Коррозионная стойкость цинкового покрытия

ОБНОВЛЕНИЕ (16.04.2021): SPC больше не занимается новым бизнесом в области цинкования. Пожалуйста, обратитесь к нашей странице покрытий, чтобы узнать о других покрытиях, которые мы предлагаем.

 

Если вы обдумываете лучший способ защитить металлические поверхности от безжалостных сил коррозии, запомните простую фразу: «Думай о цинке». Когда цинковое покрытие наносится гальваническим способом на поверхность черных (железосодержащих) металлов, оно создает мощный антикоррозионный барьер, а также обеспечивает ряд других важных преимуществ.

Замечательная эффективность цинкования в сочетании с его относительно низкой стоимостью сделали его популярным выбором для защиты поверхностей во всех типах производственных процессов. Вы найдете цинковые покрытия на гайках, болтах, автомобильных деталях и широком спектре других потребительских товаров.

Цинк: для чего используется цинк?

Цинк — это природный элемент, которого много в земной коре. Если вы вспомните свои школьные школьные годы, вы, возможно, вспомните, что цинк (Zn) — это один из химических элементов, перечисленных в периодической таблице элементов — если быть точным, под номером 30.

Задолго до того, как цинк был официально открыт и выделен в качестве природного элемента немецким химиком по имени Андреас Маргграф в 1746 году, цинковые руды соединялись с медью для получения латуни. Производство металлического цинка восходит к 13 веку. В металлическом состоянии цинк относительно тверд и хрупок. Он также известен своим голубовато-белым цветом.

Цинк в настоящее время является четвертым наиболее широко потребляемым металлом во всем мире. Почти половина всего произведенного цинка используется в процессах цинкования для защиты стали и железа от ржавчины. Это включает покрытие поверхности металла тонким слоем цинка для создания коррозионно-стойкого барьера. Сплав цинка с медью для производства латуни остается широко распространенной практикой, представляя собой вторую по распространенности форму использования цинка.

Если вы работаете в сфере промышленного производства, вам может быть знаком термин «коммерческий цинк». Это относится к спецификации отделки цинком, которая часто используется для покрытия металлических деталей. Он может обеспечить базовую защиту от коррозии.

Как цинк останавливает коррозию?

Цинк обладает присущей ему способностью образовывать побочные продукты коррозии, которые могут значительно снизить скорость коррозии черных металлов. Эти продукты коррозии цинка, которые обычно называют цинковой патиной, служат защитным барьером на металлических поверхностях. Они помогают удерживать влагу, которая может значительно ускорить процесс коррозии. В зависимости от условий окружающей среды цинк может подвергаться коррозии в 100 раз медленнее, чем другие металлы.

Цинковые покрытия образуют защитный барьер от влаги

Возможно, вы также знакомы с понятием окисления, которое в просторечии называют ржавчиной. Это происходит, когда железо или сталь вступают в контакт с влагой в воздухе.

Железо и сталь особенно подвержены окислению. Подумайте о том, что происходит, когда вы оставляете стальной или металлический предмет на основе железа на открытом воздухе, не защищая его от дождя или снега: образование ржавчины неизбежно.

Цинковое покрытие служит металлическим барьером, препятствующим попаданию влаги на поверхность объекта с покрытием. Это важно не только на открытом воздухе, но и во многих промышленных или производственных помещениях внутри помещений также способствует образованию окисления. Влага может проникать через вентиляционные каналы, а определенные химические среды в некоторых промышленных условиях также могут способствовать коррозии металлических поверхностей.

Цинк служит жертвенным покрытием

Интересно, что еще одна причина того, что цинковое покрытие так эффективно останавливает коррозию, связана с собственными коррозионными свойствами цинка. Благодаря процессу, известному как гальваническая коррозия, цинк «уступает» металлу, который он защищает.

Цинк более электрохимически активен, чем железо. А когда цинк и сталь вступают в контакт друг с другом в растворе электролита — что и происходит в процессе цинкования — цинк служит анодом для стали. Это предотвращает образование на поверхности металла небольших анодных и катодных участков, что значительно снижает развитие и распространение коррозии.

Цинк

также действует как жертвенное покрытие, которое защищает сталь посредством гальванизации. Сталь не подвергается коррозии так быстро, когда покрыта цинковым покрытием, даже если царапина или порез подвергают сталь воздействию воздуха или влаги. Цинковое покрытие всегда сначала тускнеет и подвергается коррозии. Можно сказать, что цинковое покрытие «принимает участие в команде».
Это значительно отличается от покрытий, состоящих из таких материалов, как краска или алюминий, где корродирующая сталь со временем подрывает покрытие и снижает его эффективность.

Процесс цинкования

Процесс цинкования может варьироваться в зависимости от предпочтений компании, занимающейся отделкой металлов, а также от конкретного применения цинкования. Как правило, процесс начинается с очистки поверхности металла щелочным раствором моющего средства для удаления масла, других материалов или мусора. Затем предмет обрабатывают кислым раствором для удаления ржавчины или поверхностной окалины.

После очистки можно приступать к фактическому процессу цинкования. Изделие погружают в раствор электролита, содержащий растворенный цинк. Затем в раствор вводят постоянный электрический ток, который осаждает цинк на катоде — менее химически активном элементе или детали, на которую наносится покрытие. Эта процедура известна как электроосаждение. Цинк выполняет роль анода или более активного компонента.

Одна из возможных проблем с нанесением цинка заключается в том, что металл, вероятно, вступит в контакт с молекулами водорода во время процесса покрытия. Это может привести к состоянию, известному как водородное охрупчивание, когда захваченный водород вызывает ослабление металла и может привести к растрескиванию. Запекание объекта после нанесения покрытия может распространить водород по всему металлу, помогая свести к минимуму риск охрупчивания.

Оцинкование стеллажей и бочек

Методы гальванопокрытия для нанесения цинковых покрытий включают использование процессов гальванопокрытия на стойке и в барабане. При гальваническом покрытии детали прикрепляются к приспособлению во время гальванического покрытия, чтобы удерживать их на месте и предотвращать повреждение. Цинкование в бочках предполагает размещение деталей в специально сконструированном сосуде, содержащем ванну для покрытия. Ствол медленно вращается в процессе нанесения покрытия на детали.

Оцинкование реек обычно является лучшим выбором для небольших, хрупких деталей, которые не могут выдержать кувыркание, вызванное вращающимся барабаном. С другой стороны, цинкование ствола, как правило, более рентабельно и менее трудоемко. Часто это лучший вариант для покрытия многих деталей одновременно.

Применение хроматирования после пластины

Другим способом улучшения антикоррозионных свойств цинкового покрытия является применение хроматирования после нанесения покрытия. Хромат представляет собой соль, которая содержит комбинацию хрома и кислорода. Погружение оцинкованных деталей в раствор дихромата или хромовой кислоты в процессе последующего покрытия может сделать их менее восприимчивыми к окислению. Это также поможет обеспечить дополнительное преимущество в виде создания еще одного коррозионно-стойкого барьера против влаги.

Использование герметиков после обработки

Другим широко используемым процессом после цинкования является нанесение герметиков после обработки, которое происходит после обработки хроматом. Герметики можно использовать на желтых, черных, черных оксидных (оливково-серых) или прозрачных (синих) цинковых покрытиях. Герметик работает, заставляя хроматную пленку затвердевать, а также способствует адгезии к цинковому покрытию. При использовании в тандеме с хроматированием герметики также могут повысить защиту от коррозии на целых 100 процентов.

Испытание коррозионной стойкости цинковых покрытий

Некоторые мастерские по отделке металлов имеют возможность проверить коррозионную стойкость оцинкованной поверхности после нанесения покрытия. Обычно это выполняется с помощью процесса, известного как испытание в солевом тумане. С помощью испытания в солевом тумане можно довольно легко определить относительную защитную способность покрытия. Результаты измеряются количеством часов, которое требуется для образования белой ржавчины после распыления.

Типы цинкования

Различные типы цинкования можно определить по цвету, полученному при использовании различных составов. Каждый цвет предлагает различные уровни защиты от коррозии:

• Желтый цинк — Этот тип цинкового покрытия обычно используется в автомобильной промышленности и обеспечивает средний уровень защиты от коррозии.
• Черный цинк — Черные цинковые покрытия доступны в виде черного оксида, который на самом деле может быть оливково-серого цвета, или в виде чистого черного покрытия. Первые обычно обеспечивают немного лучшую коррозионную стойкость.
• Прозрачный или синий цинк — Этот состав покрытия, как правило, обеспечивает меньшую степень защиты от коррозии, хотя считается более безопасным для окружающей среды.
• Кислотное цинкование — Кислотное цинкование отличается от других видов цинкования тем, что оно не вводит цианид в ванну для покрытия. Ключевым преимуществом кислого цинка является то, что он может быть эффективен при использовании на трудно поддающихся обработке поверхностях.

Классификация типов отделки цинкованием

Американское общество методов испытаний ввело систему классификации, основанную на уровне защиты от коррозии, которую обеспечивает цинковое покрытие. Это может быть полезно при выборе наиболее подходящего типа покрытия. Существует четыре различных уровня: от покрытий, идеально подходящих для мягких условий внутри помещений, до покрытий, более подходящих для экстремальных внешних условий. Как правило, чем больше толщина покрытия, тем большую защиту оно обеспечивает.

Покрытие цинковыми сплавами

Когда дело доходит до максимальной защиты от коррозии, покрытие цинковыми сплавами, как правило, более эффективно, чем покрытие цинком само по себе.

Возможно, наиболее широко используемым сплавом для цинкования является цинк-кобальт, который может повысить коррозионную стойкость в пять раз. Цинк-кобальтовый сплав также чрезвычайно пластичен — он не потеряет своей прочности даже при деформации или сгибании в разные формы.

Другие часто используемые сплавы цинка включают цинк-железо, олово-цинк и цинк-никель. Независимо от того, какой сплав используется, он обеспечит значительно лучшую защиту от коррозии, чем при покрытии одним лишь цинком.

Другие важные преимущества цинкования

При рассмотрении вопроса о цинковании защита от коррозии не является единственным потенциальным преимуществом. Среди других важных преимуществ:

• Низкая стоимость — Цинк гораздо более распространен и доступен по цене, чем многие другие металлы, используемые для покрытия. Когда дело доходит до экономичного покрытия, цинк является отличной альтернативой.
• Блестящая отделка — Покрытие иногда используется для улучшения внешнего вида металлической поверхности, часто для того, чтобы сделать объект более привлекательным для потенциальных покупателей. Цинковое покрытие может обеспечить уровень яркости, эквивалентный хромированию. Уровень яркости можно регулировать с помощью различных добавок. Широкая гамма доступных цветов также обеспечивает большую гибкость при выборе наиболее подходящей отделки.
• Различный внешний вид поверхности — Цинковое покрытие может иметь широкий спектр текстур и рисунков. Гладкая, гладкая поверхность или шероховатая текстура с узором из блесток могут быть достигнуты с легкостью.
• Легкое нанесение — Цинковые покрытия легко наносятся, а в результате процесса цинкования образуется покрытие с низким напряжением, которое не повреждает подложку. Кроме того, цинк можно использовать с широким спектром химических составов для гальванопокрытий.
• Совместимость с различными процессами нанесения покрытий — Цинк можно использовать как в процессах гальванического покрытия, так и в процессах гальванического покрытия. Это означает, что цинкование может использоваться для деталей различных размеров и объемов рабочей нагрузки.
• Хорошо подходит в качестве грунтовки — Если ваши работы связаны с покраской, цинк может быть чрезвычайно эффективным грунтовочным покрытием благодаря своим превосходным адгезионным свойствам. Конечно, это также повысит коррозионную стойкость окрашенных или покрытых поверхностей.

Ограничения

Как и любой другой процесс отделки металла, цинкование имеет определенные ограничения. Например, цинк обычно плохо работает при высоких температурах. Его способность защищать от коррозии начинает значительно снижаться, когда температура достигает и превышает 212°F. Если детали не будут должным образом обожжены после нанесения покрытия, может произойти охрупчивание, когда температура превысит 500°F.

Равномерное распределение цинкового покрытия по металлической поверхности также может быть проблемой. Предметы, находящиеся в закрытых помещениях, подверженных воздействию влаги, могут способствовать быстрой коррозии оцинкованных поверхностей. Цинк плохо противостоит щелочам и кислотам.

На срок службы цинкового покрытия может влиять широкий спектр факторов, включая состав атмосферы, тип и толщину покрытия.

Компания Sharretts Plating Company предлагает широкий спектр услуг по цинкованию

SPC является надежным поставщиком разнообразных экономичных услуг по цинкованию, используемых многими различными компаниями и отраслями. Многие из наших клиентов выбирают цинкование как доступную альтернативу покрытию драгоценными металлами, такими как золото или платина.

Мы предлагаем процессы цинкования как в стеллажах, так и в барабанах, что обеспечивает многочисленные гибкие возможности для нашей клиентской базы. В дополнение к цинку мы также предлагаем решения для покрытия цинком и никелем для повышения защиты от коррозии.

Наши услуги по цинкованию основаны на почти 90-летнем опыте предоставления индивидуальных решений для обработки металлов. Мы даже можем предоставить эффективные варианты цинкования для тех трудно поддающихся гальваническому покрытию подложек, которые выходят за рамки возможностей многих наших конкурентов. Все это является частью нашего постоянного стремления к полному удовлетворению потребностей каждого клиента, которого мы обслуживаем.

Не позволяйте коррозии негативно сказываться на металлических деталях и компонентах. Свяжитесь с SPC сегодня, чтобы узнать больше о многих преимуществах, которые наши услуги по цинкованию могут принести вашему бизнесу. Мы также будем рады запланировать бесплатную консультацию по гальваническому покрытию в удобное для вас время и бесплатно рассчитать стоимость наших услуг.

Удаление ржавчины — Обзор австралийской древесины

20 мая 2019 г.

Комментарии Комментарии

Авторская «испытательная лаборатория» для тестирования различных продуктов на предмет их эффективности в удалении ржавчины.

Слова и фотографии: Ричард Вон

Ржавчина является постоянной проблемой для большинства столяров, потому что многие инструменты, которые мы используем, подвержены ей. Он препятствует истинной резкости, забивает регулировку и оставляет следы на древесине. Это легко предотвратить, и это совсем другая история, но избавиться от нее гораздо проще, чем многие думают, и есть довольно много способов справиться с этой старой проблемой, включая ряд специализированных продуктов.

Уксусная ванна для удаления ржавчины с некоторых инструментов для проекта Rambutso.

Я определенно имел в виду простоту, эффективность и дешевизну, когда мне нужно было восстановить множество подаренных, но забытых инструментов, прежде чем
отправит их для общественных проектов в Рамбуцо, Папуа-Новая Гвинея в январе 2016 года (см. AWR # 91), а затем снова в январе 2017 года, когда было восстановлено и отгружено более полутонны инструментов.

Маловероятно, что вам придется иметь дело с таким количеством, но доступными методами стоит поделиться для любых ваших нужд, таких как унаследованные инструменты или удача на вторичном рынке.

Очистите поверхность

Почти при любом подходе вам нужно будет сначала удалить поверхностную грязь и остатки жира или масла, чтобы обеспечить эффективное проникновение любого средства для удаления ржавчины, которое вы используете, и самый простой способ — это хорошая чистка мыльной водой. Наряду с керосином и скипидаром существует ряд эффективных обезжиривающих продуктов, доступных на случай, если тяжелое масло или жир станут проблемой.

На поверхности

У некоторых людей «ржавые» или «кислотные руки», потому что их естественная химия тела немедленно оставляет отпечатки на любой стали, с которой они берутся. Легкие пятна ржавчины, которые могут образоваться от пота, можно удалить с помощью губки для мытья посуды, наждачной бумаги (зернистость не менее 320 для минимального повреждения поверхности) или стальной мочалки. Осведомленность и профилактика — лучший способ справиться с этим.

Лимонная кислота

Я использовал это для своего рассказа о восстановлении самолета в AWR#57 . Лимонная кислота помогает сделать шипучие бомбочки для ванны, а также является основным продуктом при приготовлении пищи, поэтому ее легко можно купить в супермаркетах и ​​найти в Интернете. Заполните пластиковый контейнер для хранения раствором, чтобы сделать ванночку, подходящую для инструмента. Пара столовых ложек на литр теплой воды — хорошее начало. Замочите на ночь или дольше, если это необходимо.

Щавелевая кислота

Это самая сильная из органических кислот, полученная из таких известных растений, как ревень, шпинат и чайные листья. Это менее вредная для человека кислота, чем коммерчески используемые соляная и серная кислоты, которые разъедают металл после разрушения ржавчины. Пары, как и сами кислоты, излишне опасны и не подходят для нашей цели.

Щавелевая кислота продается под разными названиями в хозяйственных магазинах для удаления ржавчины и пятен. Он также хорош для удаления поверхностных пятен от железа с дерева, поэтому я держу его под рукой. Имейте в виду: он органический, но вы имеете дело с концентрированной формой, поэтому вам нужно хорошо защитить себя от вдыхания любой пыли, если вы проволочной щеткой или шлифуете его, когда он высохнет.

Лимонная кислота предпочтительнее щавелевой, поскольку образующиеся соли железа лучше растворимы. Щавелевая кислота может оставить зеленый налет на стали. Лимонная кислота образует в растворе цитрат железа, который обесцвечивается под прямыми солнечными лучами. I не увлекаюсь.

Как медленно действует патока, можно увидеть здесь после трех дней замачивания. Трудно отличить обработанное от нелеченного.

Меласса

Еще одно легкодоступное вещество, используемое для приготовления ванны для замачивания ржавой стали и железа. На самом деле лимонная кислота в нем делает свою работу. Между 1:5 и 1:10 в воде работает нормально. Более разбавленный будет дешевле, но медленнее. Меласса продается в супермаркетах по хорошей цене, но дешевле у поставщиков кормов для лошадей. Действует медленнее, чем большинство методов лечения, но обладает привлекательностью мягкости в обращении и не вызывает беспокойства, когда пришло время избавиться от него.

Старый добрый уксус с полной ложкой соли уничтожил ржавчину на этом квадратном лезвии за 24 часа. Как и в случае с лимонной кислотой, я не проверял по ходу дела, просто дал им это проверенное время, хотя они вполне могли сделать эту работу раньше.

Уксус

Непатентованный белый уксус дешев и очень эффективен. Добавление соли повысит кислотность. Несколько столовых ложек или чашка соли на пять литров уксуса — хорошая смесь. Для серьезной ржавчины вам, возможно, придется оставить инструменты замачиваться на пару дней, хотя обычно 24 часа сортируют все, с чем мне приходилось иметь дело.

После кислотной ванны

После очистки губкой и/или проволочной щеткой, а затем тщательного ополаскивания в пресной воде вам понадобится
, чтобы нейтрализовать остатки кислоты. Замочите инструменты в растворе пищевой (также называемой двууглекислой) соды. Используйте несколько столовых ложек на пять литров воды в течение примерно 10 минут. Он легко доступен в супермаркетах.

Электролиз

Те, кто хочет, могут представить себе зарядное устройство и контейнер, полный воды с раствором стиральной соды (карбонат натрия) или пищевой соды (бикарбонат натрия) для улучшения проводимости. Имейте в виду, что стиральная сода сильно едкая. Достаточно чайной ложки на пять литров воды. Использование хлорида натрия вместо этого выделяет опасные пары, поэтому лучше не пробовать.

Вы прикрепляете положительную клемму к жертвенному куску стали с большой площадью поверхности, например, к старому стальному (не алюминиевому) противню или старой кастрюле из нержавеющей стали, а отрицательную клемму к стали, которую хотите очистить от ржавчины. Помните: НЕТ = отрицательный объект. Обратите внимание, что это обзор методов, и вам нужно будет провести дальнейшее исследование
, чтобы попытаться безопасно и эффективно провести электролиз.

Специальные продукты

 

Средство для удаления ржавчины Rusted Solutions — это австралийская формула, которая выпускается в виде жидкости, которую нужно смешивать с водой в соотношении 1:4, и в виде геля, когда погружение в ванну невозможно. Оба пригодны для повторного использования до тех пор, пока не станут явно грязными. Однолитровая бутылка за 65 долларов смешивает до пяти литров, что снижает стоимость до 13 долларов за многоразовый литр.

Жидкость для удаления ржавчины, безусловно, оправдала свое название с таким результатом через четыре часа. Аналогичный результат дал Evapo Rust.

Гель действительно должен быть толщиной 4–5 мм, как указано. Это неэффективно, когда шерсть тонкая. Но, безусловно, бывают случаи, например, на машинах, когда погружение было бы невозможно, а гель работал бы.

Evapo-Rust имеет впечатляющий список материалов, которые он не наносит вреда, включая кожу, резину, пластик, медь, ПВХ, латунь и винил. На бутылке заявлено 30 минут на удаление ржавчины, но более реально несколько часов. Он обеспечивает защиту от ржавчины в течение недели или двух после удаления ржавчины, поэтому мгновенная ржавчина после обработки не является проблемой. Один литр за 37 долларов от Supercheap Auto звучит недешево, но жидкость можно многократно использовать повторно.

После пяти часов замачивания в Rust Off фосфорная кислота преобразовала большую часть ржавчины, но она не смогла проникнуть за материал, застрявший в некоторых зубьях.

Rust Off представляет собой раствор фосфорной кислоты, поэтому он превращает ржавчину в покрытие, а не снимает ее. Это удобно и хорошо для несложных поверхностей, таких как пятна ржавчины на автомобиле, но будет барьером против последующей защиты от ржавчины, которую я рекомендую для деревообрабатывающих инструментов.

Прежде чем начать

Режущие кромки стамесок, выемок, стружек и рубанков могут стать неэффективными из-за образования ржавчины, поэтому, прежде чем пытаться восстановить рыночную сделку, подумайте, останется ли у вас чистая сталь, которая может дать нетронутую края или, по крайней мере, могут быть отшлифованы, чтобы не было ямок.

Имейте в виду, что эти методы предназначены для стали и железа. Некоторые из этих обработок могут повредить другие материалы, такие как медь, цинк и пластмассы. Evapo-Rust и Rust Remover утверждают, что не наносят вреда таким материалам.

Еще одна вещь, о которой следует помнить, это возможность охрупчивания металла. Это процесс, который я не буду пытаться объяснить, но я знаю, что вы не хотите, чтобы он влиял на пружины, поэтому не подвергайте пружинный металл кислотной обработке или электролизу. Evapo-Rust и Rust Remover не вредят металлу под ржавчиной и поэтому кажутся безопасными и более легкими средствами для удаления ржавчины, чем наждачная бумага или мочалки.

Не конец

После скромных испытаний для этой статьи я пришел к выводу, что замачивание ржавых инструментов в уксусе или лимонной кислоте является дешевым, удобным, безопасным и эффективным методом удаления ржавчины при условии, что вам нужно нейтрализовать кислоту, и не следует использовать его для пружинной стали.

Средство для удаления ржавчины и Evapo-Rust эффективны и не повреждают сопутствующие материалы или сталь под ними.
Независимо от того, какой метод используется, после того, как металл очищен от ржавчины и обработка нейтрализована, вам необходимо будет принять превентивные меры против повторного появления ржавчины.