Гальваническое цинкование

Цинкование различных металлоизделий

Цинкование изделий из углеродистых и нержавеющих сталей, а также алюминиевых сплавов. Возможно покрытие деталей длиной до 1000 мм. белым и желтым цинком. Толщина цинкового покрытия от 5 до 30 мкм.

Для оформления заказа на цинкование необходимо направить в наш адрес чертежи изделий и количество. Стоимость цинкования рассчитывается исходя из площади поверхности покрываемых деталей. Качество цинкового покрытия Вы можете оценить, заказав обработку пробной партии изделий.

  • Обозначение покрытия: Ц, Ц.хр.б., Ц.хр.ж.
  • Обрабатываемые материалы: углеродистые и нержавеющие стали.
  • Габаритные размеры изделий (ДхШхВ): 1000мм.х500мм.х500мм.
  • Требования к поверхности металла: чистая без следов ржавчины и окалины.
  • Цена цинкования: рассчитывается индивидуально, от 17 руб. за 1 дм2.

Теория и практика цинкования

Цинк — это белый металл светло-серого цвета с атомной массой 65,4, плотностью 7,13 г/см3, температурой плавления 4190С. Цинк имеет относительно низкую твердость.


Цинкование в сравнении с никелированием или хромированием – самый распространенный и дешевый способ защиты стальных изделий от коррозионного воздействия. Часто цинкованию подвергаются крепежные изделия (шайбы, гайки, болты, шурупы и другие метизы), листы металла, проволоки, посуды, и других изделий эксплуатация которых предполагает их использование в условиях повышенной влажности (сырых помещений, открытого воздуха и т. д.). Отдельно стоит отметить широкое распространение цинкования при изготовлении пищевого и торгового оборудования, например, торговых тележек и корзин, подвесов, элементов витрин и т. д.  Оцинкованные изделия имеют матовый стальной цвет, возможно применение цинкования для придания стальным изделиям привлекательного внешнего вида без существенных затрат.  К недостаткам этого вида гальванических покрытий можно отнести относительно низкую сопротивляемость оцинкованных изделий механическому воздействию, а также воздействию агрессивных сред – кислот и щелочей. Толщина цинкового покрытия на стальном изделии составляет от 5 до 30 мкм в зависимости от условий эксплуатации, процесс цинкования проводится в кислых, щелочных, аммиакатных и других электролитах.

Различные виды оцинкованных деталей
Детали с цинковым покрытием

Электролиты цинкования

Основной характеристикой электролитов цинкования является их рассеивающая способность. Именно данная характеристика обуславливает выбор электролита. Для обработки простых, низко профилированных деталей возможно использование кислых электролитов, а при обработке сложных, фигурных деталей – изделий сложной конфигурации следует использовать щелочные электролиты.

Сернокислые электролиты

Цинкование в сернокислых электролитах имеет ряд преимуществ по сравнению с другими электролитами: низкая цена цинкования (стоимость нанесения цинкового покрытия), высокие плотности тока в процессе, почти 100%-ный выход по току, получение покрытия с высокими прочностными характеристиками, светлый цвет и привлекательный вид покрытия. К недостаткам следует отнести то, что из-за низкой рассеивающей способности электролита возможна обработка изделий только несложной формы, без каких-либо резких изменений рельефа поверхности – листов, полос, проволоки.

Состав сернокислых электролитов и режимы процесса цинкования

Химикаты и режим

Для деталей несложной формы

Для листов, пластин, полос, цилиндров

Сернокислый цинк, г/л

200-250

430-500

Сернокислый натрий, г/л

30-100

45-50

Сернокислый алюминий или алюмокаливые квасцы, г/л

30

30-35

Декстрин, г/л

10

-

Кислотность рН

3,8-4,4

3,8-4,4

Температура 0С

18-25

18-25

Катодная плотность тока, а/дм2

 

 

- без перемешивания

1-2

1-2

- с перемешиванием

3-5

3-10

Выход по току %

100

100

Отношение поверхности анодов и катодов

1:1

1:1

 

Приготовление сернокислых электролитов происходит следующим образом: химикаты, кроме декстрина растворяют отдельно в воде, нагретой до 600С и выливают в гальваническую ванну, декстрин предварительно растворяют в холодной воде, затем смесь также нагревают и переливают в раствор. При приготовлении электролита все смеси фильтруются. После добавления в раствор воды и тщательного перемешивания отбирается проба на анализ. При удовлетворительных результатах анализа можно начинать процесс проработки электролита. В раствор помещают аноды в чехлах (хлопчатобумажные чехлы применяются для того, чтобы избежать попадания в электролит шлама, образующегося при растворении анодов). Штанги и контакты перед подключением зачищаются.

Во время проработки электролита в качестве катодов используются стальные листы, с площадью поверхности равной площади поверхности анодов. Катодный ток при проработке 3-5 а/дм2. Раствор перемешивается сжатым воздухом.

В процессе цинкования количество и состав электролита меняется – из электролита уходит металл, осаждаемый на поверхность деталей, изделия, извлекаемые из ванны, уносят часть электролита. По результатам анализа электролит корректируется. Необходимая кислотность поддерживается добавлением в раствор серной кислоты (0,2 г/л.). Примеси железа и свинца удаляют из электролита путем добавления в предварительно нагретый до 80-1000С раствор 0,5-1 г/л надсернокислого натрия или калия, возможно использование 30%-ный раствор перекиси водорода в количестве 0,5 г/л. После нейтрализации раствора, для чего используется сода или углекислый цинк раствор отстаивают и фильтруют. Основные соли цинка и его гидроокиси удаляют фильтрацией при подкислении электролита.

Продолжительность цинкования в сернокислых электролитах в минутах

Толщина слоя, мк

Плотность тока, а/дм2

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

6

7

8

9

10

1

3,5

2,3

1,8

1,4

1,2

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,4

0,3

2

6,9

4,7

3,5

2,8

2,3

2

1,7

1,5

1,4

1,2

1

0,9

0,8

0,7

3

10,6

7

5,2

4,2

3,5

3

2,6

2,3

2,1

1,7

1,5

1,3

1,2

1

4

14,1

9,4

7

5,6

4,7

4

3,5

3,1

2,8

2,3

2

1,7

1,5

1,4

5

17,6

11,7

8,8

7

5,9

5

4,4

3,9

3,5

2,9

2,5

2,2

1,9

1,7

6

21,2

14,1

10,5

8,5

7

6

5,2

4,7

4,2

3,5

3

2,6

2,3

2,1

7

24,7

16,4

12,4

9,8

8,2

7

6,1

5,4

4,9

4,1

3,5

3

2,7

2,4

8

28,2

18,8

14,1

11,3

9,4

8

7

6,2

5,6

4,7

4

3,5

3,1

2,8

9

32

21,1

15,8

12,7

10,5

9

7,9

7

6,4

5,3

4,5

4

3,5

3,1

10

35

23,5

17,6

14,1

11,8

10

8,8

7,8

7,1

5,9

5

4,4

3,9

3,5

20

71

47

35

28,2

23,5

20

17,6

15,6

14,1

11,9

10

8,8

7,8

7

30

106

71

53

42

35

30

26,5

23,5

21,2

17,6

15,1

13,2

11,7

10,5

40

141

94

71

57

47

40

35

31

28,2

23,5

20,2

17,6

15,7

14,1

50

176

118

88

71

59

50

44

39

35

29,4

25,2

22

19,6

17,6

60

212

141

106

85

71

60

53

47

42

35

30

26,5

23,5

21,1

100

353

235

177

141

118

100

88

78

71

59

50

44

39

35

 

Цианистые и цинкатные электролиты цинкования

Кроме сернокислых электролитов для покрытия деталей цинком могут быть использованы цианистые и цинкатные электролиты. Крайняя ядовитость цианистых электролитов существенно ограничивает их применение, несмотря на ряд явных преимуществ по сравнению с сернокислыми. Высокая рассеивающая способность цианистых электролитов позволяет обрабатывать изделия сложной формы, с глубокими пазами или отверстиями. Осадки таких электролитов имеют мелкокристаллическое строение, покрытие получается прочным и равномерным по толщине. К недостаткам, кроме ядовитости следует отнести нестабильность и быстрое истощение.

Щелочные электролиты, содержащие цинк в виде цинката – цинкатные электролиты имеют низкую рассеивающую способность и, следовательно, обладают теми-же недостатками, как и сернокислые.

Аммиакатные электролиты цинкования

Аммиакатные электролиты в отличие от цианистых не ядовиты и в настоящее время используются гораздо чаще, а по своим свойствам, получаемые покрытия практически аналогичны.

Приготовление и корректировка аммиакатных электролитов происходит следующим образом: в специальной емкости, оснащенной подогревом и устройством перемешивания заливают подогретую до 800С воду (примерно половину объема рабочей ванны цинкования) и при перемешивании добавляют хлористый аммоний. Затем в раствор добавляют хлористый цинк, окись цинка и борную кислоту. Прогрев раствора не прекращают. Раствор через фильтр сливают в рабочую ванну и дают настоятся в холодной воде, затем воду сливают, растворяют разбухший состав в горячей воде и доводят раствор до рабочего объема.

Прорабатывают электролит током катодной плотности 0,25-0,3 а/дм2 при равномерном соотношении площадей поверхности катодов и анодов. Избыток цинка удаляют из электролита прорабатывая раствор током при графитовых анодах. Примеси тяжелых металлов удаляются путем добавления в электролит при перемешивании цинковой пыли, которая вытесняет тяжелые металлы, после проработки током (0,25-0,3 а/дм2) раствор фильтруется. При отсутствии непрерывной фильтрации требуется периодическая фильтрация электролита цинкования (не реже 2-х раз в месяц).

Состав нецианистых электролитов и режимы цинкования

Химикаты

Электролиты

Аммиакатный

Аммиачный

Ускоренный

Блестящего цинкования

Фтороборатный

Окись цинка, г/л

7-15

-

-

-

-

Хлористый аммоний, г/л

200-250

-

-

-

-

Борная кислота, г/л

20-25

20

10-15

-

25

Клей мездровый, г/л

1-2

1-2

-

-

-

Сернокислый цинк, г/л

-

30

-

215-430

-

Аммиак свободный, г/л

-

30-50

-

-

-

Сернокислый аммоний, г/л

-

40

50-100

-

-

Гексаминоцинк сульфат, г/л

-

-

200-250

-

-

Сернокислый натрий, г/л

-

-

40-70

50-100

-

Декстрин, г/л

-

-

5-10

-

-

Сернокислый алюминий, г/л

-

-

-

30

-

Фторборцинк, г/л

-

-

-

-

180

Фторбораммоний, г/л

-

-

-

-

30

Натриевая 2,6-2,7 дисульфонафталиновой кислоты , г/л

-

-

-

2,4

-

β-нафтол, г/л

-

-

-

-

1

Кислотность рН

6,3-6,8

-

3,5-4,8

3,8-4,4

5-5,4

Температура 0С

15-40

15-20

16-30

не выше 25

25

Катодная плотность тока, а/дм2

1-1,5

1

15-18

3-8

4,5-10

 

Характеристики основных химикатов цинкования

Окись цинка ZnO применяется в цианистых и цинкатных электролитах цинкования. Белый порошок не растворимый в воде, часто присутствуют вредные примеси – соли свинца и меди. Молекулярный вес 81,4, удельный вес 5,42.

Едкий натрий NaOH применяется в цианистых и цинкатных электролитах цинкования. Растворимость в воде свыше 1000г/л. Представляет собой плавленую массу белого цвета, может содержать следы поваренной соли, соды и окислов железа. Молекулярный вес 40, удельный вес 2.

Сернокислый цинк ZnSO4*7H2O применяется в кислых электролитах цинкования. Кристаллический порошок белого цвета, растворимость в воде более 900 г/л при 200С, может содержать примеси оксида железа и серной кислоты. Молекулярный вес 287,6, удельный вес 2.

Алюминиевые квасцы KA1(SO4)2*12H2O применяется в кислых электролитах цинкования в качестве буферного соединения. Бесцветная кристаллическая масса, растворимость в воде 50г/л на холоде. Молекулярный вес 474,5, удельный вес 1,65. Химикат может быть заменен сернокислым алюминием.

Декстрин применяется в кислых электролитах цинкования. Растворимость в горячей воде 100 г/л. При растворении наличие осадка или мути недопустимо и свидетельствует о недоброкачественности химиката.

Аноды цинкования

Аноды для цинкования изготавливаются из цинка марок Ц-0, Ц-1. Удельный вес 7,1. Температура плавления 4190С. Основные требования – отсутствие трещин и царапин, ровные края, содержание цинка не менее 99,8%, площадь в среднем вдвое больше площади покрываемых деталей.

Обработка изделий после нанесения цинка

В связи с низкой химической стойкостью цинковых покрытий, оцинкованные изделия требуют дополнительной обработки – пассивации. Для обработки оцинкованных изделий используют два раствора – 1-3%-ный раствор азотной кислоты (время обработки 2-3 секунды) или раствор состоящий из 100-150 г/л хромового ангидрида и 3-4 г/л серной кислоты (обработка 5-10 секунд). Раствор ангидрида и кислоты осветляет покрытие, пассивирует и улучшает защитные свойства цинкового покрытия. После осветления детали промывают в проточной холодной воде.

Блестящее цинкование деталей
Детали блестящего цинкования

Для получения декоративных цинковых покрытий возможно применение метода электрополирования в растворе, содержащем 150 г/л серной кислоты и 4 г/л хромового ангидрида. Поверхность, обработанная таким образом, по внешнему виду напоминает хромированную и сравнительно медленно тускнеет.

Цинкование мелких деталей

Для нанесения цинкового покрытия на мелкие крепежные детали используется специальное оборудование: барабанные установки или колокольные ванны. Главным недостатком обработки изделий в таких установках по сравнению с цинкованием в обычных стационарных ваннах на подвесках является наличие скользящего контакта на катодной поверхности. Вращающиеся барабаны применяют для массового, серийного покрытия метизов, единовременная загрузка оборудования может достигать 100-150 кг. Определение времени цинкования в барабанах проводится по формуле: t=s*b*7,1/a, час, где t – выдержка, s – общая площадь покрытия в см2, b – толщина покрытия в см, 7,1 – удельный вес цинка, a – сила тока в а.

Снятие цинковых покрытий

Удаляют некачественный слой цинка путем погружения изделий на медных подвесках в 5-10%-ный раствор серной или соляной кислоты при 18-250С. Скорость снятия цинка примерно 3,5 мк в секунду.

 

Возможно Вас заинтересуют статьи:

  • Горячее цинкование. Технология и практическое применение

    В статье описан технологический процесс горячего цинкования металлоизделий, включая методы подготовки поверхности изделий к нанесению покрытия. Приведены основные преимущества и недостатки различных...
  • Кадмирование

    Предприятие оказывает услуги по кадмированию деталей. Кадмирование металла в гальванических ваннах с габаритными размерами 500х500х1000 мм. Для оформления заказа на кадмирование

 

Вопросы по теме статьи Вы можете задать в комментариях. Для расчета стоимости гальванической обработки заполните предлагаемую форму. 

 

Добавить комментарий

Ваш E-Mail не будет опубликован

Защитный код
Обновить

Заявка на гальваническое покрытие

Заполните заявку на гальваническое покрытие

Для расчета цены необходим чертеж изделия

File size is too big!