Нанесение цинка на металл

Цинкование — ключевой метод антикоррозионной защиты стальных изделий. Понимание принципов и правильный выбор технологии позволяют существенно продлить срок службы конструкции и снизить затраты на её эксплуатацию.

Суть и преимущества цинкования металла

Цинковое покрытие действует как физический барьер и как «жертвенный» анод — при повреждении покрытия цинк корродирует быстрее, чем сталь, защищая её электрохимически.

Преимущества:

• Высокая коррозионная стойкость в различных средах.
• Продление срока службы конструкций (на годы и десятилетия в зависимости от среды и толщины покрытия).
• Возможность комбинирования с лакокрасочными системами для дополнительной защиты и эстетики.
• Экономическая эффективность при массовой обработке (особенно горячее цинкование).
• Хорошая совместимость с последующей окраской и маркировкой, возможность восстановления покрытия на месте (ремонтные технологии).
• Характеристики оцинкованного металла

Внешний вид: от матового серебристого до ярко-жёлтого в зависимости от пассивации (одновременная окраска/лакировка изменяет внешний вид).

Толщина покрытия: варьируется в широких пределах (от нескольких микрометров до сотен микрометров) в зависимости от метода.

Адгезия: интерметаллические слои (при горячем цинковании) обеспечивают высокую адгезию; при напылении и электроосаждении требуется качественная подготовка поверхности.

Коррозионная стойкость: определяется толщиной цинка, средой эксплуатации и наличием защитных верхних слоёв.

Механические свойства: покрытия устойчивы к удару и истиранию в зависимости от метода; горячее цинкование обеспечивает высокую прочность сцепления.

Технологичность: оцинкованную поверхность обычно можно сваривать, резать и окрашивать с соблюдением технологий обработки.

Этапы цинкования металла

• - Подготовительный этап.
• - Нанесение цинкового слоя.
• - Просушивание изделия (если предусмотрено технологией).
• - Пассивация/финишная обработка и контроль качества.
• - Подготовительный этап

Обезжиривание: удаление масел, смазок и органических загрязнений с помощью щёлочных или органических средств.

Травление (кислотная обработка, «пиклинг»): удаление оксидной плёнки и ржавчины, создание активной поверхности.

Механическая очистка: абразивная струйная обработка (пескоструй), шлифование для достижения требуемого уровня чистоты (например, Sa2½).

Сушка и флюсование (если применимо): при горячем цинковании перед окунанием используют флюсы (например, хлорид цинка/аммония) для удаления оксидов и улучшения смачивания цинком.

Защитные мероприятия: маскирование участков, которые не должны быть покрыты, контроль геометрии и вентиляция полостей.

Нанесение цинкового слоя

В зависимости от выбранного метода: окунание в расплав, электроосаждение, термодиффузия, напыление или нанесение цинконаполненных ЛКМ.

Важны технологии нанесения: скорость подъёма/опускания, время выдержки, параметры тока и состава электролита, режимы процесса напыления.

После нанесения часто проводится охлаждение и первичная проверка целостности покрытия.

Просушивание изделия

Необходимость и режим зависят от метода:

При электроосаждении и нанесении ЛКМ — обязательная сушка/полимеризация при контролируемой температуре и времени.

При горячем цинковании — охлаждение до безопасной температуры; сушить как таковое не требуется, но могут потребоваться промывки и сушка перед пассивацией или лакировкой.

При термодиффузии — естественное охлаждение после процесса, затем очистка и, при необходимости, сушка.

Цель: удаление влаги, обеспечивание стабильности покрытия и подготовка к последующим этапам (пассивация, окраска).

Методы оцинковки металла

Горячая оцинковка

Суть: погружение изделий в расплавленный цинк при ~450 °C.

Типичное строение: серия интерметаллических слоёв Fe–Zn и наружный слой чистого цинка.

Толщина: обычно 40–200+ мкм.

Преимущества: высокая долговечность, отличная адгезия, механическая стойкость.

Ограничения: термическое воздействие на детали, требования к вентиляции полостей, необходимость заводского оборудования и мер безопасности.

Стандарты: ISO 1461, ASTM A123, ГОСТы по горячему цинкованию.

Холодное цинкование

Суть: нанесение цинконаполненных красок и мастик (zinc-rich coatings) кистью, валиком или распылением.

Содержание цинка: в качественных составах часто >80 % по массе в сухом остатке.

Толщина: от ~50 до 150 мкм (в зависимости от системы и числа слоёв).

Преимущества: простота нанесения, возможность ремонтов на месте, отсутствие нагрева.

Ограничения: долговечность ниже горячего цинкования, зависимость от качества связующего, чувствительность к адгезии и УФ-воздействию.

Гальванический способ (электроцинкование)

Суть: электрохимическое осаждение цинка из электролита при управляемой плотности тока.

Толщина: обычно 5–25 мкм, иногда до 50 мкм.

Преимущества: ровная тонкая плёнка, минимальные деформации, подходит для мелких и массовых деталей (крепёж, автоэлементы).

Ограничения: ограничение по размерам ванн, меньшая долговечность по сравнению с горячим способом, необходимость последующей пассивации (хроматирование/безхроматные пассиваторы).

Термодиффузионное цинкование

Суть: обработка в закрытом барабане с порошком цинка при 300–500 °C, когда цинк диффундирует в поверхность стали.

Структура: диффузионный Fe–Zn слой без значимого наружного слоя чистого цинка.

Толщина: 10–100 мкм.

Преимущества: равномерность, хорошая адгезия, пригодность для резьбовых и мелких деталей.

Ограничения: ограничения по массе/габаритам партии, длительность процесса.

Газотермическое напыление (термическое напыление)

Суть: напыление расплавленных частиц цинка на подготовленную поверхность.

Толщина: 40–300 мкм и выше по требованию.

Преимущества: возможно выполнение на месте (ремонт мостов, опор, резервуаров), быстрота работ, возможность комбинирования с алюминием/цинк-алюминием для улучшенной стойкости.

Ограничения: адгезия преимущественно механическая (зависит от качества очистки), пористость слоя требует последующей запечатывающей обработки.

Нанесение цинка по технологии Пранс

Технология «ПРАНС» позволяет с высокой производительностью выполнять работы по термоабразивоструйной очистке до степени SA 3 и активации поверхности металлоизделий с последующим нанесением антикоррозионного металлического цинкового покрытия на металлоизделия любых форм и размеров. Качество наносимого антикоррозионного цинкового покрытия «ПРАНС» соответствует всем требованиям ГОСТ 9.316-2006 (Покрытия термодиффузионные цинковые), ГОСТ 9.307-89 (Покрытия горячие цинковые), ГОСТ 9.304-87 (Покрытия газотермические).

Качество покрытия подтверждено аккредитованной лабораторией МИСиС.

Основные преимущества и область применения технологии ПРАНС

Высокая производительность подготовки поверхности (термоабразивоструйная очистка до SA 3 — «белый металл»).

Универсальность: применение на изделиях любых форм и размеров — крупные конструкции, мосты, опоры, резервуары, мелкий крепёж и т.д.

Соответствие промышленным стандартам и подтверждение качества независимой лабораторией (МИСиС).

Технология «ПРАНС» — это комплексный подход: от термоабразивоструйной очистки до нанесения контролируемого металлического антикоррозионного слоя (цинк/алюминий/медь) с документированными показателями качества. Диапазон наносимых толщин 20–250 мкм, пористость ≤2% и адгезия ≥30 МПа в сочетании со стандартами ГОСТ и подтверждением лаборатории МИСиС делают технологию пригодной для применения в ответственных и требовательных проектах.

Цинкование остаётся надёжным и экономичным методом защиты стали. Выбор технологии должен опираться на геометрию детали, предполагаемую среду эксплуатации, требования к долговечности и стоимость. Технология Пранс предлагает комплексный, документированный подход: от диагностики и подготовки до нанесения покрытия, контроля и сервисного сопровождения, что позволяет получить оптимальное соотношение долговечности и затрат.