Цинкування давно використовується для захисту металів від впливу атмосферних і агресивних середовищ. Розроблено безліч способів нанесення цинкового шару. Але порівняно недавно стала застосовуватися технологія термодиффузионного цинкування. Крім корозійного захисту, оброблені деталі стійкі до механічних і електрохімічним пошкоджень.

суть процесу

Термодифузія являє собою процес проникнення атомів цинку в поверхневий шар металу, що відбувається під дією високої температури в відновлювальної або інертному газовому середовищі.

Робоча температура залежить від товщини покриття і варіюється в межах 280 ° С-470 ° С. Впроваджуючи, в кристалічну решітку металу,

цинк створює на поверхні захисний шар товщиною в кілька мікрон. Процес протікає в газовому середовищі водню.

Товщина покриття регламентується державним стандартом. Згідно ГОСТ Р 9.316-2006 товщина покриття ділиться на п'ять класів:

  1. 6 … 9 мкм;
  2. 10 … 15 мкм;
  3. 16 … 20 мкм;
  4. 21 … 30 мкм;
  5. 40 … 50 мкм.

Вибір в якості антикорозійного захисту упав на цинк невипадково. Перебуваючи на сталевий поверхні, він поширюється по ній зі швидкістю 2 мм на рік, але при температурі навколишнього середовища 70 ° С. Така властивість дозволяє затягувати поверхневі мікропошкодження.

Практика показує, що цей спосіб більш перспективний і має свої переваги.

технологія процесу

Термодифузійне цинкування технологічний процес якого розбитий на шість послідовних операцій. Суворе дотримання по маршруту заставу отримання якісного результату.

  1. Підготовчий. На етапі підготовки деталі піддаються піскоструминній або ультразвукової очищенні від окалини, іржі. Видалення жирових забруднень здійснюється ацетоном. Якщо деталь має великі розміри можлива дробеструйная обробка.
  2. Завантаження контейнера. Очищені і висушені деталі поміщаються в герметичний контейнер. Для насичення внутрішнього обсягу цинком і воднем додається насичує суміш. Великою популярністю користується «Левікор». Від кількості суміші залежить товщина шару покриття. Після ретельного перемішування контейнери герметизуються і поміщаються в піч.
  3. Процес насичення. Температура процесу насичення залежить від типу сплаву і його марки. В середньому процес триває 60-90 хвилин. Протягом всього часу нагріває установка обертається, забезпечуючи перемішування деталей з насичує сумішшю.
  4. Вивантаження і очищення. Після закінчення процесу насичення проводиться вивантаження деталей. Видалення залишків насичує суміші.
  5. Пасивування. Ця операція призначена для захисту покриття від окисного впливу повітряного середовища. Вироби, призначені для фарбування, піддаються обробці одноразово. Ті, що ні фарбуються, обробляються два рази. Після кожного пассивирования слід промивка.
  6. Сушка. Під час сушіння видаляється волога, і деталі остигають.

Гідності й недоліки

Протягом застосування методу антикорозійного захисту були виявлені характерні для нього риси. Термодифузійне цинкове покриття має ряд переваг, серед яких виділяються:

  • висока адгезія за рахунок того, що мікронерівності поверхні не зникають;
  • економічність: низькі витрати на підготовку і електроенергію, мала кількість виробничих площ і обслуговуючого персоналу;
  • товщина покриття рівномірна по всій площі вироби;
  • екологічність процесу;
  • регулювання товщини при утворенні захисного покриття;
  • підвищення твердості на поверхні;
  • мінімальні витрати;
  • невисока собівартість;
  • просте в обслуговуванні обладнання;
  • невисока температура не змінює внутрішню структуру металу;
  • для очищення не використовуються хімічні реактиви;
  • одержувані відходи утилізуються природним способом.

На тлі переваг у методу є і недоліки:

  • на відміну від інших методів нанесене покриття має матовий сірий колір;
  • невисока продуктивність;
  • габарити оброблюваних виробів обмежуються розмірами обсягами обладнання.

Оцинкування деталей різними методами і проведений порівняльний аналіз показав наступні дані.

№ п.п. метод цинкування
Гарячегальванічнетермодифузійне
1Температурний режим протікання процесу, ° С450-54020280-470
2Товщина нанесеного шару, мкм30-606-155-100
3На який матеріал наноситьсяСталь з незначним вмістом кремніюСталь (обмеження для високоміцних марок)Чорні метали та сплави на основі міді
4Розмір оброблюваних метизівМ10-50М4-50М4-90
5Типи оброблюваних отворівнаскрізнінаскрізніНаскрізні, глухі
6Обмеження по обробціКишені, суцільні зварні швиКишені, відсутність зварних швівБез обмежень
7загартований кріпленняНе підлягає обробці (температура протікання процесу близька до низького відпуску)Не підлягає обробці (кислотна обробка, підвищення водневої крихкості)Без обмежень
8Стійкість до солей (лабораторний тест), годину500961500
9властивості покриттяЗнижена адгезія, Ресурсовитратна підготовкаЗнижена адгезія, Ресурсовитратна підготовкаадгезія висока
10твердістьзнижуєтьсявідсутняПлюс 1 … 2 HRC
11Коефіцієнт тертяпідвищенийзниженийЗнижений при викручуванні
12Підготовка до нанесення покриттяХімічнаХімічнанейтральна
13Випари вчасно цинкуваннярясне димовиделеніевиділення хромувідсутність димовидалення

Сфера використання

Цей спосіб обробки створює однорідний шар навіть у важкодоступних місцях. Мікронна товщина шару дозволяє обробляти дрібні деталі. Термодіффузіонного цинкуванню піддають:

  • арматуру для нафтової, газової, будівельної і залізничної галузей;
  • огорожі мостів, доріг;
  • металовироби;
  • меблеву фурнітуру;
  • фітинги;
  • конструкції ЛЕП;
  • елементи автомобілів.

Устаткування для термодиффузионного цинкування

У промислових масштабах вироблене термодифузійне цинкування обладнання використовується механізоване, а сам процес максимально автоматизовано. Використовувані агрегати:

  • завантажувач деталей і насичує складу;
  • конвеєр, що подає контейнери до печі;
  • обертається піч;
  • який виносить конвеєр;
  • отсеіватель;
  • вібратор;
  • сепаратор магнітний;
  • ємності для пасивування і промивання;
  • сушарки;
  • приймач готової продукції.

Вимоги до захисного шару

До покриття пред'являються строгі вимоги. ГОСТ передбачає відсутність таких дефектів на поверхні деталей після термодиффузионного цинкування:

  • опуклостей;
  • відслонень;
  • тріщин;
  • пригорілі залишків;
  • пустот;
  • раковин;
  • сторонніх вкраплень;
  • відсутності покриття.

У сучасних умови цей вид антикорозійного захисту вважається ефективним і економічно доцільним.

Категорія:

Будівництво та ремонт