Галванично галванизиране на метал: технология, оборудване

Галваничното галванизиране е ефективно и евтино и следователно е обичаен начин за предпазване на черни метали от корозия. Най-често се използва в производството на хардуер и крепежни елементи, както и стоманена мрежа.

Методи за цинково покритие

Антикорозионното поцинковане се извършва по различни начини и експлоатационният живот на покритието зависи от дебелината на защитния слой.

Методът на нанасяне на покритие зависи от неговите необходими свойства, размери на продукта и условията за неговата по-нататъшна работа.

Най-простият и най-технологичен, но недостатъчно устойчив на механични ефекти на защитния слой е студено поцинковане с помощта на почви, в които се съдържа високо съдържание на високо диспергиран цинков прах.

По обем поцинковане производство на второ място горещо поцинковане. Покритието, получен по този начин, високо качество и трайни, но екологично безопасни, тъй като се използва цинк стопилка, но все пак да поддържа температура малко по-малко от 500 ° С изисква голямо количество електрическа енергия, химически методи за подготовка на повърхността.

Много подобен на горещо поцинковане по-технологичен, но по-малко ефективен метод за термично дифузно приложение на защитния слой. Използва се при високи изисквания за дебелината и външния вид на покритието.

Друг метод на поцинковане е газо-термичното пръскане, което се използва за защита на обемисти предмети и структури, които не могат да бъдат поставени във вана.

Галванизирането е лишено от много недостатъци на другите методи за нанасяне на покритие и има своите положителни аспекти.

Предимства на галваничното галванизиране

Методът за нанасяне на цинково покритие чрез електролиза е най-често срещан.

Основното предимство, поради което галваничният галванизация на метал, е висока степен на защита на повърхността на материала от корозия. Тънкият слой цинк увеличава живота на продуктите няколко пъти и следователно намалява разходите за тяхната поддръжка и подмяна.

Покритието е гладко, без ивици и капки, запазват се формата и размерът на продукта. То може да се прилага към обекти от всякакви, дори най-сложни форми.

Гладките и блестящи декоративни покрития не изискват допълнително обработване в повечето случаи.

В допълнение, самият процес на нанасяне на цинково покритие изисква ниски разходи, а галваничните агрегати имат висока производителност.

Недостатъци на галваничното поцинковане

Методът за нанасяне на защитно покритие чрез електролиза не е лишен от недостатъци.

Основният недостатък е ниската адхезия на цинка към метала, поради което повърхността на продукта трябва да бъде внимателно почистена.

Недостатъкът е и образуването на токсични отпадъци в процеса на нанасяне, което изисква сериозно почистване.

Неспазването на режимите може да доведе до запълване на основния метал с водород, което води до чупливост на самия продукт и до влошаване на качеството на покритието.

Принцип на действие

Галваничното галванизиране се основава на принципа на защитното действие, което се определя от разликата в електрохимичните потенциали на цинка и желязото. Тъй като цинкът има по-малък електрохимичен потенциал, покритието от него е защитна защита за черни метали. Това е, във влажна среда на електрохимична корозия, той е той.

Окисляването на желязо води до получаване на окиси с по-голям обем, отколкото оригиналния метал. Оксидният филм се разхлабва и преминава кислород към метала, който все още не е окислен. И при цинк по време на окисляването, филмът се образува тънък и плътен, не позволява на кислорода в метала, предпазвайки не само покритието, но и основния метал под него.

Видове галванично поцинковане

Галваничното галванизиране е технология, която е електролиза, т.е. електрохимични процеси на окисляване-редукция в електролит под действието на постоянен електрически ток.

Съгласно състава на електролита, поцинковането е разделено на три вида: киселинен, цианиден и алкален.

Най-често използваният метод е цинково покритие в слабо киселинни електролити, особено за чугунени и стоманени части с комплексна конфигурация. Продуктите, изработени от въглеродни и легирани стомани с тази форма на поцинковане, са по-малко изложени на водородна крехкост, а външният вид е отличен, с забележителен декоративен ефект в широк диапазон от цветове.

Допълнителна защита за поцинковане

Защитният ефект на цинковите покрития зависи от дебелината му, която при поцинковане е само 5 μm, както и от характера на електролита.

В някои случаи защитните свойства на цинковото покритие се повишават чрез пасивиране, фосфатиране или боядисване.

Пасивация (хроматиране) - химично третиране на продукти в разтвори с хромова киселина или нейните соли, в резултат на което се образуват хроматични филми на повърхността. Този процес подобрява не толкова защитните свойства, колкото декоративните, защото в резултат се повишава блясъка на покритието и може да бъде оцветен в различни цветове.

Когато фосфатирането (обработка в соли на фосфорната киселина) на поцинковани продукти се образува фосфатен филм върху повърхността на филма. След фосфатирането, боята може все още да бъде нанесена.

Етапи на галванично поцинковане

В процеса на поцинковане, поцинковането се състои от няколко технологични процеса, всеки от които се допълва чрез изплакване с вода в поточна вана или метод за миене на четки.

Първо, продуктите се почистват напълно от ръжда, люспи, мазнини от обработка, охлаждащи остатъци или боядисани и обезмаслени в алкални разтвори. След това се извършва електролитно обезмасляване.

След като се ецва във воден разтвор на солна киселина, в която повърхността окончателно се почиства, без да се нарушава повърхностният слой и се извършва накисването му - активиране преди нанасянето на цинковото покритие. Само тогава е действителното потапяне.

След това, ако е необходимо, продуктите се избистрят и почистват от оксидния филм във воден разтвор на азотна киселина, след това фосфатиране, пасивиране и сушене.

При поцинковане на различни продукти могат да се извършват допълнителни операции. Например, лентите преди поцинковане развиват, завързват заваръчните шевове, управляват и след това маслото и намотката.

Оборудване за галванизация

Галванична линия - това е определена последователност от вани за миене и обработка, при които се създава едно или многослойно цинково покритие с необходимите функционални свойства.

В зависимост от обема на производството се използва оборудване с различна степен на механизация. В големите предприятия са инсталирани механизирани линии с автоматичен контрол. Има линии с частичен или пълен ръчен контрол, както и мини линии.

Линията за галванизиране на поцинковане се състои не само от вани. Тя включва транспортни системи с различни конструкции, задължително оборудване за пречистване на отпадни води, спомагателно оборудване, което включва устройства за поцинковане, нагреватели, топлообменници, катодни и анодни пръти.

В допълнително оборудване включва вентилационни системи, сушилни камери и шкафове, хладилно оборудване, филтърни агрегати, оборудване за получаване на демодули, помпи.

Електролити за поцинковане

За галванично поцинковане, в зависимост от предназначението на продукта, се използват електролити, които са разделени на две основни групи.

Електролитите, в които цинкът е под формата на обикновени хидратирани йони, се наричат ​​прости киселини. Този разтвор borftoristovodorodnye, сулфат и хлорид.

Комплексните сложни киселинни и алкални електролити съдържат цинк в комплексни йони с положителни и отрицателни заряди. Това са амоняк, пирофосфат, цианид и други разтвори.

На базата на който се използва електролит, скоростта на утаяване първо зависи, а след това и качеството на утаяването на цинка върху продукта (катод).

От сложните електролити цинкът се утаява на катода с високо разсейване на йони. Тъй като плътността на тока се увеличава, добивът на метала намалява и добивът на водород се увеличава.

Следователно, поцинковането в сложни електролити се извършва при ниска плътност на тока и покритието се оказва много висококачествено, фино зърнено и еднородно.

При слабо киселинни прости електролити, галваничното поцинковане, включително и в дома, преминава при висока плътност на тока, с по-висока скорост, отколкото при сложни разтвори. Появата на продуктите е добра, но покритието не е много високо качество и е подходящо само за продукти с доста проста форма.

Галванично галванизиране

Технологичният процес на директно поцинковане се извършва в баня с електролит. Във него влизат черни метални продукти, към които се подава електрически ток (катод) през специални електроди и чист цинк под формата на топки или плочи, поставени в специални отвори (анод).

По време на електрохимичната реакция под въздействието на електрически ток плътност от 1 до 5 А / дм цинк, разтворен в електролита, и след това му йони се отлагат върху катода за образуване на дебелина на покритие 4-25 микрона.

С използването на тази технология се получават скрепителни елементи (болтове и гайки) с едноцветно и блестящо покритие.

Автоматизирана поцинкована линия за поцинковане

Модерната поцинкована поцинкована линия е напълно автоматизирана линия, върху която се извършват всички етапи на покритие, включително заваряване и висококачествено обезмасляване на продуктите за различни цели и конфигурации.

Автоматична линия обикновено се състои от набор от технологични обшивка бани, модулни токоизправители, товарене / разтоварване щанд, транспортни средства, оборудване за вентилация, водоснабдяване и заустване на отпадъчни води, с метален скелет с поддръжка стълба.

Галванични бани могат да бъдат направени от неръждаема стомана, стомана, облицовани с полимерни материали или каучук. Съвременните бани, заварени от листови полимери, все повече заменят метални контейнери. Изборът на материала за баня зависи от състава и концентрацията на електролита и от работната температура.

Комуникациите на водоснабдителните и канализационните системи и в повечето случаи на вентилация се намират под баните и също са изработени от полипропилен.

Размерите на линията се определят от нейната производителност и размери галванични вани.

Галваничното поцинковане възниква при образуването на канализацията с висока концентрация на тежки метални йони. Затова те се защитават, филтрират, неутрализират, химически валежи, сорбция и други процеси се използват в резервоари, изработени от инженерни полимери.

Електролитно цинково покритие у дома

Галваничното поцинковане, произведено на ръка, започва с избора на материали. Електролитът може да бъде разтвор на цинков хлорид и солна киселина в дестилирана вода. Това е т.нар. Запояваща киселина, която най-често се използва в къщи. Занаятчиите мариноваха цинк при съхранение на сярна киселина, за да се получи електролит ZnSO₄, но този процес е опасен, тъй като по време на реакцията се отделя експлозивен водород и топлина. В електролита в никакъв случай не трябва да има утайка от неразтворени кристали на солта.

Чистият цинк може да бъде закупен в химически склад или на пазара на радио, но може да бъде получен от сол акумулатори или предпазители, които са оцелели от Съветския съюз.

Галваничната вана може да бъде стъклен или пластмасов контейнер. Той поддържа стативи за анода и катода. Анодът е цинкова плоча, към която е свързан плюс от източника на енергия. Колкото по-голям е анодът, толкова по-равномерно покритието ще бъде върху катода - продуктът, върху който ще се прилага защитното покритие. Анодите могат да бъдат няколко, те могат да бъдат разположени около катода на същото разстояние, така че повърхността му да е покрита с цинк равномерно и едновременно от всички страни. А "минус" от захранването е свързано с катода.

Дори когато поцинковането се извършва вкъщи, технологията задължително включва цялостно почистване и обезмасляване на детайла, както и активирането му в киселинния разтвор.

Действителното zincification се случва, когато аноди и катод Електролитът е затворен и електрическата верига е затворена. Колкото по-дълго трае процесът, толкова по-дебел е цинковият слой върху продукта.

Чрез галванично поцинковане защитното покритие върху продуктите става прецизно, равномерно и гладко, с декоративен ефект. Използва се както в промишлеността, така и у дома, въпреки факта, че се изисква да се третират отпадъчните води от опасни за околната среда отпадъци.