История цинкования металлических деталей начинается в XVII веке, когда были замечены защитные свойства этого химического элемента от коррозии. Однако технология получила распространение только в XIX столетии, когда промышленное производство требовало долговечности металлических изделий. Сначала оно применялось вручную, путём погружения в расплавленный металл. Со временем методы были усовершенствованы, в начале прошлого века появилась электролитическая гальваника, позволяющая более равномерно, тонко покрывать цинковой пленкой.
Оно остаётся одним из способов защиты от коррозийной деструкции, применяясь в автомобилестроении, строительстве, производстве бытовой техники, многих других отраслях. Это продлевает срок службы, улучшает внешний вид, повышает стойкость к влаге и критичным температурам. Разработка новых методик, таких как ламельное цинкование или инновационное термодиффузионное, открывает новые возможности для улучшения характеристик металлопродукции. Хотя прямой химической реакции между Fe и Zn не происходит, важную роль играют электрохимические процессы.
Основные понятия и способы
Это нанесение защитного слоя на поверхность изделий из стали для предотвращения коррозиного процесса. Он служит жертвенным анодом, окисляясь вместо базового металла. Различают:
- Горячее выполняется путем погружения в ванну с расплавленным цинком. Высокая температура способствует образованию прочной связи между металлами. Формируется несколько слоев сплавов, поверх которых остается чистый Zn.
- Электролитическое (или гальваническое) проводится в водных растворах солей с использованием электрического тока, который вызывает осаждение этого химического элемента на катоде — обрабатываемой детали. Цинк, выступая анодом, ионизируется, высвобождает положительно заряженные ионы, которые перемещаются к железному катоду, осаждаются на его поверхности, формируя прочное покрытие. Это защищает железо от окисления, так как цинк более электроотрицателен, предпочтительно окисляется.
- Механическое — это нанесение порошка путем распыления или вращения в барабане с последующим термическим обработкой для получения прочного поверхностной пленки.
Цель цинкования одна — увеличение срока службы за счет снижения их восприимчивости к ржавчине.
Преимущества и недостатки
Преимущества:
- Защита от ржавчины: эффективно препятствует воздействию влаги, кислорода, значительно увеличивая эксплутационные свойства обрабатываемых предметов и механизмов.
- Долговечность: обеспечивает продолжительный антикоррозийный эффект, иногда на протяжении нескольких десятилетий.
- Экономичность: оно считается одним из самых экономичных методов антикоррозийной обработки.
Недостатки:
- Ограниченное применение: не подходит для некоторых видов металлических комплектующих, так как может вызывать коррозию контакта.
- Возможность повреждения: хрупкость цинкового слоя может привести к его повреждению при механических ударах или деформациях.
Цинкование часто используют для обработки комплектующих, подверженных агрессивным условиям эксплуатации. Оно находит приложение в автомобилестроении для покрытия кузовных компонентов, крепёжных элементов и шасси. В строительстве защищает кровельные листы, фасадные панели и металлоконструкции. В товарах повседневного использования покрывают бытовую технику и инструменты. Однако, необходимо учитывать потенциальные проблемы, такие как повышенная коррозия при контакте с более благородными драгметаллами, что актуально в сложных микросхемах, риск повреждения при ударах.
