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.
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.
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.
