Процесс термодиффузионного цинкования
Суть технологии термодиффузионного цинкования состоит в образовании на поверхности металлоизделия нового сплава (интерметаллида) сложной фазовой структуры с высоким содержанием цинка. Детали и цинк-насыщенная смесь загружаются в специальный контейнер (реторту), которая помещается в муфельную печь.
Далее обеспечивается равномерный, рассчитанный по времени разогрев контейнера с деталями и смесью.
Подготовленные для эксплуатации реторты в одном из цехов термодиффузионного цинкования «Станфер»
Формирование термодиффузионного покрытия
Во время процесса формирования покрытия контейнер с деталями все время находится в процессе вращения, что обеспечивает хорошее и равномерное перемешивание деталей с насыщающей смесью и последующую однородность покрытия по всей поверхности каждой детали.
Вращение контейнера с деталями позволяет равномерно распределить цинк-насыщенную смесь по всей поверхности цинкуемой детали
После завершения процесса оцинкованные детали проходят через пассивационный раствор.
Перед цинкованием все крепежные изделия в обязательном порядке проходят многостадийную подготовку поверхности
Технология нанесения термодиффузионного покрытия
Процесс нанесения покрытия представляет собой замкнутый технологический цикл, разбитый на несколько операций.
- предварительная очистка деталей от жиров, ржавчины и окалины;
- оцинкование деталей;
- нанесение защитных пассивационных слоев и возможность нанесения других финишных слоев (окрашивание, гуммизация, пластификация и т.д.);
- сушка готовой продукции.
В процессе также существуют промежуточные операции по загрузке/разгрузке деталей, промывке и т.д.
Обратите внимание!
Для получения качественного антикоррозионного покрытия все технологические этапы имеют одинаково важное значение и являются равными составляющими технологического процесса.
Технология нанесения покрытия не меняется ни для одного вида деталей.
Особенности каждого этапа — это разная подготовка поверхности для разного вида деталей.
Предварительная подготовка поверхности предусматривает:
- дробеметную обработку деталей;
- абразивно-струйную обработку деталей.
Детали из холоднокатаной стали загружаются в контейнер без предварительной обработки. Детали в масле или СОЖ нуждаются в предварительном обезжиривании.
Современное оборудование для подготовки металлических изделий к цинкованию
Финишная обработка металлического швеллера
Этап нанесения покрытия
Цинкование происходит при температурах от 290 о С — до 390 о С. Выбор температурного режима зависит от типа стальных изделий, марки стали и установочных норм производителей деталей. На протяжении всего процесса цинкования, контейнер находится во вращающемся состоянии и останавливается только перед непосредственной выемкой контейнера из печи.
Контейнер с деталями и цинкосодержащим порошком постоянно вращается в раскаленной печи
- Процесс длится 90 — 180 мин. (в зависимости от технического задания);
- Часть времени уходит на разогрев деталей и насыщающей смеси до необходимой температуры и затем, при достижении заданных температурных параметров, происходит непосредственно процесс цинкования;
- Затем контейнер извлекается из печи и охлаждается.
Толщина цинкового слоя на поверхности может варьироваться от 6 до 50 мкм и регулируется количеством насыщающей смеси, которая закладывается в контейнер вместе с деталями. После охлаждения контейнер разгружается, и продукция поступает на стадию финишных операций.
Этап пассивации
Пассивационные растворы работают в режиме комнатных температур в замкнутом цикле с постоянной регенерацией и не имеют в своих составах агрессивных или вредных компонентов.
Первоначально приготовленные пассивационные растворы в процессе работы требуют только необходимого технического поддержания и не связанны с системой канализации.
Пассивационные растворы не требуют перелива или слива в ходе процесса, просты и не имеют в своих составах никаких агрессивных или вредных компонентов.
Отправить быстрое сообщение
В форме ниже вы можете отправить нам любой интересующий вас вопрос и мы постараемся ответить на него в течение рабочего дня. Также, через эту форму вы можете сделать запрос на продукцию, включая вопросы цены, доставки и цинкования давалческих изделий. Пожалуйста подробно укажите количество, габариты, марку стали и фото вашего изделия Конфедициальность переписки гарантируется.
Контакты Отдел продаж: 8 (800) 201-78-41
Приемная: +7 (48431) 54-004
Мессенджеры: Telegram, WhatsApp
Адрес производства: Россия, Калужская обл, г. Малоярославец, ул. Энтузиастов 6
Смотреть на карте
Термодиффузионное цинкование металла: технология, оборудование, плюсы и минусы
Термодиффузионное цинкование, которое также называют шерардизацией, является относительно новой технологией нанесения на поверхность изделий из металла слоя цинка. Между тем именно такой способ цинкования среди всех существующих на сегодняшний день признается многими специалистами наиболее перспективным.
Технология термодиффузионного цинкования предназначена для защиты от коррозии стальных и чугунных изделий
Особенности и сферы применения
Такой метод защиты металлических изделий от коррозии и старения, как термодиффузионное цинкование, общие требования к которому регламентирует ГОСТ Р 9.316-2006, основан на явлении диффузии молекул металла, протекающей при относительно высокой температуре (400–470°). В данном случае в поверхностный слой обрабатываемого изделия диффузируют молекулы легирующего элемента – цинка.
В результате применения такой технологии на поверхности металлической детали формируется однородный цинковый слой. При этом однороден такой слой даже в труднодоступных местах обрабатываемого изделия.
При термодиффузионной обработке детали покрываются равномерном слоем цинка, включая отверстия и внутренние полости
Диффузионному поверхностному цинкованию, выполняемому при термическом воздействии на обрабатываемую деталь, чаще всего подвергают:
- арматуру, применяемую в нефтяной и газовой отраслях;
- ограждающие дорожные и мостовые конструкции;
- элементы трубных коммуникаций и строительную арматуру;
- фурнитуру, используемую для изготовления мебели;
- арматуру, применяемую для укрепления железнодорожного полотна;
- конструктивные элементы автотранспортных средств;
- конструктивные элементы ЛЭП (линии электропередачи).
Термодиффузионное цинкование позволяет получать на поверхности металла цинковый слой минимальной толщины, благодаря чему подвергать такой обработке можно даже детали, отличающиеся очень небольшими размерами.
При повышении температуры обработки по данной технологии до 470° термодиффузия молекул цинка в поверхностный слой металла становится более интенсивной, но полученное в итоге покрытие не обладает требуемыми характеристиками. Оно не только отличается повышенной хрупкостью и легко отслаивается от поверхности изделия, но и не способно обеспечить требуемый уровень антикоррозионной защиты.
Промышленная линия термодиффузионного цинкования
Чтобы сформировать на поверхности металлического изделия термодиффузионное цинковое покрытие заданной толщины, обладающее высокими защитными характеристиками, необходимо предусмотреть ряд дополнительных процедур.
- Проводится тщательная очистка поверхности изделия, которое будет подвергаться обработке.
- Необходимо обеспечить герметичность контейнера для термодиффузионного цинкования.
- Когда герметичность контейнера обеспечена, в нем необходимо создать инертную или восстановительную среду. Следует иметь в виду, что в окислительной среде цинкование выполнять нельзя.
Детали обработаны и загружены в специальную емкость для термодиффузионного цинкования
При выполнении самого термодиффузионного цинкования в рабочую среду желательно вносить специальные флюсующие элементы, которые называют активаторами.
Если придерживаться всех вышеуказанных рекомендаций и строго соблюдать все технологические режимы, то на поверхности металлического изделия можно сформировать термодиффузионное цинковое покрытие, которое будет соответствовать как заданной толщине, так и требуемым защитным характеристикам.
Сравнительный анализ коррозионной стойкости
Алгоритм нанесения термодиффузионного цинкового покрытия выглядит следующим образом.
- Обрабатываемая поверхность тщательно очищается (в производственных условиях для этого используют дробеметные, пескоструйные и ультразвуковые установки).
- Изделие и специальную смесь, за счет которой будет осуществляться насыщение его поверхности цинком, помещают в герметичный контейнер.
- В контейнере создается требуемая температура, при которой и протекает диффузионное поверхностное цинкование.
Печь для термодиффузионного цинкования
После окончания цинкования деталь извлекают из контейнера и очищают ее поверхность от остатков использованной смеси. Затем остается выполнить пассивирование уже оцинкованной поверхности и дать ей полностью остыть.
Для выполнения диффузионного поверхностного цинкования используются различные насыщающие смеси, одной из которых является «Левикор». Высокую популярность у отечественных специалистов смесь «Левикор» завоевала благодаря тому, что ее отличает высокая проникающая способность, а ее применение позволяет получать цинковые покрытия требуемой толщины, обладающие исключительными защитными свойствами.
Достоинства и недостатки
Технология цинкования, для реализации которой используется термодиффузия, отличается целым рядом достоинств. Перечислим их.
- Поверхность обработанного изделия и сформированный на ней цинковый слой характеризуются отличной адгезией.
- Данный метод обработки отличается экономичностью, так как для его реализации не требуются большие производственные площади, значительные затраты рабочей силы и электрической энергии.
- Технология термодиффузионного цинкования позволяет получать идеально ровное и однородное по своей толщине покрытие, отличающееся, кроме того, высокими защитными свойствами.
- За счет того, что термодиффузия осуществляется в герметичных контейнерах, данный процесс отличается токсической, химической и экологической безопасностью. При работе с такими установками человек не получит термический ожог, а также не подвергнется воздействию других факторов, которые бы могли негативно отразиться на его здоровье.
- Толщина цинкового слоя при использовании такой технологии хорошо поддается регулировке в достаточно широких пределах.
- Образующиеся в процессе термодиффузионного цинкования отходы легко утилизируются. При этом процесс такой утилизации, выполняемой по стандартной схеме, также не связан с опасностью для человеческого здоровья.
- Для очистки поверхности изделия после термодиффузионного цинкования не используются кислоты и другие агрессивные средства.
- Оборудование, на котором выполняется диффузионное поверхностное цинкование, отличается простотой управления и обслуживания.
- Процедура термодиффузионного покрытия цинком выполняется при более щадящем температурном режиме, если сравнивать ее с другими технологиями нанесения защитных покрытий.
После этого типа цинкования возможна последующая окраска деталей
У данной технологии есть два основных недостатка. Заключаются они в следующем.
- Цинковый слой, формирующийся на поверхности изделия при использовании данной методики, отличается малопривлекательным сероватым цветом. Такая проблема решается путем нанесения на предварительно полученное термодиффузионное цинковое покрытие дополнительного декоративного слоя. Следует, однако, иметь в виду, что возможность нанесения такого слоя не оговаривается положениями ГОСТа. Во многих случаях, когда для оцинкованных металлических изделий эстетический фактор не столь важен, на такой недостаток не обращают внимания.
- Габариты изделий, которые могут быть подвергнуты термодиффузионному цинкованию, серьезно ограничены размерами герметичного контейнера, а также внутренним объемом нагревательной печи.
При выполнении такой обработки следует строго придерживаться не только технологических рекомендаций, но и правил техники безопасности. В противном случае в организм человека может попасть цинковая пыль, которая способна нанести вред его здоровью.
Требования ГОСТ Р 9.316-2006 к термодиффузионным цинковым покрытиям
В соответствии с положениями нормативного документа, термодиффузионные цинковые покрытия могут быть отнесены к одному из следующих классов:
- 1-й класс – толщиной 6–9 мкм;
- 2-й класс – 10–15 мкм;
- 3-й класс – 16–20 мкм;
- 4-й класс – 21–30 мкм;
- 5-й класс – 40–50 мкм.
Несмотря на то, что в ГОСТе не упомянуты цинковые покрытия большей толщины, потребитель по согласованию с производителем может заказать их нанесение. Однако в таком случае полученное покрытие будет относиться к категории нестандартных.
Рассматриваемый метод цинкования позволяет получить качественное цинковое покрытие толщиной 5–100 микрон
Термодиффузионное цинковое покрытие не наносится на те металлические конструкции и изделия, на которых имеются соединения, выполненные при помощи смол или припоя. Нанести цинковый слой на такие детали возможно, но для этого следует применять другие технологии.
В соответствии с положениями ГОСТ, цинковый слой, нанесенный на металлическое изделие по рассматриваемой технологии, не должен иметь следующих дефектов:
- остатков насыщающих смесей, которые не поддаются смыванию;
- вкраплений инородных тел;
- наростов;
- пустот и раковин;
- отслоений;
- трещин на поверхности;
- вздутий;
- даже очень незначительных по площади участков, на которых отсутствует покрытие.
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к процессу обработки деталей методом термодиффузионного цинкования можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
ГОСТ Р 9.316-2006 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия термодиффузионные цинковые. Общие требования и методы контроля
Скачать
Источник https://stanfer.ru/technology/
Источник https://met-all.org/obrabotka/prochie/termodiffuzionnoe-tsinkovanie-tehnologiya-oborudovanie.html