это технологический процесс нанесения защитного цинкового слоя на металл путём непосредственного погружения в расплавленный цинк. Поскольку именно данный метод является наиболее распространённым и востребованным в современной промышленности, эта технология рассмотрена наиболее детально. Своей популярностью способ обязан внушительному списку преимуществ, которыми обладают оцинкованные изделия.

Полноценный процесс горячего цинкования включает в себя следующие технологичные этапы:

Отгрузка требующих обработки изделий в зону навески. Поскольку рассматриваемый метод один из немногих, который позволяет оцинковывать сравнительно крупногабаритные детали, то отгрузка, как правило, осуществляется при помощи специальных мостовых кранов.
Навеска металлоконструкций. Для последующей обработки доставленные на производство детали навешиваются на подвижные траверсы. Металлоконструкции распределяются и фиксируются таким образом, чтобы вся секция могла поместиться в технологические ёмкости на дальнейших этапах. Также важно навесить изделия так, чтобы они могли контактировать с жидкостями, в которые они будут погружаться, всей поверхностью, не мешая друг другу.
Предварительная обработка металлоконструкций. Перед цинкованием горячим методом изделия из стали подвергаются обязательной многоэтапной подготовке. Она заключается в попеременном погружение траверсы с вывешенными деталями в ванны с технологическими жидкостями. В том числе, в этих ваннах проводится обезжиривание, очистка, травление (за счёт чего обеспечивается проникновение цинка в кристаллическую решётку металла), удаление следов кислоты, покрытие защитным флюсом. Также на данном этапе выполняется предварительный подогрев металла перед погружением в расплавленный цинк, что позволяет избежать деформации изделий из-за резкого перепада температур.
Сушка и предварительный разогрев. Осуществляется в специальной многоступенчатой печи, в которую подаётся разогретый и очищенный воздух. В результате перед оцинковкой с металлоконструкций испаряются следы предварительной подготовки в ваннах с жидкостями, а также происходит их дополнительный прогрев.
Цинкование. Основной технологический этап процесса горячего цинкования металла. Выполняется путём транспортировки траверсы с подготовленными металлическими изделиями в закрытую со всех сторон печь, в которой расположена ванна с расплавленным цинком. Его температура поддерживается на постоянном уровне в районе +450°C при помощи высокоскоростных газовых горелок. Герметичность печи нужна по двум причинам.

Во-первых, это необходимо для обеспечения безопасности людей, которые работают на производстве. Во-вторых, в процессе цинкования выделяются разогретые до высокой температуры газы, которые нуждаются в очистке перед выбросом в атмосферу. Кроме того, тепловая энергия этих газов используется вторично для подогрева технологических жидкостей на этапе предварительной подготовки металлических изделий.

Снятие, сортировка и отгрузка оцинкованных металлоконструкций. По завершению процесса цинкования в ванне с расплавленным цинком траверса с вывешенными изделиями автоматически направляется в зону для их снятия и сортировки, после чего выполняется погрузка металлоконструкций на транспорт для отправки заказчику.

Несмотря на кажущуюся сложность описанного процесса, метод горячего цинкования является одним из самых простых и экономически выгодных. Кроме того, благодаря внедрению тех или иных технологических этапов возможно получать в итоге антикоррозионную защиту с многочисленными преимуществами по сравнению с другими методами цинкования.

Преимущества горячего цинкования (с учётом мощностей нашего предприятия):

сравнительно невысокая стоимость реализации технологического процесса;
высокая производительность автоматизированных линий (до 30 000 тонн в год);
возможность цинкования тяжёлых и крупногабаритных металлоконструкций (до 6 тонн и 13×2×3,1 м);
толщина защитного покрытия 40-200 мкм. Для крупногабаритных изделий толщина может составлять более 200 мкм;
высокая прочность удержания защитного покрытия на металле за счёт проникновения цинка в кристаллическую решётку железа;
высокая стойкость к механическим повреждениям;
отличная способность защитного покрытия к самовосстановлению;
высокая коррозионная устойчивость.

Недостатки:

невозможно наносить слой цинкового покрытия тоньше 45 мкм;
неравномерность защитного покрытия;
непрезентабельный внешний вид обработанных деталей — тёмно-серый, матовый.

Исходя из перечисленных преимуществ и недостатков можно сделать следующие выводы.

Горячее цинкование является идеальной технологией для антикоррозионной обработки крупных и средних по размеру металлоконструкций, которые нуждаются в максимальной защите от коррозии, но не имеют высокоточных поверхностей, отверстий, резьбы, фасок и других прецизионных технологических решений. После ознакомления с этапами технологии также должно быть понятно, что горячим цинкованием невозможно обработать неподвижные стационарные металлоконструкции. То есть, те, которые нельзя доставить на производство.

Холодное цинкование

Холодное цинкование — это самый простой, дешёвый и универсальный способ защитной обработки металлоконструкций. Заключается в том, что предварительно подготовленный металл окрашивается по аналогии с применением обычных полимерных красок. Единственная разница — в наносимом составе содержится определённая концентрация цинкового порошка, который после застывания основы образует защитный слой, действующий описанным выше образом. То есть, на поверхности конструкции образуется оксид цинка, который препятствует контактированию атмосферного кислорода с металлом.

Преимущества холодного цинкования:

дешевизна;
простота технологического процесса;
возможность обработки металлических изделий и конструкций любой формы и размеров;
обрабатываемые детали не нужно демонтировать и транспортировать на предприятие для цинкования;
при необходимости может быть нанесён слой цинкосодержащего состава любой толщины;
внешний вид металлоконструкции можно задать финишной обычной краской, тогда как подложкой для неё будет служить цинкосодержащий грунт.

неконтролируемая равномерность толщины защитного покрытия;
невысокая прочность удержания защитного покрытия на металле;
слабая стойкость к повреждениям.

Исходя из перечисленных преимуществ и недостатков можно сделать несколько выводов о холодном цинковании. Во-первых, эта технология хороша тем, что её можно реализовать буквально в полевых условиях. Во-вторых, форма, вес и габариты обрабатываемых металлоконструкций не могут стать помехой для цинкования. С другой стороны, способ абсолютно не подходит для тех случаев, когда требуется долговечное и высокопрочное защитное антикоррозионное покрытие. Также он не годится для обработки мелких прецизионных деталей.

Гальваническое цинкование

Гальваническое цинкование (также называется электролитическим) — это электрохимический метод антикоррозионной обработки металлических деталей. По факту является самым распространённым, хотя и не наилучшим. Распространённость гальванического цинкования связана с тем, что обработанные детали имеют презентабельный внешний вид. Они получаются блестящими, яркими, и могут иметь оттенки от белого, до серебристого с голубым.

Технология заключается в следующем. Обрабатываемую деталь (необязательно металлическую, то есть, токопроводящую) погружают в электролит, в котором содержится цинк. Такая жидкость обладает способностью проводить электрический ток. Когда он протекает через электролит, цинк, являющийся анодом в данном случае, разрушается, и его ионы оседают на поверхности обрабатываемой детали.

Преимущества гальванического цинкования:

презентабельный внешний вид защитного покрытия;
тонкий слой цинка (10-20 мкм), что позволяет обрабатывать прецизионные детали;
равномерность оцинковки;
сравнительно низкая себестоимость процесса;
возможность обработки неметаллических предметов, которые не могут выдержать, например, процесса горячего цинкования;
способность к самовосстановлению;
достойная прочность удержания цинка на поверхности.

слишком малая толщина слоя цинка для интенсивной эксплуатации изделий в агрессивной среде (имеется в виду вне сухих помещений);
абсолютная неустойчивость к механическим нагрузкам;
низкая общая коррозионная устойчивость.

В силу перечисленных плюсов и минусов гальванический метод цинкования востребован только в тех сферах, где больше требуется презентабельный внешний вид, либо временная защита от коррозии (например, на период складского хранения или транспортировки). Поэтому он считается больше декоративным, нежели защитным.

Термодиффузионное цинкование

Термодиффузионное цинкование — это метод низкотемпературной антикоррозионной обработки, который заключается в обработке деталей в среде с порошковым цинком при температурах от 260°C до 450°C (чем выше температура, тем равномернее получается покрытие). В результате пребывания детали в такой среде атомы цинка на атомном уровне проникают в верхние слои обрабатываемого материала, образуя равномерный защитный слой толщиной 20-100 мкм. При этом, есть возможность регулировать толщину наносимого покрытия путём увеличения или уменьшения времени процесса цинкования.

Преимущества термодиффузионного цинкования:

регулируемая толщина защитного покрытия;
высокая прочность удержания цинкового покрытия за счёт диффузии металлов;
равномерное распределение цинка по всей обрабатываемой поверхности (включая труднодоступные места);
высокая стойкость к повреждениям;
способность к самовосстановлению;
высокая общая коррозионная устойчивость (сравнимая с горячим цинкованием).

сложность технологического процесса;
высокая себестоимость (примерно в два раза дороже, чем горячее цинкование);
непрезентабельный внешний вид оцинкованных деталей.

В промышленности термодиффузионное цинкование востребовано в сферах, где от обработанных деталей требуется высочайшая стойкость к абразивному износу и пластичность поверхности. Обычно используется для антикоррозионной защиты металлических изделий в нефтегазовой, энергетической, сельскохозяйственной и реже в строительной сферах. Несмотря на преимущества особой популярностью технология не пользуется из-за высокой трудозатратности и, как следствие, дороговизны.

Газотермическое цинкование

Газотермическое цинкование — это метод металлизации металлических изделий путём высокоскоростного напыления на их поверхность цинкового порошка. Выполняется следующим образом. На обрабатываемую деталь направляется открытый огонь (применяются газовые горелки), и в зону наивысшего нагрева подаётся цинковый порошок, либо цинковая проволока. В результате мелкодисперсные капельки цинка с высокой скоростью налетают на обрабатываемую поверхность, где застывают, образуя защитный слой толщиной 30-50 мкм. Если необходимо получить более толстое покрытие, цинкование проводится в несколько этапов.

Преимущества газотермического цинкования:

возможность осуществления цинкования вне производственных условий и без демонтажа металлоконструкций;
сравнительная равномерность покрытия;
регулируемая толщина цинка.

нельзя обрабатывать мелкие детали;
пористость покрытия;
невозможно качественно оцинковать труднодоступные места;
не подходит для цинкования прецизионных деталей;
высокая трудоёмкость процесса;
низкая производительность.

Несмотря на множественные недостатки газотермического метода цинкования, технология, всё же, применяется в определённых сферах деятельности. К примеру, она востребована там, где нужно выполнить антикоррозионную обработку без демонтажа конструкций, восстановить часть утерянного в процессе коррозии материала и так далее.

Заключение

На нашем производстве мы используем технологию горячего цинкования. Для реализации основного этапа применяется ванна горячего цинкования марки Pilling, позволяющая обрабатывать металлоконструкции весом до 6 тонн и размерами в пределах 13×2×3,1 м. Толщина цинкования — в диапазоне 80-200 мкм. Производительность линии — до 30 000 тонн в год.

Все об оцинкованной стали

Оцинкованная сталь – альтернатива лужёной, покрытой оловом или оловянно-свинцовым припоем. Цинк – более дешёвый материал, он легко накладывается тончайшим слоем в 30 микрометров и менее, на любую марку стали, включая сплавы типа Ст3.

Виды и разновидности оцинкованной стали главным образом подразделяются на листовую (один из вариантов – рулонная), профильную (от уголка до швеллера), сплошную (круг, квадрат, прямоугольник). Все заготовки, изготовленные из стальных сплавов (кроме нержавейки), легко подвергаются цинкованию. Суть технологии – зачищенные до блеска и обезжиренные (при необходимости) заготовки и детали погружаются в ванну с расплавленным цинком, однако существует и холодное (нетермическое) нанесение оцинковки. Толщина покрытия и профиль чермета определяет, как именно будет нанесён оцинковывающий слой. Дополнительную защиту от атмосферных осадков и воздействия кислорода, содержащегося в воздухе, обеспечивает слой лака или краски. Фирменные кровельные профлисты с окраской – не только оцинкованные и прогрунтованные, но и в довершение процесса нанесения покрытий окрашенные. Для окрашивания используются синтетические краски – вроде тех, которыми покрывают, к примеру, вышки и телебашни.

По способу обработки сталь подразделяется на горячепрокатную и холоднокатаную. Цинковое покрытие наносится и на горяче-, и на холоднокатаную сталь, однако последняя обладает большей гладкостью – меньшей шероховатостью, вернее, полным отсутствием последней. Горячекатаные листы более грубые – остывающая сталь ещё не успевает обрести идеальную форму, и на смену высокой температуре приходит повышенное давление, отличающееся от нормальных условий до 100 раз. По сути, оказывая давление в 100 атмосфер с одновременной прокаткой при помощи гладкого вала, холоднопрокатный конвейер позволяет получить почти идеально ровные листы, к тому же и с выравниванием краёв. После холодной прокатки заготовки эти поступают в рабочую зону лазерно-плазменного стана, где с высочайшей точностью обрезаются неровные края. Затем заготовки подвергаются нанесению оцинковки – и при необходимости окрашиваются.

Тонколистовая сталь – заготовки с толщиной менее 600 мкм. Их собратья с толщиной более 0,6 мм относятся к обычному листу, который затем может быть подвергнут профильному сгибанию на листогибочном станке. Согнутые листы окрашиваются порошковым или аэрозольным методом. В отличие от горячеоцинкованной, которая обрабатывается в ванне с расплавом цинка, холоднооцинкованная подвергается порошковому нанесению цинка, либо анодированию. Горячеоцинкованная сталь, как правило, изготавливается в виде тонколистовых заготовок: на толстолистовые расходуется слишком много энергии. Дело в том, что заготовка должна быть разогрета по всему её объёму: нагреть лишь её поверхность из-за высокой теплопроводности стали не представляется возможным.

Листовая оцинковка в своей основе содержит низко- и среднеуглеродистую сталь. Свариваемость, сгибаемость и штампуемость изделий – весьма удовлетворительные.

Методы цинкования

Чтобы оцинковать изделие из стали, используют гальваноцинкование, газотермическое, холодное и термодиффузионное нанесение покрытия. Особенность готовых покрытий – недопустимость усиленного механического воздействия: оцинковку легко счистить во время интенсивного трения. Характерный пример – ручные тачки, в которых осуществляется замешивание цементных и бетонных растворов: абразивность песка, камней и цемента, а также движения совковой лопатой и мастерком сдирают даже покрытие в 50 мкм менее чем за год при ежедневных замесах данных стройсмесей. В результате обнажившаяся сталь быстро ржавеет, и тачка приходит в негодность. Горячая оцинковка – метод, создающий наиболее долговечное покрытие. Но экологичность данного метода не самая высокая. Перед нанесением цинка выполняется травление стальных заготовок в ванне с раствором серной кислоты, обезжиривание с помощью лёгких спиртов, ацетона и иных растворителей, сделанных из нефти.

Крупногабаритные конструкции, к примеру, комплектующие под опоры для кабельных линий, подвергаются именно погружению в ванну с цинком. Холодное цинкование заключается в нанесении цинксодержащего реагента (но не краски с порошком цинка, измельчённым до состояния тонкой пудры), например, цинконола. На предварительно очищенной стальной заготовке образуется плёнка, содержащая до 93% цинка. Метод этот хорош в случаях, когда необходимо восстановить покрытие из цинка, внезапно повреждённое, чтобы не допустить ржавления стали в данном месте. Гальванический метод позволяет нанести слой цинка толщиной до 30 мкм. Способ основан на растворении цинка в электролите, при этом атомы цинка в составе видоизменённой электролитической консистенции прочно оседают на поверхности обрабатываемой детали. Недостаток данного способа – высокотоксичность электролита, который тщательно очищается перед утилизацией.

Термодиффузионное цинкование основано на нагреве обрабатываемых деталей и цинка до 2600 градусов. При такой температуре из твёрдого изначально цинка формируется газ, проникающий в обрабатываемую заготовку. Метод этот экологически безопасен – оцинковка производится в наглухо закрытом контейнере. Недостаток – неравномерность покрытия и неэстетичный внешний вид обработанной детали или заготовки. Газотермическое покрытие цинком – метод, при котором цинковый порошок или проволока под воздействием раскалённого газа наносится на поверхность изделия.

Пористость такого покрытия повышена, что заставляет производителей оцинкованного листа нанести лакокрасочный слой.

Характеристики

Ширина листа согласно ГОСТу – 71-180 см, толщина – 0,5-1,25 мм. Температура плавления цинка – 420 градусов по Цельсию, поэтому нагрев листов свыше 400 градусов должен быть исключён. Сталь, хотя и плавится в основном лишь при температурах 1300-1500 градусов по Цельсию, при наличии оцинковки не используется в приборах и конструкциях, которые нагреваются хотя бы до 400 градусов. Цинк не боится воды, а значит, может использоваться в конструкциях, которые не контактируют со щелочами, кислотами, некоторыми солями. Оцинкованное железо легко обрабатывается методом штампования, вальцевания, вытягивания и сгибания, при этом цинковое покрытие не повреждается.

Покрытие из цинка, повреждённое при неосторожных действиях, легко восстановить. Плотность стали Ст3Сп – 7,85 г/см3. У цинка этот показатель – 7,13 г/см3, поэтому он не вносит значительного облегчения в лист с определённой толщиной. По ГОСТу, к примеру, лист с толщиной 0,5 мм сохраняет это значение без покрытия, а с покрытием значение толщины увеличится, скажем, до 0,56 мм (по 0,03 мм с каждой из сторон). Свойства полосовой оцинкованной стали не отличаются от неоцинкованной такой же – и та и другая легко гнётся, режется, сверлится и штампуется. Теплопроводность оцинкованной стали почти полностью совпадает по значению с теплопроводностью неоцинковки. Это свойство связано с тем, что тепло (жар), равно как и холод, распространяются не по поверхности тела, а по всему его объёму.

Кроме сопротивления коррозии, остальные качества – электропроводность, упругость, ударная вязкость, склонность к механической (не термической) обработке – остаются почти без особых изменений. Цинковое покрытие, вообще, можно заменить на регулярное – раз в 2-3 года – прогрунтовывание, эффект сохранности стальных конструкций и настила останется примерно тем же. Вес листа 0,4х1000х2000 мм, изготовленного из стали 08пс3сп, составляет 6,95 кг. Соответственно, масса листа 1х1250х2500 мм, прокатанного из той же стали, не более 26,3 кг. В весе роль играют толщина и площадь листовой заготовки.

Плюсы и минусы

Сталь, не содержащая от 14% хрома по массе, ржавеет. Нержавейку покрывать цинком нет необходимости, а вот обычную сталь Ст3сп – обязательно. К достоинствам сплава относят дешевизну и простоту производства. От дождевой воды сталь не поржавеет в течение минимум 30 лет при условии что по крыше никто не будет ходить, волочить по ней тяжёлые предметы, раскладывать инструменты и так далее. Внешний вид стального профлиста при этом не пострадает. Профнастил можно не покрывать никакими лакокрасочными составами, а это значит, что можно сэкономить на краске. Дело в том, что оцинковка является весьма стойкой к нагреву на солнце и ультрафиолету.

Оцинковка не отделяется, подобно краске, от стали – поверхностное проникновение обусловлено диффузными свойствами металлов – железа и цинка. Оцинкованное железо несколько прочнее неоцинкованного. Это достигается в том числе и за счёт небольшого увеличения толщины заготовки. При обычных температурах цинк не разлагается и не отравляет человека и животных. Исключение составляет приготовление пищи в оцинкованных емкостях: образующиеся соли при реакциях цинка с кислотами ядовиты. Оцинковка подходит для дизайнерских решений, наряду с нержавейкой. Оцинкованная сталь заметно дешевле нержавеющей, так как цинка по массе в заготовке содержится меньше, чем хрома в нержавейке.

Недостатки оцинкованного листа следующие:

его нельзя сварить;
при окрашивании оцинковки используется грунт-эмаль по ржавчине или похожий состав;
если слой, покрывающий сталь, тоньше 15 мкм, то он быстро износится.

Без листогибочного станка согнуть лист по кривой, которая является круглой по очертаниям (дугой окружности) крайне затруднительно.

Применение

Наиболее распространённые сферы применения изделий в виде листовой оцинковки – отливы для крыши (водосток для отвода атмосферных осадков в водосточные трубы). Штампование и сгибание не нарушают целостную структуру листовой стали, а противостояние появлению ржавчины даёт возможность применять оцинковку в качестве комплектующих для бытовых приборов. Строительство, прокат труб и автомобильная промышленность – отрасли, в которых оцинковка также нашла своё применение.

Использование кровельного профлиста с оцинкованным покрытием сопровождается покрытием его синтетическими красителями на основе эпоксидной смолы, которое может прослужить до 10 лет без обновления данного слоя. Альтернатива профнастилу – листы металлочерепицы, защищённые оцинковкой, грунтованием и декоративным окрашиванием.

Марки

Прежде чем классифицировать профсталь с оцинковкой по маркам, определитесь, какое из покрытий с цинком вам требуется. Если это не чисто оцинковка, то альтернативными решениями для вашего случая могут оказаться сплавы на основе цинка, магния и алюминия. В некоторых случаях цинковое покрытие дополняется включением чистого железа. Сортовой прокат включает в себя заготовки с улучшенным (У) и высоким (В) качеством покрытия, нормальнокристаллизованные и без особой кристаллизации (КР и МТ соответственно). По методу покрытия различают пассивированный (Пс), пропитанный маслом (Пр), сочетанный (ПП) и без дополнительного покрытия (БК) лист. Толщина различных марок заготовок достигает 2,5 мм. Для производства листов используются сталь под номерами 0, 1, 2, 3 и 4 спокойного отлива.

По ГОСТ 3640-1994 для цинкования используют цинковый материал марок Ц0 и Ц1. В качестве легирующих присадок выступают алюминий или свинец. Кроме вышеописанных марок, маркировка листовой продукции учитывает и следующие атрибуты: «Н» – нормальнотянутый, «Г» – глубокотянутый, «ВГ» – глубокотянутый лист высшей категории. Особо толстые листы, например, толщиной 8 мм, граничат уже со стальными плитами, но также подвергаются оцинковке.

Толщина покрытия такого листа, как правило, максимальная – более 50 мкм. Он не сворачивается в рулоны, а штабелируется стопками: изогнуть его по дуге окружности невозможно.

Оцинкованные стали с полимерным покрытием

Изначально большинство сталей обладают низкими антикоррозийными свойствами. Для того чтобы их можно было использовать в агрессивной среде, сплавы проходят обработку, в результате которой их легируют и покрывают специальным антикоррозийным составом. Одним из таких является полимерное покрытие.

Общее описание

На сегодня наиболее часто встречающимися считаются металлические рулоны, имеющие полимерное покрытие. Материал является весьма популярным, поскольку после такой обработки у него усиливаются антикоррозийные свойства. С ним можно работать во влажной среде, а также при других условиях, которые считаются агрессивными. Рулонная и листовая оцинкованные стали при увеличенном включении в состав цинка улучшают свои антикоррозийные свойства в несколько раз.

При этом состав металла фактически не изменяется, следовательно, он не утрачивает своих первоначальных характеристик. При легировании в состав материала дополнительно включается хром в большом количестве. В результате такой обработки материал становится более устойчивым к воздействию влаги. Для того чтобы более детально изучить все особенности металла с покрытием, рекомендуется обратиться к его основным характеристикам.

Металл с полимерным покрытием обладает рядом индивидуальных характеристик, которые следует учитывать. Они заключаются в следующем.

Такую сталь можно использовать непосредственно как готовую продукцию, так и в виде заготовки.
Антикоррозийные свойства достигаются за счет увеличенного количества цинка на поверхностном слое.
При полимерном напылении появляются защитные свойства. В первую очередь полимеризация защищает металл от негативного воздействия влаги. Также защитный слой увеличивает износоустойчивость.

Перед приобретением материала такого типа рекомендуется ознакомиться с основными эксплуатационными характеристиками. Они состоят из следующих пунктов.

Сталь этого типа обладает высоким уровнем пластичности. Материал можно легко согнуть, разогнуть. Благодаря таким свойствам сталь с полимерным покрытием довольно часто применяют для выполнения отделочных работ.
Сталь проста в обработке, поскольку ее без проблем можно просверлить, она обладает высокой свариваемостью.
Еще одно положительное качество заключается в незначительном весе материала. За счет этого процесс погрузки, разгрузки и транспортировки упрощается в несколько раз. Низкий вес снижает нагрузку на несущие конструкции.
Несмотря на относительную мягкость и малый вес, материал относится к категории наиболее прочных.

В качестве недостатка можно отметить относительно высокую стоимость. Она зависит от толщины полимерного покрытия, а также от разновидности самого материала.

Сталь с полимерным покрытием различается по видам. Основными направлениями считаются тип поверхности, тип покрытия и методика его нанесения.

По типу покрытия

Существует несколько видов покрытий, которые применяются для обработки оцинкованного листа. В соответствии с ГОСТ выделяют следующие варианты:

пищевой ламинат;
полиэстер;
матовый полиэстер;
пурал;
поливинилхлоридный пластизоль;
акрил.

Все эти материалы являются результатом работы химической промышленности. Технически способы нанесения покрытий также различаются между собой:

путем нанесения заранее подготовленной пленки;
погружением самого материала в резервуар с жидким полимером;
валковый метод жидкого полимера;
электростатический метод, при котором полимер изначально имеет порошковое состояние.

Примечательно, что покрытие может быть нанесено только с одной или с обеих сторон. Во втором случае с обратной стороны наносится только один слой полимера, а с лицевой присутствует уже два слоя.

По типу поверхности

Как уже было сказано, покрытие может быть разнотипным. В некоторых случаях, обычно это делается по желанию заказчика, сверху полимерного покрытия наносится пленка, выполняющая защитную функцию. Если говорить о строении материала, то оно включает следующие слои: стальной лист, цинк, антикоррозийный слой, грунт, полимерное покрытие и защитная краска с обратной стороны. В зависимости от толщины каждого из слоев, определяется размер самого материала. Наиболее популярными вариантами являются: 0.5, 0.7, 0.10 и 0.55 мм. От количества слоев также зависит масса каждого 1 м2.

По типу поверхности наиболее востребованными являются следующие: плоские и гладкие, а также профилированные. Здесь выбор того или иного варианта зависит исключительно от индивидуальных предпочтений покупателя.

Советы по выбору

При выборе проката особенное внимание рекомендуется обращать на три основных параметра: толщина самого листа, толщина полимерного покрытия, а также линейные геометрические размеры.

Рекомендуется покупать металлопрокат только у проверенных поставщиков, поскольку такой материал должен обязательно соответствовать установленным Государственным стандартам. В противном случае материал не будет обладать всеми заявленными характеристиками, а это значит, что он не сможет выдержать нагрузки или перепады температурного режима.

Оцинкованный прокат с полимерным покрытием весьма востребован и применяется в самых различных отраслях. К ним относятся:

авиа- и судостроение, поскольку материал устойчив к воздействию влаги и не подвержен коррозии;
в строительстве как на промышленном, так и на бытовом уровне (металл с полимерным покрытием чаще всего используется как кровельный материал);
в автомобилестроении применяется преимущественно для создания корпусов.

Зачастую такой материал используется для создания хозяйственного инвентаря: лейки, ведра, бачки и прочие подобные вещи. Опять же популярность основана на устойчивости к воздействию влаги. В последние несколько лет особенную востребованность приобрели заборы и всевозможные ограждения из такого металла. Заборы являются внешне привлекательными, относительно легкими и долговечными.

Читайте также: