Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 34
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Магнитогорский государственный технический университет
им. Г.И.Носова»
Филиал ФГБОУ ВПО «МГТУ» в г. Белорецк
Кафедра Технологий обработки материалов
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Коррозия и защита металлов»
на тему «Цинкование»
Выполнила: студент Барабанов Н.Н группы ММБ-20-2
Проверил: преп. кафедры Куприянова О.А
Магнитогорск 2023
Оглавление
Введение………………………………………………………………………………….…………....
1. Суть и назначения процесса цинкование металла……………………………………………………..…………....................................
1.1 Свойства и преимущества оцинкованных покрытий…………
1.2 Цинкование с фосфатированием…….…….…….....…...............…
2. Способы и методы цинкования …………………………………………….
2.1 Горячее цинкование ............……………………………………..………...
2.2. Холодное цинкование……………………………………………………..…....
2.3. Гальванический метод……………………………………………………….....
2.4. Термодиффузионное покрытие цинком………………………….....
3. Как отличить оцинкованный металл от обычного………………………………..…………………………………….…………………….……....
3.1. Получение цинкового состава……………………………………….….....
3.2. Подготовка к нанесению покрытия ……………………………………….……......
Заключение………………………………………………………...............
Приложения .............................................................................................….
Список используемых источников…………………………………….…...
Введение
Цинкование металла – это технологический процесс, суть которого заключается в нанесении на поверхность металлических деталей специального цинксодержащего состава. Данная процедура призвана предупредить образование окислов и ржавчин, что благоприятно влияет на срок службы металлоконструкций любого типа. Цинкование можно осуществить не только в производственных условиях, но и своими руками. В статье подобно изложены различные методики цинкования металла.
ВОЗМОЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИ ЦИНКОВАНИИ
Желание сэкономить на покрытии крепежа зачастую опасно во многих отношениях. Крепеж с «родным» покрытием, оцинкованный заводом-изготовителем, надежнее крепежа, оцинкованного вне предприятия-изготовителя, по следующим причинам:
-
Нанесение любого покрытия требует предварительного обезжиривания и очистки поверхности. При этом велик риск внешнего водородного охрупчивания стали - крепеж может потерять прочность. -
При горячем и термодиффузионном цинковании возможен отпуск болтов, опять же с потерей их прочности. -
При нанесении слоя цинка толщиной более 15-20 мкм крепеж может потерять свинчиваемость, что чревато опасными ошибками при монтаже.
Поэтому нанесение покрытия на крепеж должно выполнятся профессионалами. И лучше всего, самим изготовителем крепежа, знающим химический состав стали и режимы ее термообработки, имеющим возможность прослабления резьбы в процессе производства, принимающим необходимые меры для снижения вероятности водородного охрупчивания, выполняющим все испытания крепежа с покрытием.
-
Суть и назначение процесса цинкования металла
Цинк является основным компонентом специальной химической смеси, которой принято покрывать изделия из металла во избежание развития коррозионных процессов. Повышенная влажность, воздействия механического характера, химические реакции – все это может спровоцировать окисление поверхности металла, однако оцинкованные изделия гораздо меньше подвержены коррозии.
Суть цинкования, вне зависимости от применяемой технологии, заключается в следующем: с помощью выбранного метода на подготовленную поверхность детали либо конструкции наносят слой цинка.
При этом защитный слой из цинка может просто покрывать поверхность материала-основы или дополнительно соединяться с ним за счет диффузного взаимодействия, – все зависит от выбранной технологии. Главная задача – создать цинковый слой на поверхности изделия, чтобы защитить металл от коррозии.
Цинк обладает специфическим свойством: после контакта с кислородом на оцинкованной поверхности образуется оксидная пленка.
Оксид цинка намного плотнее и прочнее, чем оксид железа, поэтому оцинкованная поверхность не пропускает к металлу О2, не боится механических воздействий. Цинкование металлоконструкций позволяет защитить металл от образования ржавчины и разрушения за счет создания воздухонепроницаемого покрытия.
Даже если во время эксплуатации на детали образуется механическое повреждение и оксидная пленка разрушится, на оголенном цинке после взаимодействия с кислородом сразу же образуется новый дополнительный слой. Поэтому защита металла от образования ржавчины с помощью оцинковки является самовосстанавливающейся.
Даже когда защитное покрытие сильно и глубоко повреждено, ржавчина на металле будет образовываться медленнее. Если же металлоконструкция ничем не защищена, коррозийные процессы протекают достаточно быстро.
Объясняется это тем, что цинк с железом в области повреждения образуют гальваническую пару. В ней цинк выступает в роли активного металла, именно в нем запускается процесс образования коррозии. Непосредственно сама металлоконструкция остается защищенной от появления ржавчины.
Цинк и металл в симбиозе образуют гальваническую пару, где цинк принимает на себя все барьерные функции и, следовательно, вступает в различные формы взаимодействия с факторами окружающей среды
. Поверхность изделия будет сохранять свой первоначальный вид до тех пор, пока не разрушится полностью верхний цинковый слой. В местах, где цинк подвергается наиболее сильному воздействию, под влиянием молекул воды и кислорода образуется защитный слой гидроксида, который также сохраняет целостность металла.
Цинкование алюминия и других видов металлов происходит с использованием разных методов, однако наибольшее влияние на эффективность результата данной процедуры оказывает класс толщины цинкового слоя, который определен по ГОСТ 14918-80
| Класс толщины | Масса м2 площади покрытия (с двух сторон), г | Толщина цинкового слоя, мкм |
| Повышенный (П) | От 570 до 855 | От 40 до 60 |
| 1 | От 258 до 570 | От 18 до 40 |
| 2 | От 142,5 до 258 | От 10 до 18 |
Классы цинкового покрытия П и 1 чаще всего используются в условиях сложной климатической обстановки повышенной влажности и перепадов температур.
1.1 Свойства и преимущества оцинкованных покрытий
Существенным преимуществом оцинкованных покрытий является длительность срока их службы. Если говорить о различных технологиях оцинковывания как об этапе подготовки деталей к окрашиванию, то сразу можно отметить следующие достоинства процедуры:
-
износостойкость и длительность службы окрашиваемого покрытия; -
низкая себестоимость в сравнении с ценой на окрашивание без предварительного цинкования за срок до 25 лет; -
простые требования к изделиям из металла.
Цинкование металла осуществляет не только барьерную и защитную, но и электрохимическую защиту верхних слоев обработанных изделий.
1.2 Цинкование с фосфатированием
Цинкование с фосфатированием принято использовать для обработки цветных металлов. В результате процедуры на верхнем слое детали из металла образуются фосфаты цинка, марганца или железа, которые являются малорастворимыми элементами, что усиливает барьерные и электроизоляционные качества обрабатываемых поверхностей. Цинкование с фосфатированием можно применять в отношении следующих видов металлов: чугуна; кадмия; низколегированных углеродистых сталей; меди; цинка; алюминия. Металлические предметы, оцинкованные посредством фосфатирования, могут использоваться даже в условиях тропиков. Они не подвержены воздействию нагретых материалов, смазочной органики (масел), бензола, толуола и всех газов за исключением сероводорода.
-
Способы и методы цинкования
Для укрепления металлических поверхностей широко распространены такие виды цинкования:
-
горячее; -
холодное; -
гальванизация; -
термодиффузионное цинковое покрытие; -
напыление под воздействием термических газов.
При выборе технологии цинкования металла нужно отталкиваться от предназначения изделия и способов его эксплуатации. Заранее необходимо определить класс толщины цинкового слоя, так как от этого зависит весь технологический процесс, включая настройку производных температур.
Изделия из металла, на которых уже присутствует цинк, не стоит подвергать механическим воздействиям, так как можно нарушить целостность защитного покрытия.
2.1 Горячее цинкование
Горячее цинкование стали имеет широкую известность, но применяется несколько реже, чем другие способы распределения цинка по поверхности металлоконструкций. Несмотря на эффективность горячей технологии, она является крайне опасной для окружающей среды и живых организмов. Горячий способ подразумевает использование агрессивных химикатов для подготовительных процедур и горячего жидкого цинка для дальнейшего покрытия.
Сталь цинкуется горячим методом в 2 этапа:
-
Подготовительные меры. -
Процесс цинкования. -
Подготовка изделий также делится на следующие друг за другом производственные стадии: -
Зачистка и обезжиривание поверхности. -
Травление с помощью кислот. -
Промывание деталей. -
Флюсование (вычленение из металла солей и оксидов). -
Просушка.
После завершения этапа 1 деталь погружают в специальный резервуар с расплавленным цинком, после чего начинает формироваться тонкий защитный слой из железа и цинка. Далее изделие подвергается продуванию, которое призвано обеспечить полное высыхание изделия, а также удаление лишних образований.
Преимущества:
-
Обрабатывать по такой технологии можно заготовки со сложной геометрической формой. К примеру, горячее цинкование применяется для создания защитного покрытия на трубах. -
Если во время эксплуатации деталей цинковое покрытие повредится из-за механического воздействия, защитный слой самовосстановится, не потребуется повторять цинкование заново. -
Если сравнивать горячее цинкование с другими технологиями нанесения защиты, то с его помощью получится сделать покрытие, в шесть раз более устойчивое к пагубному воздействию жидких сред. Поэтому метод горячей оцинковки используется, чтобы защитить трубы и емкости. -
С помощью этого способа цинкования металлоконструкций получится устранить дефекты на металлической поверхности, к примеру раковины, поры. -
Эксплуатировать трубы и метизы, покрытые цинком по этой технологии, получится без серьезных денежных вложений. Так, поверхность детали не нужно окрашивать, поскольку она уже защищена от пагубного воздействия окружающей среды. Это касается труб, монтируемых в стенах, а также расположенных под грунтом, до которых достаточно сложно добраться.
Недостаток данного метода оцинковывания металла заключается в ограничении габаритов обрабатываемых изделий размерами резервуара.
2.2 Холодное цинкование
Метод холодного цинкования заслуженно считается самым применяемым. Причинами тому являются высокая результативность и простота применения. Способ не требует наличия профессионального оборудования, что позволяет осуществлять цинкование у себя дома.