Մետաղների ցինկապատում. տեխնիկա, սարքավորումներ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 13:56

Ցինկապատումը արդյունավետ և էժան միջոց է, հետևաբար, գունավոր մետաղները կոռոզիայից պաշտպանելու սովորական միջոց: Ամենից հաճախ այն օգտագործվում է սարքավորումների և ամրացումների, ինչպես նաև պողպատե ցանցերի արտադրության մեջ։

Ցինկի ծածկույթի մեթոդներ

Հակակոռոզիոն ցինկապատումն իրականացվում է տարբեր եղանակներով, իսկ ծածկույթի ծառայության ժամկետը կախված է պաշտպանիչ շերտի հաստությունից։

Ծածկման եղանակը կախված է դրա պահանջվող հատկություններից, արտադրանքի չափսերից, հետագա շահագործման պայմաններից։

Ամենապարզ և տեխնոլոգիապես առաջադեմ, բայց անբավարար դիմադրություն պաշտպանիչ շերտի մեխանիկական սթրեսին, սառը ցինկապատումն է պրայմերների միջոցով, որոնք պարունակում են մեծ քանակությամբ բարձր ցրված ցինկի փոշի:

Ցինկապատման արտադրության ծավալով երկրորդ տեղը զբաղեցնում է տաք ցինկապատումը։ Այս կերպ ստացված ծածկույթը բարձրորակ և դիմացկուն է, բայց էկոլոգիապես անվտանգ, քանի որ օգտագործվում է ցինկի հալվածք, և դրա ջերմաստիճանը 500 ° C-ից մի փոքր պակաս պահպանելու համար պահանջվում է մեծ քանակությամբ էլեկտրաէներգիա, մակերեսի պատրաստման քիմիական մեթոդներ:

Ավելի շատ նման է տաք ցինկապատմանըպաշտպանիչ շերտի ջերմային դիֆուզիոն նստեցման տեխնոլոգիական, բայց ոչ արդյունավետ մեթոդ: Այն օգտագործվում է, երբ մեծ պահանջներ են դրվում ծածկույթի հաստության և արտաքին տեսքի վրա:

Ցինկապատման մեկ այլ եղանակ է գազաջերմային ցողումը, որն օգտագործվում է մեծ չափերի արտադրանքները և կառույցները պաշտպանելու համար, որոնք պարզապես չեն կարող տեղադրվել լոգարանում:

Ցինկապատ ցինկապատումը զուրկ է ծածկույթի այլ մեթոդների բազմաթիվ թերություններից և ունի իր դրական կողմերը:

Ցինկապատման առավելությունները

Ցինկապատումը էլեկտրոլիզի միջոցով ամենատարածված մեթոդն է:

Հիմնական առավելությունը, որի շնորհիվ օգտագործվում է մետաղի գալվանական ցինկապատումը, նյութի մակերեսի կոռոզիայից պաշտպանվածության բարձր աստիճանն է։ Ցինկի բարակ շերտը մի քանի անգամ մեծացնում է արտադրանքի ծառայության ժամկետը և հետևաբար նվազեցնում դրանց պահպանման և փոխարինման ծախսերը։

Ծածկույթը հավասար է, առանց շերտերի և կաթիլների, իսկ արտադրանքի ձևն ու չափը պահպանված է։ Դուք կարող եք այն կիրառել ցանկացած, նույնիսկ ամենաբարդ ձևի առարկաների վրա:

Հարթ և փայլուն դեկորատիվ ծածկույթները շատ դեպքերում չեն պահանջում լրացուցիչ մշակում:

Բացի այդ, ցինկի ծածկույթի գործընթացը ինքնին պահանջում է քիչ ծախսեր, և ցինկապատման միավորները բարձր արդյունավետություն ունեն:

Ցինկապատման թերությունները

Պաշտպանիչ ծածկույթի կիրառման մեթոդը էլեկտրոլիզի միջոցով զերծ չէ թերություններից:

Հիմնական թերությունն այն էՑինկի ցածր կպչունություն մետաղին, որի պատճառով արտադրանքի մակերեսը պետք է խնամքով մաքրվի։

Բացասական կողմը նաև ծածկույթի ընթացքում թունավոր թափոնների առաջացումն է, որը պահանջում է լուրջ մաքրում։

Ռեժիմներին չհամապատասխանելը կարող է հանգեցնել հիմնական մետաղի ջրածնային լցման, ինչը հանգեցնում է բուն արտադրանքի փխրունության և ծածկույթի որակի խախտման։

Գործողության սկզբունք

Ցինկապատումը հիմնված է պաշտպանիչ ազդեցության սկզբունքի վրա, որը որոշվում է ցինկի և երկաթի էլեկտրաքիմիական պոտենցիալների տարբերությամբ։ Քանի որ ցինկը ավելի ցածր էլեկտրաքիմիական ներուժ ունի, դրա ծածկույթը զոհաբերական պաշտպանություն է սեւ մետաղների համար: Այսինքն՝ խոնավ միջավայրում հենց նա է ենթարկվում էլեկտրաքիմիական կոռոզիայի։

Երկաթի օքսիդացման ժամանակ առաջանում են օքսիդներ, որոնք ավելի մեծ ծավալ ունեն, քան սկզբնական մետաղը։ Օքսիդային թաղանթը թուլանում է և թթվածինը փոխանցում դեռևս չօքսիդացված մետաղին: Իսկ ցինկի վրա օքսիդացման ժամանակ թաղանթը բարակ և խիտ է ձևավորվում, այն թթվածինը չի թողնում մետաղի խորքը՝ պաշտպանելով ոչ միայն ծածկույթը, այլև տակի հիմնական մետաղը։

Ցինկապատման տեսակները

Գալվանական ցինկապատումը էլեկտրոլիզ է, այսինքն՝ էլեկտրաքիմիական ռեդոքս գործընթացներ էլեկտրոլիտում ուղիղ էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ:

Ըստ էլեկտրոլիտի բաղադրության՝ ցինկապատումը բաժանվում է երեք տեսակի՝ թթվային, ցիանիդային և ալկալային։

Ցինկի ծածկույթի ամենատարածված մեթոդը թեթևակի թթվային վիճակումէլեկտրոլիտներ, հատկապես բարդ կոնֆիգուրացիայի չուգուն և պողպատե մասերի համար: Այս տեսակի ցինկապատմամբ ածխածնային և լեգիրված պողպատներից պատրաստված արտադրանքները ավելի քիչ են ենթարկվում ջրածնային փխրունության, և արտաքին տեսքը հիանալի է՝ հիանալի դեկորատիվ էֆեկտով գույների լայն տեսականիով:

Լրացուցիչ ցինկապատ պաշտպանություն

Ցինկի ծածկույթների պաշտպանիչ ազդեցությունը կախված է դրա հաստությունից, որը միայն 5 միկրոն է էլեկտրոլիտապատման դեպքում, և էլեկտրոլիտի բնույթից:

Որոշ դեպքերում ցինկի ծածկույթների պաշտպանիչ հատկությունները ուժեղանում են պասիվացման, ֆոսֆատացման կամ ներկման միջոցով:

Պասիվացում (քրոմապատում) - լուծույթներում արտադրանքի քիմիական մշակում քրոմաթթվով կամ դրա աղերով, որի արդյունքում մակերեսի վրա առաջանում են քրոմատ թաղանթներ։ Այս գործընթացը բարձրացնում է ոչ այնքան պաշտպանիչ հատկությունները, որքան դեկորատիվները, քանի որ արդյունքում բարձրանում է ծածկույթի փայլը և այն կարելի է ներկել տարբեր գույներով։

Ցինկապատ արտադրանքը ֆոսֆատացնելիս (ֆոսֆորաթթվի աղերում մշակում) մակերեսի վրա առաջանում է ֆոսֆատային թաղանթ։ Ֆոսֆատացումից հետո ներկը դեռ կարելի է քսել։

Ցինկապատման փուլեր

Արտադրության մեջ ցինկապատումը բաղկացած է մի քանի տեխնոլոգիական գործընթացներից, որոնցից յուրաքանչյուրն ավարտվում է ջրով լվանալով հոսող լոգանքով կամ խոզանակով լվացման եղանակով:

Նախ, արտադրանքը մանրակրկիտ մաքրվում է ժանգից, կեղևից, քսուքից, հովացուցիչ նյութի մնացորդներիցհեղուկներ կամ ներկեր և յուղազերծված ալկալային լուծույթներում: Այնուհետև տեղի է ունենում էլեկտրոլիտիկ յուղազերծում։

Դրանից հետո թթու են դնում աղաթթվի ջրային լուծույթում, որի մեջ մակերեսը վերջնականապես մաքրվում է առանց մակերևույթի շերտը խաթարելու և այն գլխատվում-ակտիվացվում է ցինկի ծածկույթը կիրառելուց առաջ։ Միայն դրանից հետո է իրական ցինկապատումը:

Հետո, անհրաժեշտության դեպքում, արտադրանքը մաքրվում և մաքրվում է օքսիդ թաղանթից ազոտաթթվի ջրային լուծույթում, այնուհետև ֆոսֆատացվում, պասիվացվում և չորանում։

Տարբեր ապրանքներ ցինկապատելիս կարող են կատարվել լրացուցիչ գործողություններ: Օրինակ՝ ցինկապատելուց առաջ ժապավենը արձակում են, ծայրերը եռակցում, ուղղում և դրանից հետո յուղում և փաթաթում։

Սարքավորում ցինկապատման համար

Ցինկապատ գիծը ողողման և տեխնոլոգիական լոգանքների հատուկ հաջորդականություն է, որի ժամանակ ստեղծվում է մեկ կամ բազմաշերտ ցինկի ծածկույթ՝ անհրաժեշտ ֆունկցիոնալ հատկություններով:

Արտադրական ծավալներին համապատասխան օգտագործվում է մեքենայացման տարբեր աստիճանի սարքավորումներ։ Խոշոր ձեռնարկություններում տեղադրվում են ավտոմատ կառավարման մեքենայացված գծեր։ Կան գծեր մասնակի կամ ամբողջությամբ ձեռքով կառավարմամբ, ինչպես նաև մինի-գծերով:

Ցինկապատման գիծը բաղկացած է ոչ միայն լոգանքներից: Այն ներառում է տարբեր դիզայնի տրանսպորտային համակարգեր, կեղտաջրերի մաքրման սարքավորումներ,օժանդակ սարքավորումներ, որոնք ներառում են ցինկապատման սարքեր, ջեռուցման տարրեր, ջերմափոխանակիչներ, կաթոդ և անոդ ձողեր։

Լրացուցիչ սարքավորումները ներառում են օդափոխման համակարգեր, չորացման խցիկներ և պահարաններ, սառնարանային սարքավորումներ, զտիչ սարքեր, կիսաջրերի արտադրության սարքավորումներ, պոմպեր:

Էլեկտրոլիտներ ցինկապատման համար

Գալվանական ցինկապատման համար, կախված արտադրանքի նպատակից, օգտագործվում են էլեկտրոլիտներ, որոնք բաժանվում են երկու հիմնական խմբի։

Էլեկտրոլիտները, որոնցում ցինկը պարզ հիդրատացված իոնների տեսքով է, կոչվում են պարզ թթվային: Սրանք հիդրոբորային, սուլֆատային և քլորիդային լուծույթներ են։

Կոմպլեքս թթվային և ալկալային էլեկտրոլիտները պարունակում են ցինկ դրական և բացասական լիցքով բարդ իոններում: Սրանք ամոնիակ, պիրոֆոսֆատ, ցիանիդ և այլ լուծույթներ են։

Օգտագործվող էլեկտրոլիտի տեսակը հիմնականում որոշում է նստվածքի արագությունը, այնուհետև արտադրանքի վրա ցինկի նստվածքների որակը (կաթոդ):

Բարդ էլեկտրոլիտներից ցինկը նստում է կաթոդի վրա՝ բարձր իոնային ցրմամբ: Ընթացքի խտության աճի հետ մետաղի ելքը նվազում է, իսկ ջրածնի ելքը մեծանում է։

Ուստի բարդ էլեկտրոլիտներում ցինկապատումն իրականացվում է ցածր հոսանքի խտությամբ, իսկ ծածկույթը շատ որակյալ է, մանրահատիկ և միատարր։

Թեթևակի թթվային պարզ էլեկտրոլիտներում ցինկապատումը, ներառյալ տանը, տեղի է ունենում հոսանքի բարձր խտությամբ, ավելի մեծ արագությամբ, քան բարդ լուծումներ օգտագործելիս: Արտադրանքի տեսքը լավ է, բայցծածկույթը շատ բարձր որակի չէ և հարմար է միայն բավականին պարզ ձևի արտադրանքի համար։

ցինկապատ ցինկապատում

Ուղիղ ցինկապատման տեխնոլոգիական գործընթացը տեղի է ունենում էլեկտրոլիտով լոգարանում։ Դրա մեջ իջեցվում են սեւ մետաղից պատրաստված արտադրանքները, որոնց հատուկ էլեկտրոդների միջոցով մատակարարվում է էլեկտրական հոսանք (կաթոդ), իսկ մաքուր ցինկը՝ հատուկ ցանցային հատվածներում (անոդ) դրված գնդերի կամ թիթեղների տեսքով։։

Էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի ժամանակ 1-ից 5 Ա/դմ խտությամբ էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ ցինկը լուծվում է էլեկտրոլիտում, այնուհետև նրա իոնները նստում են կաթոդի վրա՝ առաջացնելով 4-25 մկմ հաստությամբ գալվանական: ծածկույթ.

Այս տեխնոլոգիայի կիրառմամբ է, որ ամրացնողները (պտուտակներ և ընկույզներ) ստացվում են միատեսակ և փայլուն ծածկույթով։

Ավտոմատացված ցինկապատման գիծ

Ժամանակակից ցինկապատման գիծը լիովին ավտոմատացված գիծ է, որն իրականացնում է ծածկույթի բոլոր փուլերը, ներառյալ տարբեր նպատակների և կոնֆիգուրացիաների համար արտադրանքի եռակցումը և բարձրորակ յուղազերծումը:

Ավտոմատ գիծն ընդհանուր առմամբ բաղկացած է տեխնոլոգիական էլեկտրապատման լոգարաններից, մոդուլային ուղղիչներից, բեռնման/բեռնաթափման տակդիրից, տրանսպորտային սարքավորումներից, արտանետվող օդափոխության, ջրամատակարարման և կոյուղու հեռացման սարքավորումներից, սպասարկման սանդուղքով մետաղական շրջանակից:

Էլեկտրապատման լոգանքները կարող են պատրաստվել չժանգոտվող պողպատից, պլաստմասե երեսպատված պողպատից կամ ռետինից:Թիթեղային պոլիմերներից եռակցված ժամանակակից լոգարաններն ավելի ու ավելի են փոխարինում մետաղական տարաներին: Լոգանքի նյութի ընտրությունը կախված է էլեկտրոլիտի բաղադրությունից և կոնցենտրացիայից և աշխատանքային ջերմաստիճանից:

Ջրամատակարարման և կոյուղու համակարգերի հաղորդակցությունները, իսկ շատ դեպքերում օդափոխությունը տեղակայված են լոգանքների տակ և նույնպես պատրաստված են պոլիպրոպիլենից։

Գծի չափերը որոշվում են ըստ արտադրողականության և էլեկտրապատման լոգարանների չափսերի:

Գալվանական ցինկապատումը տեղի է ունենում ծանր մետաղների իոնների բարձր կոնցենտրացիայով կեղտաջրերի առաջացմամբ: Այդ պատճառով ինժեներական պոլիմերներից պատրաստված տարաներում դրանք պաշտպանվում են, զտվում, վնասազերծվում, քիմիական տեղումներ, սորբում և այլ գործընթացներ։

Էլեկտրոլիտիկ ցինկապատում տանը

Գալվանական ցինկապատումը, որն արտադրվում է սեփական ձեռքերով, սկսվում է նյութերի ընտրությամբ։ Էլեկտրոլիտը կարող է լինել թորած ջրի մեջ ցինկի քլորիդի և աղաթթվի լուծույթ: Սա այսպես կոչված զոդման թթու է, որն առավել հաճախ օգտագործվում է տանը: Արհեստավորները թթու են վարում ցինկը մարտկոցի ծծմբաթթվի մեջ և ստանում էլեկտրոլիտ ZnSO_{4, սակայն այս գործընթացը վտանգավոր է, քանի որ ռեակցիայի ընթացքում պայթուցիկ ջրածին և ջերմություն է արտազատվում։ Ոչ մի դեպքում էլեկտրոլիտում չպետք է լինի չլուծված աղի բյուրեղների նստվածք:}

Մաքուր ցինկ կարելի է գնել քիմիական խանութում կամ ռադիոշուկայում կամ կարելի է ձեռք բերել Խորհրդային Միության աղի մարտկոցներից կամ ապահովիչներից:

Գալվանիկլոգանքը կարող է լինել ապակե կամ պլաստմասե տարա: Դրանում տեղադրվում են անոդի և կաթոդի ստենդեր։ Անոդը ցինկի ափսե է, որին միացված է «պլյուս» էներգիայի աղբյուրից: Որքան մեծ է անոդը, այնքան ավելի միատարր կլինի ծածկույթը կաթոդի վրա, այն արտադրանքը, որի վրա կկիրառվի պաշտպանիչ ծածկույթը: Կարող են լինել մի քանի անոդներ, դրանք կարող են տեղադրվել կաթոդի շուրջը նույն հեռավորության վրա, որպեսզի դրա մակերեսը բոլոր կողմերից հավասարապես և միաժամանակ ծածկվի ցինկով։ Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրի «մինուսը» միացված է կաթոդին։

Նույնիսկ երբ ցինկապատումը կատարվում է տանը, տեխնոլոգիան անպայմանորեն ներառում է մասի մանրակրկիտ մաքրում և յուղազերծում, ինչպես նաև դրա ակտիվացում թթվային լուծույթում:

Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրը մեքենայի մարտկոցն է, որն ունի ցածր հզորության շիկացած լամպ կամ մեկ այլ սպառող շղթայում այնպես, որ միացումում հոսանքն ավելի ցածր լինի, կամ մշտական ելքային լարման սնուցման աղբյուրը: Հիմնական բանը այն է, որ ցինկապատման գործընթացում էլեկտրոլիտի արագ եռում չլինի։

Իրականում ցինկապատումը տեղի է ունենում, երբ անոդները և կաթոդը իջեցվում են էլեկտրոլիտի մեջ և էլեկտրական միացումը փակվում է: Որքան երկար է տևում գործընթացը, այնքան ավելի հաստ է ցինկի շերտը արտադրանքի վրա:

Ցինկապատման միջոցով արտադրանքի պաշտպանիչ ծածկույթը դառնում է ճշգրիտ, միատեսակ և հարթ՝ դեկորատիվ էֆեկտով։ Այն օգտագործվում է ինչպես արդյունաբերության մեջ, այնպես էլ տնային պայմաններում, չնայած այն հանգամանքին, որ պահանջվում է էկոլոգիապես վտանգավոր թափոններից կեղտաջրերի մաքրում: