Цинкование металла: технология и способы

Отзывы владельцев Changan CS75

Технология и виды оцинковки

Главное условие для оцинковки – это чистая и ровная поверхность, которая не будет подвергаться изгибам и ударам. В автомобилестроении применяют несколько способов обработки:

• горячая оцинковка (термическая);
• гальваническая;
• холодная.

Рассмотрим технологию и результат каждого из способов более подробно.

Горячая

Это самый надежный и лучший вид цинкования. Кузов автомобиля полностью погружают в емкость с расплавленным цинком. Температура жидкости может достигать 500 C°. Так чистый цинк вступает в реакцию с кислородом, образуя на поверхности карбонат цинка, который останавливает коррозию. Цинком покрывается весь кузов со всех сторон, также все стыки и швы. Это позволяет автопроизводителям давать гарантию на кузов до 15 лет.

Горячая оцинковка

В других сферах обработанные таким образом детали могут служить 65-120 лет. Даже при повреждении начинает окисляться слой цинка, но не металл. Толщина защитного слоя 15-20 мкм. В промышленности толщина доходит до 100 мкм, делая детали практически вечными. Также царапины при горячей обработке имеют свойство самозатягиваться.

Первой подобную технологию применила компания Audi на модели Audi A80. Позже этот метод стали применять Volvo, Porsche и другие. Несмотря на высокую стоимость горячей оцинковки, метод применяют не только на автомобилях премиум-класса, но и на бюджетных моделях. Например, Renault Logan или Ford Focus.

Гальваническая

При гальваническом методе цинк наносится на металл с помощью электричества. Кузов помещают в емкость с цинкосодержащим электролитом. Этот метод позволяет экономить на расходе вещества, так как цинк покрывает металл абсолютно ровным слоем. Толщина цинкового слоя при гальваническом методе составляет 5-15 мкм. Производители дают гарантию до 10 лет.

Так как гальваническая обработка защищает хуже, многие производители улучшают качество металла, утолщают слой цинка и добавляют слой грунтовки.

Этот метод применяют такие марки как Skoda, Mitsubishi, Chevrolet, Toyota, BMW, Volkswagen, Mercedes и некоторые другие.

Холодная

Это простой и недорогой способ защиты кузова от коррозии. Применяется на многих бюджетных моделях, включая Lada. В данном случае высокодисперсный цинковый порошок наносят методом напыления. Содержание цинка на покрытии составляет 90-93%.

Холодная оцинковка кузова

Холодную оцинковку широко применяют китайские, корейские и российские автопроизводители. Также часто используется частичная холодная оцинковка, когда обрабатывается лишь часть деталей или только с одной стороны. Тогда коррозия может начаться, например, с внутренней стороны, хотя сам автомобиль внешне выглядит хорошо.

Как приготовить раствор для оцинковки

Прежде чем начинать обработку поверхности машины своими руками, приготовьте цинкосодержащий раствор. Все материалы для обработки включают в себя цинковый порошок и жидкий связующий элемент. Для того чтобы цинкование принесло ожидаемые плоды, внимательно соблюдайте пропорции компонентов. Специалисты рекомендуют смешивать порошок и связующий элемент в пропорциях от 1:1 до 3:1.

Конечно, не забывайте о технике безопасности: ваши руки и органы дыхания должны быть тщательно защищены и обезжирены. Кроме этого, само холодное цинкование рекомендуется осуществлять в хорошо проветриваемом помещении.

Принцип метода

Холодное цинкование металлоконструкций представляет собой способ покраски металла с помощью специального состава, содержащего большое количество цинка (от 89 до 95%).

Результатом становится образование высыхающей краской прочного покрытия. Причём, защита металла получается не только физической, предотвращающей механическое воздействие, но и катодной, препятствующей развитию коррозии за счёт снижения потенциала.

Методика характеризуется такими особенностями:

• выполнением процесса с помощью валика, распылителя или обычной кисти;

• обеспечением высокого уровня водостойкости, пожаробезопасности и электропроводности обработанного материала;

• минимальной вероятностью деформации металла из-за высоких температур – при цинковании поверхность нагревается всего лишь до 5°С–40°С;

• возможностью нанесения на поверхность конструкции практически любого лакокрасочного материала – исключением являются алкидные краски, имеющие риск отслаивания;

• отсутствием необходимости перемещать обрабатываемую деталь.

С помощью данной методики защищаются конструкции мостов, трубы, элементы железнодорожных путей и дорожных ограждений. Кроме того, цинкование обеспечивает защиту баков, резервуаров и нефтепроводов. А одной из самых популярных сфер применения способа является обработка деталей легкового и грузового транспорта.

Отзывы владельцев Hyundai Elantra

Цинкование в домашних условиях

Своими руками возможно провести лишь две методики цинкования — холодную и гальваническую. Именно эти способы просты, доступны, не требуют больших финансовых вложений.

Гальванизация изделий

Перед электрохимическим цинкованием нужно хорошо подготовить деталь. Для этого ее промывают, чистят, протравливают, обезжиривают. Все действия требуют точности, аккуратности. Как источник тока можно использовать обычный автомобильный аккумулятор или зарядное устройство на 6 – 12 Вольт, 2 – 6 Ампер.

На наличие сколов, дефектов, толщину покрытия сильно влияют исходные данные поверхности (рельефность, сложность изгибов), плотность тока на единицу площади, температура раствора электролита. В качестве последнего выступает любая цинковая соль, которая может растворяться в воде.

Лучше всего работает такой раствор:

• цинк сернокислый — 400 г;
• магний либо сернокислый аммоний — 100 г;
• уксуснокислый натрий — 30 г;
• вода — 2 литра.

Можно взять обычный аккумуляторный электролит (вода и серная кислота) и вводить порошок цинка, пока не прекратится реакция. Работать следует только в хорошо проветриваемом помещении с применением перчаток, респиратора, очков.

Деталь помещают в стеклянную посуду (можно заменить винилпластиковой), закрепив на краю емкости. Электролит процеживают, заливают в посуду. Затем делают химическое активирование — изделие помещают в раствор на 10 секунд, достают, промывают водой. После можно приступать к процедуре цинкования.

Готовят цинковый электрод — в любом кусочке цинка сверлят отверстие, продевают медную проволоку, подвешивают в емкости. Желательно, чтобы по площади поверхность электрода была равна детали, которую нужно обрабатывать. Подключают медные провода к источнику питания, минус подводят к самому изделию. Так воздействуют на деталь 10 – 40 минут. В итоге получится качественное цинковое покрытие.

Самостоятельное холодное цинкование

Наносить покрытие в виде краски еще проще. Краска сама по себе — специальная форма цинка, поэтому эффективность процедуры будет довольно высокой.

Для начала надо купить основной материал, внимательно ознакомившись с содержанием цинка (обычно от 85 %)

Если на упаковке указано, что состав чувствителен к качеству подготовки основания, важно провести ее тщательно. Для некоторых красок требуется разведение растворителем или последующая обработка финишными покрытиями

Средства в спреях уже готовы к применению. Остальные материалы реализуются в двухупаковочной форме: в одном флаконе находится цинковый порошок, во втором — жидкий связующий компонент. Согласно указанным пропорциям эти компоненты смешиваются (обычно от 1:1 до 1:3). Перемешивать средство нужно очень хорошо, так как из-за большой плотности состав постоянно расслаивается. Начинать работать можно только, предварительно убедившись в однородности массы.

Нанесение на деталь осуществляется при температуре +5…+40 градусов, влажность не должна быть ниже 30 %. Перед работой надевают защитные очки, перчатки, респиратор, помещение регулярно проветривают. Наносить средства нужно валиком, кистью, краскопультом, после полного высыхания (сутки) разрешено окрашивать изделие любыми подходящими средствами.

Если наносить оцинковку в 2 слоя, давая первому просохнуть 30 минут, срок службы изделия составит не менее 10 лет. Кроме окрашивания, допускаются и иные методы обработки. Так, зачастую мастеров интересует, можно ли варить черные металлы после оцинковки? Технология холодного цинкования предполагает последующую сварку, поэтому стоит уточнить, как приварить деталь, и произвести работу.

Применяя технологию цинкования, можно надежно защитить изделия от коррозии. В итоге есть шанс своими руками создать крепкое покрытие и серьезно сэкономить на повторной покупке изделий.

Холодная оцинковка

Это самый доступный вид оцинковки, поскольку с точки зрения технологии нанесения он ничем не отличается от обычной покраски. Окрашивают деталь специальным цинксодержащим грунтовочным материалом, который содержит в своей структуре до 90% цинка. Во-первых, он хорош тем, что может применяться в любых условиях, включая гаражи и маленькие мастерские, а во-вторых, цинкование металла цена которого в десятки раз ниже вышеприведенных методов, может использоваться в тех случаях, когда применение других способов невозможно по разным причинам. Стойкость его, однако, довольно посредственна, если сравнивать с другими методами оцинковки.

Из приведенных выше методов только два последних можно применить в домашних условиях, тем не менее, и они помогают достаточно эффективно бороться с коррозией. Так что, не все потеряно и любой конструкции из металла можно обеспечить долгую жизнь и практичный внешний вид.

Свежий рейтинг

Физические свойства цинка

Чистый металл имеет серебристо-серый цвет, при взаимодействии с воздухом со временем меняет свой изначальный оттенок на голубоватый. При воздействии незначительных усилий цинк ломается, т.к. по своей структуре он хрупок.

Температура плавления составляет 419, 5 градусов. При увеличении t до 500-600 град. – цинк испаряется (пар), что подразумевает использование распираторов и других средств для защиты органов дыхания. Наличие примесей влияет на физические свойства цинка – он может иметь большую прочность, эластичность и другие показатели. Создание дополнительных свойств осуществляется наличием добавок и их количеством.

Объявления о продаже Nissan Note

Есть ли параллельные Вселенные? 22 увлекательных факта о космосе, которые могут как напугать, так и увлечь

Виды и технологии оцинковки

Оцинковка является на сегодняшний день самым надёжным способом защиты кузова от коррозии — цинксодержащее вещество не боится солей и влаги, губительных для металла.

Она бывает трёх видов, её также можно сделать самостоятельно. Защищают весь кузов или только самые уязвимые его части.

Считается, что российский автопром позади планеты всей этак последние пару десятилетий минимум.

Тем не менее, кузов Lada Granta оцинкован целиком, а кузов Lada Kalina надёжно защищён от коррозий на сорок процентов.

Там, где нет оцинковки, делают грунтовку.

Видео: что нужно знать о цинковании металла

Частицы цинка, использующегося для защиты автомобилей от коррозии

Немцы начали оцинковывать кузова своих Audi ещё в восьмидесятых годах прошлого века.

Сегодня в Европе и Америке стараются найти процедуре замену — цинк оказался вреден для экологии.

Но пока на автомобильных заводах по всему миру цинкование не уходит в историю.

Обрабатывают бамперы, обвесы, да и вообще всё, что прилегает к кузову. Даже на тех же Audi.

Коррозия взаимодействует с цинком, а не со сталью

Есть четыре способа оцинковки кузова:

• горячая оцинковка;
• гальваническая оцинковка;
• холодная оцинковка;
• изготовление машин из цинкрометалла.

Рассмотрим каждый из способов более подробно.

Горячая оцинковка

Весьма надёжная и довольно дорогая. Сухой кузов опускают в расплавленный цинк температурой не ниже пятисот градусов.

Те самые Audi восьмидесятых, обработанные таким образом, до сих пор ездят, не требуя кузовного ремонта.

Многие ли авто с большим пробегом могут похвастаться таким результатом?

Сегодня так цинкуют дорогие модели Audi, Volkswagen, Seat.

Автомобиль Audi восьмидесятых годов с качественной горячей оцинковкой

Гальваническая оцинковка

Кузов целиком погружают в ванну с цинксодержащим электролитом, где под воздействием электрического тока цинк остаётся на поверхности металла.

Обработка менее устойчива, чем горячая оцинковка, но придаёт автомобилю более «глянцевый» и «декоративный» вид за счёт равномерного и блестящего покрытия.

Такая оцинковка применяется, прежде всего, у Mercedes и BMW. Будучи вечными конкурентами с Volkswagen и Audi, марки изобрели свою оцинковку — гальваническую.

Стоит отметить, что у более дешёвых машин цинкуют не весь кузов, а лишь его части, и в основном — внутренние, как самые труднодоступные для ремонта.

Mersedes и BMW — автомобили, кузова которых оцинкованы гальваническим методом

Холодная оцинковка

Наиболее популярна среди бюджетных моделей машин. На кузов распыляется цинксодержащая краска (содержание цинка около девяноста процентов).

Подумайте сами: если цинк содержится в слое краски и краска стёрлась, цинк сотрётся вместе с ней.

Любая потёртость кузова, любое механическое повреждение, вызванное необдуманным поворотом руля на парковке — и на кузовную сталь начнёт попадать и влага, и соли.

Холодной оцинковкой предсказуемо грешат азиатские и русские авто: кузова марок Lada и Hyundai обрабатывают именно таким образом. Отсюда — низкая коррозийная устойчивость.

Но и американский автопром недалеко ушёл: действительно, зачем сохранять кузов, если через пять лет эксплуатации машину всё равно продадут? И так сойдёт.

Автомобили марки Daewoo в базовой комплектации имеют оцинкованный кузов.

Вспомните цену такой малютки и подумайте: насколько эта оцинковка качественна?

Фотогалерея: автомобили с холодной оцинковкой

Прост в выплавке, незатейлив в обработке, да и клеятся детали из него без особых проблем.

Комментарии

Как определить, что H2O начинает кипеть?

3 Гальваническое цинкование в домашних условиях

Цинкование в домашних условиях – процедура, требующая большой точности и аккуратности. Источником тока может служить зарядное устройство на 2–6 А, 6–12 В или автомобильный аккумулятор. Для изготовления электролита, теоретически, можно использовать любую соль, способную растворяться в воде. Однако на практике проще сделать раствор соли цинка. Его состав:

• 200 г сернокислого цинка;
• 50 г сернокислого аммония или магния;
• 15 г уксуснокислого натрия;
• 1 л воды.

Можно воспользоваться аккумуляторным электролитом (водный раствор серной кислоты), в который необходимо поместить цинк. Когда реакция прекратится, кислота преобразуется в соль, а цинк останется. Если раствор кислоты окажется чрезмерно концентрированным, то на дне появится осадок (кристаллический сульфат цинка). Раствор в этом случае слегка разбавляют водой

Важно помнить, что электролит – опасный яд, с которым следует работать крайне осторожно и в защитной одежде. Помещение, где ведутся работы, должно хорошо проветриваться

Подбирают посуду из винипласта или стекла. Когда деталь небольшая, то подойдет даже литровая банка. Предусматривают возможность прикрепления на ней изделия и электрода из цинка. Электролит процеживают и заливают в емкость. Деталь, предназначенную для цинкования, необходимо тщательно очистить и обезжирить. Сделать это надо как можно лучше, чтобы цинк лег ровно и прочно. Затем деталь на 2–10 секунд опускают в раствор, после чего сразу промывают под проточной водой. Эту процедуру называют химическим активированием. После этого приступают к анодированию изделия.

Цинковый электрод изготавливают из куска цинка, для чего в нем просверливают отверстие и подвешивают его на медной проволоке. Электрод должен соответствовать следующим требованиям:

• площадь поверхности сопоставима с площадью изделия;
• форма плоская и удобная для размещения в емкости.

Для подключения к источнику питания используют медные провода. Минус подводят к детали, а плюс к цинковому электроду, который «растворится», а на изделии образуется слой цинка. Время обработки – 10–40 минут.

Отзывы владельцев Audi A4

Все об оцинковке кузова автомобиля

Коррозия металла — частая проблема, с которой сталкивается каждый владелец машины. Кузов автомобиля — конструкция из листового металла с большим количеством сварных соединений, постоянно проводящая ток.

Железо и сталь со временем окисляются под воздействием воды и кислорода, образуя ржавчину. Наиболее эффективным средством считается оцинковка.

Что такое оцинковка

При сильном повреждении, после удара или скола железо оголяется и взаимодействует с воздухом и влагой. Так образуется первоочаг коррозии: распространяясь, он приводит к разрушению металла.

Цинкование, или оцинковка, — покрытие ровной металлической поверхности цинковой защитой.

Слой цинка также окисляется на воздухе, но образует при этом плотную защитную пленку, которая не позволяет кислороду реагировать с металлом.

Альтернативный вариант – лужение, покрытие оловом. Этот метод более дорогостоящий. В случаях серьезной реставрации кузова применяют и олово, и цинк: первый слой олова сглаживает шероховатости на металлическом покрытии, что необходимо, когда при чистке кузова от слоя ржавчины образуются неровности.

Преимущества и недостатки

Цинкование, несмотря на свою простоту и надежность, имеет как преимущества использования, так и недостатки. Преимущества:

• машина надежно защищена от ржавчины;
• слой цинка устойчив к любым погодным условиям и выдерживает значительные
• механические повреждения;
• время защиты от коррозии, исходя из способа цинкования и условий эксплуатации, — от 5 до 30 лет.

Недостатки:

• весьма затратная процедура, требующая определенных навыков и специального оборудования;
• оцинкованные части кузова не должны жестко обрабатываться и очищаться;
• даже при идеальных условиях эксплуатации машины слой цинка постепенно разрушается.

Виды оцинковки кузова

Специалисты применяют несколько технологических вариантов оцинковки разной сложности обработки, стоимости и долговечности:

1. Горячая (термическая). Операция недоступна для гаражного ремонта. В резервуар с цинковым сплавом опускается весь кузов автомобиля или только определенная деталь, во время проката сверху наносится защитный слой. Максимально эффективный способ защиты.
2. Холодная оцинковка. Бюджетный и легкий в исполнении вариант, но наименее эффективный. Проходит в два этапа: нанесение химического слоя; покрытие составом, в котором присутствуют мельчайшие частицы цинка.
3. Гальваническая. Самый распространенный вариант. Можно провести процесс самостоятельно. В емкость со специальным составом, где содержится цинк, опускается деталь автомобиля. Под действием электрического разряда защитный слой закрепляется. Пример — шайбы кузовные оцинкованные.
4. Цинкометалл. Лист металла обрабатывается слоем эпоксидной краски, основанной на цинке, с вторичным покрытием ингибитором ржавчины. Основное преимущество такого варианта в том, что при механической обработке не теряются антикоррозийные свойства.

Проведение цинкования в домашних условиях

Где найти электролит

В качестве электролита можно использовать любой раствор солей цинка. Самыми популярными и легкодоступными считаются хлорид цинка и соляная кислота. Также электролит с необходимыми свойствами можно получить методом травления цинка в серной кислоте

Эту реакцию следует проводить очень осторожно. Она сопровождается выделением большого количества тепловой энергии и взрывоопасного водорода

Травление цинка в серной кислоте с выделением водорода и получением солей цинка

Как получить цинк

Для цинкования в домашних условиях необходимо подготовить цинк, который можно получить следующими способами:

• используя обычные солевые батарейки;
• плавкие предохранители времен Советского Союза;
• любые детали с цинковым покрытием;
• чистый металл, который можно найти в соответствующих магазинах, где продаются химические реактивы.

Схема получения цинка из батареек

Подготовка к выполнению процедуры

Для создания качественного металлического покрытия следует выполнить несколько подготовительных операций:

Процесс цинкования

• подготавливают гальваническую ванну. Ее роль может выполнять любая стеклянная или пластиковая тара;
• устанавливают штативы для анода и катода;
• электролит не должен содержать в составе нерастворенные кристаллы соли, для чего дополнительно вводят дистиллированную воду;
• роль анода выполняет цинковая пластина. Чем больше ее площадь, тем качественнее получится покрытие;
• к аноду присоединяется плюс от источника питания. Данных элементов при желании может быть несколько;
• к катоду присоединяется минус. На его поверхности будут осаждаться частицы цинка;
• катод должен быть очищен от ржавчины и любых загрязнений. Перед обработкой его дополнительно окунают в раствор кислоты;
• катод должен находиться на одном расстоянии от анода, чтобы получилось равномерное покрытие со всех сторон;
• в качестве источника питания применяют любой аккумулятор или блок питания с постоянным током на выходе;
• чем больше сила тока и вольтаж, тем быстрее будет происходить реакция и тем рыхлее получится защитная пленка;
• при использовании автомобильного аккумулятора в цепь включают лампочку накаливания до 20 Вт для снижения силы тока.

Устройство для цинкования в домашних условиях

Технология создания цинковой пленки

Для создания качественного защитного покрытия на поверхности металла после проведенных подготовительных операций источник тока подключают к сети, а катод окунают в гальваническую ванну. Данный процесс должен проходить без бурного кипения. Если такое наблюдается, можно заподозрить слишком большую силу тока в системе. Чтобы снизить ее, в электрическую цепь присоединяют несколько дополнительных потребителей.

Постепенно на поверхности катода будет формироваться металлическое покрытие. Чем дольше протекает этот процесс, тем больше будет толщина защитного слоя на металле.

Цинкование в домашних условиях

Покупая металлические изделия, большинство из нас подсознательно ожидает того, что если они изготовлены не из специальных марок стали, значит, обязательно будут ржаветь

Однако есть достойная, и что немаловажно, более дешевая, альтернатива использованию этого дорогостоящего материала. Производить цинкование металлических поверхностей

Перед цинкованием металлическую поверхность необходимо обработать

Данный метод имеет ряд преимуществ:

• Дешевизна технологического процесса.
• Надежность полученного результата.
• Доступность технологического процесса. Да, для проведения работ потребуются определенные специализированные знания и навыки, но при этом они фактически находятся на уровне школьника старших классов.

Фактически, в процессе проведения работ на изделии появляется цинковое покрытие. Именно и служит защитой от коррозии. Это происходит благодаря тому, что цинк имеет большую активность, чем железо. При этом образуя с ним гальваническую пару. Благодаря данному обстоятельству и отсутствует коррозирование поверхности. Если в производственном процессе использовать многосоставные электролиты, то можно добиться не только высоких технических качеств у покрытия, но и его декоративности. В то же время, это не является обязательным фактором. В действительности высокой прочности покрытия можно добиться, используя и более дешевую и простую технологию. В этом случае антикоррозийная обработка металлоконструкций при помощи цинкования осуществляется следующим образом:

• Проведение механической обработки поверхности. Она должна быть чистой, без жировых или органических пятен, ржавчины и т.п. Следует учитывать, что если требуется высокая гладкость изделий, то производить их выравнивание и полировку необходимо до оцинковки.
• Химическое активирование. Оно производится при помощи серной кислоты. Грубо говоря, изделие в нее нужно опустить буквально на 2—10 секунд.
• Промывка — погружение детали в воду.
• Анодирование — для его проведения необходимо приобрести емкость из инертного материала (стекло, винипласт и т.п.). Должна присутствовать возможность закрепления на ней детали, цинкового электрода. В качестве подвески можно использовать медную проволоку. Источником постоянного тока может выступать даже зарядное устройство (2—6А, 6—12В). Электролитом выступает соль цинка. Ее можно приготовить даже в домашних условиях из разведенной серной кислоты и небольшого количества цинка. При выпадении на дно кристалликов полученную жидкость следует немного развести водой, уменьшая ее концентрацию. После процеживания можно ее выливать в емкость. К цинку подводится плюс, а к детали – минус. Сложность процесса заключается в том, что получение плотного слоя на обрабатываемой поверхности зависит от соотношения между силой тока и ее площадью (А/дцм2).

После всех процедур оцинкованную деталь необходимо еще раз промыть.