Оцинковка это какой металл

Лист оцинкованный: технические характеристики и сфера применения

Оцинкованный лист – металлопродукция, для изготовления которой используется холоднокатаная (реже – травленая горячекатаная) рулонная или листовая сталь. На стальную основу наносится защитный цинковый слой. Цинкование обеспечивает не только барьерную (по типу лакокрасочных материалов), но и электрохимическую защиту стального проката от коррозии. Защитный слой, в зависимости от химсостава и способа нанесения, может иметь различную толщину, внешний вид, эксплуатационные характеристики.

Виды и основные характеристики покрытий

ГОСТ Р 52246-2016 под понятием «оцинкованный прокат» объединяет продукцию со следующими видами покрытия:

• Цинковое (Ц). Цинкование осуществляют несколькими способами – горячим, гальваническим, термодиффузионным. Для локальной обработки отдельных участков используют холодное цинкование. В массовом производстве оцинкованного листа чаще всего используется способ горячего цинкования, осуществляемый в ваннах с расплавленным цинком. Высокопроизводительным процессом является обработка рулонного проката на непрерывных линиях.
• Железоцинковое (ЖЦ). Такое покрытие получают путем отжига проката с покрытием, в состав которого входит до 12% Fe. Поверхность – серая, матовая, кристаллизационный узор отсутствует. Разновидность – железоцинковое дрессированное (ЖЦД). Такое покрытие получают путем холодного деформирования проката с железоцинковым слоем в дрессировочной клети. Его обычно используют в качестве основы для последующей декоративной обработки. Поверхность имеет задаваемую величину шероховатости.
• Цинкалюминиевое (ЦА). Устойчиво к коррозии и высоким температурам. Такое покрытие объединяет пластичность алюминия и коррозионную стойкость цинка.
• Цинкалюмомагниевое (ЦАМ). В состав расплава, в который погружают стальной лист, помимо цинка и алюминия, входит магний.

Коррозионная стойкость цинкового покрытия повышается с увеличением толщины, но при этом растет опасность шелушения цинка во время штамповки или гибки. Толщина защитного слоя характеризуется его классом. Высокие классы применяются для продукции, на которую не будет наноситься окрашивающий слой.

Таблица классов покрытия по ГОСТу Р 52246-2016

Технические характеристики оцинкованного листа

Цинковые покрытия для стальных листов составляют примерно 60% всех металлических защитных слоев, применяемых в народном хозяйстве. Цинкуют не только листовой прокат, но и трубы, фасонный прокат, крепежные детали, проволоку, детали станков, автоматизированных линий, машин и механизмов. Этот способ завоевал широкую популярность среди производителей металлопродукции, благодаря комплексу положительных свойств защитного слоя, среди которых:

• Эластичность. Оцинкованные листы и рулоны способны к вытяжке, вальцовке, изгибанию.
• Свежеосажденное цинковое покрытие хорошо паяется с использованием флюсов, не содержащих кислоты.
• Цинк – активный металл, имеющий более отрицательный электрический потенциал, по сравнению с железом, поэтому именно цинк реагирует с агрессивными растворами, защищая стальную основу от разрушения. В условиях высокой влажности цинк реагирует с содержащимися в воздухе углекислым газом и серистыми соединениями с образованием тонкой пленки гидроксидов и карбонатов цинка.

При температурах выше +70°C цинк по отношению к железу меняет тип защиты с анодного на катодный, что приводит к сохранности цинкового слоя и быстрой коррозии стальной основы. Поэтому лист-оцинковка для эксплуатации при температурах выше +70°C не применяется. Протекторные свойства цинка также резко снижаются в атмосфере с органическими соединениями – хлорсодержащими углеводородами, парами синтетических смол и других веществ. К разрушению покрытия приводит соседство оцинкованного стального проката со свежеокрашенными или обработанными маслом изделиями и конструкциями. Для повышения стойкости цинкового слоя к подобным атмосферам его обрабатывают растворами хромовой кислоты или ее солей, а также солей фосфорной кислоты.

Цвета цинкового покрытия – от серого до светло-серого. Со временем поверхность темнеет и тускнеет. Фосфатированное покрытие имеет цвета – от темно- до светло-серого, на поверхности видна кристаллическая структура фосфатной пленки.

Коррозионную стойкость и эстетику листов и других видов проката можно повысить хроматированием. При этом поверхность приобретает цвета от золотисто-желтого до желто-зеленого. Коричневатый цвет в данном случае является признаком брака.

Сортамент оцинкованного листа

В соответствии с ГОСТом Р 52246-2016 выпускают продукцию следующих размеров:

• ширина листа – 0,7-1,8 м;
• ширина рулона – 0,5-1,8 м;
• толщина основы с толщиной защитного слоя – 0,3-4,5 мм.

Области применения оцинкованного проката

В ГОСТе Р 52264-2016 оцинкованный лист по назначению подразделяется на марки:

• 01 – плоские и изогнутые изделия;
• 02 – изделия посудохозяйственные, полученные способами изгиба и соединения в замок;
• 03 – штампованные детали глубокой вытяжки и профили сложной конфигурации;
• 04, 05, 06 – изделия, изготовленные соответственно сложной, особо сложной, весьма особо сложной вытяжкой;
• 07 – продукция, при производстве которой использовалась особо глубокая вытяжка;
• 220, 250, 280, 320, 350, 390, 420, 450 – профлисты, востребованные в строительстве.

Наиболее распространенная область применения оцинкованного листа – производство профнастила, металлопродукции, применяемой, в зависимости от марки, в качестве кровельного материала, для сооружения ограждений, облицовки стен, при изготовлении многослойных («сэндвич») панелей. Плоские листы востребованы для изготовления дополнительных элементов конструкций крыш – коньков, примыканий, водосточных желобов и труб, отделки фронтонов.

Характеристики стали листовой оцинкованной: ГОСТ 14918–80

Использование цинкового покрытия на поверхности стали обусловлено способностью защищать металл и изделия из него от коррозии. Лист стальной оцинкованный ГОСТ 14918 80 является материалом, эффективно применяемым в производстве и строительстве. Удобный, надежный и практичный, он выдерживает определенные эксплуатационные нагрузки и действие окружающих вредных условий. Из-за своей легкости оцинкованная сталь применяется в качестве кровельного покрытия, так как не утяжеляет строение и не требует устройства дополнительного основания и усиления фундаментов.

Защита стали от коррозии

Металл при воздействии на него кислорода окисляется, из-за этого на поверхности конструкции появляется тонкий слой пленки. Отдельные материалы, такие как олово, цинк, алюминий образуют стойкий слой, защищающий металл от действия кислорода. У железа образующиеся на поверхности гидроксидные пленки имеют рыхлую и объемную структуру. Такое образование называется ржавчиной, так как вместо защиты, слой отделяется от поверхности в виде коржей и хлопьев, причем коррозионный процесс продолжается постоянно, и конструкция разрушается.

Истончение деталей ведет к уменьшению несущих способностей, прочности, уменьшает прилегание элементов друг к другу, в результате загруженность соседних узлов и деталей увеличивается. Металлические емкости и резервуары теряют герметичность и разрушаются. Становится очевидным, что использовать черный металл без защитной пленки нельзя, требуется создать барьер для доступа воды и кислорода к поверхности.

Способы нанесения пленки

Часто пользуются методом окраски готовых изделий, но способ считается недолговечным и не всегда действенным. Эффективным решением является нанесение цинковой пленки, которая защищает поверхность от разрушения. Цинковый слой наносится несколькими способами:

• холодный метод предполагает нанесение цинка по типу покраски, в современном производстве применяется довольно редко;
• гальваническая обработка листов заключается в обработке поверхности стали в цинксодержащих электролитных растворах;
• метод горячей оцинковки является наиболее распространенным из-за последующего сохранения заданных качеств длительное время.

Металл, оцинкованный горячим методом, выпускается с конвейера в соответствии с ГОСТ 14918–80 . Оцинкованный лист получается протяжкой в ванне с расплавленным раствором, с содержащем цинка, используют марки стали 08Ю, 10кп, 08кп, 08пс и другие. В состав наносимого сплава помимо цинка добавляется свинец, алюминий и другие металлы, стойкие к кислородному и влажному воздействию.

Перед рабочим процессом раствор нагревается до температуры 455−485˚С, это создает условия для хорошего смачивания и последующей адгезии, таким образом, пленка становится единым целым с телом листа. Метод горячего протягивания создает толстый защитный слой по сравнению с гальваническим способом.

Лист оцинкованный ГОСТ получает прогнозированную долговечность, чем окрашенный простым нанесением, пленка не трескается и не образует трещин при допустимых изгибах. В случае агрессивного окружающего пространства цинковый слой первым вступает во взаимодействие, оставляя металл нетронутым, не допуская коррозии.

Классификация листов

В зависимости от способа получения материала и его назначения сталь, покрытую цинком, подразделяют на группы:

• оцинкованный материал общего назначения;
• сталь с цинковым покрытием холодной штамповки;
• оцинковка холодной полировки;
• оцинковка, предназначенная для дальнейшего красочного покрытия.

Области применения

Оцинкованный материал в процессе изготовления из него деталей и заготовок подвергается штамповке и изгибу, оба способа не нарушают целостности листа. Высокие антикоррозийные свойства позволяют использовать материал в производстве бытовых приборов, строительстве, трубопрокате, автомобилестроении.

Особо актуально применение оцинковки в строительной отрасли. Материал после цинкования красится полимерными красителями и составами на основе эпоксидной смолы в расплавленных печах. Покрытая полимерами сталь служит основой в производстве кровельных покрытий и стеновых материалов, выгода от применения которых становится очевидной.

Профнастил, металлочерепица, кровельная сталь — вот наименования легкого прочного и практичного кровельного покрытия для современных коттеджей. Помимо кровельных работ, оцинковка используется для изготовления:

• металлического декоративного штакетника;
• при монтаже фальцевых крыш в качестве картины;
• водопроводных труб;
• штрипса — сортового лентопроката;
• монтажных профилей для гипсокартона, евродоски, пластика и других стеновых покрытий;
• перфорированного крепежа и различных кронштейнов;
• кровельных фартуков, обделок, элементов водостоков, коньков, ендов и других вспомогательных деталей крыши;
• вентиляционных каналов;
• разводных лотков для кабелей в электротехнике, корпусов приборов, устройств и др.

Преимущества и недостатки

Профнастил в виде кровельного покрытия стоит достаточно дешево, чтобы его могли применять для строительства широкие слои населения. Легкость установки на стропильные конструкции позволяет сделать это даже новичку. К плюсам материала относятся:

• длительный срок эксплуатации по сравнению с обыкновенным металлом, время работы оцинкованного листа исчисляется десятками лет без изменения не только качеств, но и внешнего вида изделия;
• экономия на составах для лакокрасочной обработки — лист ставят в некоторых случаях без покраски, так как его покрытие является стойким к влажности и нагреванию солнцем;
• покрытие из цинка на поверхности металла прочно соединено с центральным слоем, при изгибе, штамповке, растягивании слой цинка не скалывается, остается неотделимым;
• часто у покрывающего слоя прочностные показатели превосходят эти значения для внутреннего слоя стали, поэтому в комплексе увеличивается восприятие нагрузок;
• цинковое покрытие на металле соответствует экологическим нормам и является безопасным для человека и животных;
• цинк обладает свойством затягивать мельчайшие царапины на поверхности и в местах прохождения крепежных метизов, а также на местах резов;
• изделия из оцинковки стоят ниже таких же деталей, выполненных из нержавейки;
• металлизированная матовая поверхность материала имеет привлекательный внешний вид и применяется в некоторых дизайнерских разработках без окрашивания.

Недостатки оцинковки можно считать условными:

• с каждым годом эксплуатации теряется микроскопическая толщина слоя;
• оцинкованный лист не подвергается соединению сваркой;
• окраска лакокрасочными составами поверхности из оцинковки требует подготовительного процесса.

Проверка качества

Оцинковка ГОСТ предусматривает показатели, переводящие листы в ту или иную категорию качества — это может быть прописано в сопроводительных документах. Для покупателя важно, чтобы внешний вид материала не содержал поверхностных изъянов и нарушений целостности.

Поверхность стали должна быть гладкой и ровной, без трещин цинкового слоя. Иногда для некоторых марок материала допускается образование на поверхности пятен, тонких наплывов и шероховатостей. Это относится:

• к оцинковке, полученной способом холодного штампования;
• профилируемым листам, изготовленным на гибочных приспособлениях;
• материалу, относящемуся к группе общего назначения.

Для других категорий стали с оцинкованным покрытием дефектов при визуальном осмотре быть не должно, особенно неприемлем брак в виде зазубрин. Если материал предназначается под окраску, то на нем не должно быть никаких проявлений брака. Любая трещина влияет на качество конечного изделия.

Производство оцинкованного металла

Чтобы в условиях производства получить листовой материал с оцинкованным верхним слоем, его покрывают марочным цинком по специальной технологии. Защитная пленка наносится с двух сторон или с одной. Используется покрытие разной толщины в зависимости от области дальнейшего применения и предполагаемых условий кислородного и влажностного воздействия.

Разработано специализированное оборудование для горячего метода цинкования — наиболее востребованного способа производства. Гальванический метод и холодное цинкование применяют достаточно редко, так как качество обоих методов оставляет желать лучшего. Нанесение цинкового слоя происходит в несколько этапов:

• вначале стальной лист подвергается обжигу в печах при высокой температуре;
• чтобы повысить сопротивляемость металла коррозионным процессам его помещают на втором этапе обработки в ванну с расплавленным цинковым составом;
• затем делается консервация для улучшения защитной функции цинкового слоя, это выполняется с помощью промасливания, пассивирования, иногда эти операции сочетают между собой.

В результате производственного процесса с соблюдением всех технологических циклов получается материал, стойкий к коррозии, в виде листа, который в дальнейшем отлично штампуется, вальцуется, гнется и вытягиваются без ущерба для начальных качеств. Полученный оцинкованный лист по антикоррозионным качествам можно смело приравнивать к нержавейке.

Стандарты ГОСТа распространяются на листовой материал и тот, что выпускается в рулонах. Назначение материала при этом может быть различным, независимо от того, используется холоднокатаный лист для производства домашней посуды или применяется в качестве кровельного материала. Стандартами предусмотрены такие размеры листа при выпуске:

• ширина варьируется от 70 до 150 см;
• толщина металла может составлять от 0,4 мм до 1,5 см.

Виды сырья

Для изготовления оцинковки применяются различные марки стали, но основные из них такие:

• сталь Ст3, Ст1 и Ст2, 100, причем используются все степени раскисления в соответствии с ГОСТ 380–1994 ;
• ГОСТ 9045–1993 допускает к производству 08кп, 08пс, 08Ю;
• ГОСТ 1050–1988 рекомендует сталь Юкп.

Категории стали

Оцинкованный металл подразделяется по способности вытягиваться без создания поверхностных дефектов:

• категория Н присваивается материалу с нормальной способностью к вытяжке;
• категория Г способна к глубокой вытяжке с получением усредненных показателей;
• в категорию ВГ включены оцинкованные листы с качеством, позволяющим тянуться очень глубоко.

Классификация цинкового листа затрагивает и разницу в толщине защитного слоя по длине или ширине листа, полученного в процессе производства:

• НР говорит о нормальной разнице в толщине слоя.
• УР свидетельствует об уменьшенной разнице толщин на поверхности.

По желанию заказчика на поверхности цинкового слоя может быть выполнен рисунок кристаллизации (серия КР). Листы материала без такого нанесения относят к серии Мт.

Деление стали с оцинкованным защитным слоем производится также в зависимости от толщины полученного защитного покрытия:

• сталь повышенного класса имеет вес одного квадратного метра слоя при толщине покрытия в микронах от 60 до 40 на двух сторонах листа 850−570 грамм;
• высокого класса, при толщине в микронах от 40−19 квадрат слоя весит 570−260 грамм;
• обычный класс предполагает вест квадрата покрытия при толщине от 10 до 18 микрон в 260−142 грамма.

Каждый вид категории и класса предназначен для работы в определенных условиях эксплуатации и предполагает различную дальнейшую обработку. Для выбора требуемого качества нужно определиться с этими условиями, чтобы не переплачивать за высокое качество, которое с успехом можно заменить обыкновенной категорией.

Способы гаражного и промышленного цинкования металла

Цинкование металла: суть и назначение процесса. Различные технологии цинкования металла. Преимущества оцинкованных металлоконструкций. Процесс цинкования металла в домашних условиях.

Цинкование металла – это технологический процесс, суть которого заключается в нанесении на поверхность металлических деталей специального цинксодержащего состава. Данная процедура призвана предупредить образование окислов и ржавчин, что благоприятно влияет на срок службы металлоконструкций любого типа. Цинкование можно осуществить не только в производственных условиях, но и своими руками. В статье подобно изложены различные методики цинкования металла.

Суть и назначение процесса цинкования металла

Цинк является основным компонентом специальной химической смеси, которой принято покрывать изделия из металла во избежание развития коррозионных процессов. Повышенная влажность, воздействия механического характера, химические реакции – все это может спровоцировать окисление поверхности металла, однако оцинкованные изделия гораздо меньше подвержены коррозии.

Цинк и металл в симбиозе образуют гальваническую пару, где цинк принимает на себя все барьерные функции и, следовательно, вступает в различные формы взаимодействия с факторами окружающей среды.

Поверхность изделия будет сохранять свой первоначальный вид до тех пор, пока не разрушится полностью верхний цинковый слой. В местах, где цинк подвергается наиболее сильному воздействию, под влиянием молекул воды и кислорода образуется защитный слой гидроксида, который также сохраняет целостность металла.

Цинкование алюминия и других видов металлов происходит с использованием разных методов, однако наибольшее влияние на эффективность результата данной процедуры оказывает класс толщины цинкового слоя, который определен по ГОСТ 14918-80.

Классы цинкового покрытия П и 1 чаще всего используются в условиях сложной климатической обстановки повышенной влажности и перепадов температур.

Свойства и преимущества оцинкованных покрытий

• износостойкость и длительность службы окрашиваемого покрытия;
• низкая себестоимость в сравнении с ценой на окрашивание без предварительного цинкования за срок до 25 лет;
• простые требования к изделиям из металла.

Цинкование металла осуществляет не только барьерную и защитную, но и электрохимическую защиту верхних слоев обработанных изделий.

Цинкование с фосфатированием

Цинкование с фосфатированием принято использовать для обработки цветных металлов. В результате процедуры на верхнем слое детали из металла образуются фосфаты цинка, марганца или железа, которые являются малорастворимыми элементами, что усиливает барьерные и электроизоляционные качества обрабатываемых поверхностей.

Цинкование с фосфатированием можно применять в отношении следующих видов металлов:

• чугуна;
• кадмия;
• низколегированных углеродистых сталей;
• меди;
• цинка;
• алюминия.

Металлические предметы, оцинкованные посредством фосфатирования, могут использоваться даже в условиях тропиков. Они не подвержены воздействию нагретых материалов, смазочной органики (масел), бензола, толуола и всех газов за исключением сероводорода.

Способы и методы цинкования

• горячее;
• холодное;
• гальванизация;
• термодиффузионное цинковое покрытие;
• напыление под воздействием термических газов.

При выборе технологии цинкования металла нужно отталкиваться от предназначения изделия и способов его эксплуатации. Заранее необходимо определить класс толщины цинкового слоя, так как от этого зависит весь технологический процесс, включая настройку производных температур.

Изделия из металла, на которых уже присутствует цинк, не стоит подвергать механическим воздействиям, так как можно нарушить целостность защитного покрытия.

Горячее цинкование

Сталь цинкуется горячим методом в 2 этапа:

1. Подготовительные меры.
2. Процесс цинкования.

Подготовка изделий также делится на следующие друг за другом производственные стадии:

1. Зачистка и обезжиривание поверхности.
2. Травление с помощью кислот.
3. Промывание деталей.
4. Флюсование (вычленение из металла солей и оксидов).
5. Просушка.

После завершения этапа 1 деталь погружают в специальный резервуар с расплавленным цинком, после чего начинает формироваться тонкий защитный слой из железа и цинка. Далее изделие подвергается продуванию, которое призвано обеспечить полное высыхание изделия, а также удаление лишних образований.

Недостаток данного метода оцинковывания металла заключается в ограничении габаритов обрабатываемых изделий размерами резервуара.

Холодное цинкование

Для холодного цинкования потребуется специальный цинковый состав (например «Цинокол») и малярный инструмент (кисть, валик). Смесь включает от 86% цинка, благодаря чему защитное покрытие образуется сразу после нанесения состава на металлическую поверхность.

Если конфигурация поверхности не позволяет нанести цинковую смесь малярным инструментом равномерно, применяют краскопульт – устройство для распыления различных материалов.

Холодный метод цинкования не имеет аналогов, если речь идет о нанесении или восстановлении защитного слоя металлоконструкций, в отношении которых невозможно применить иные способы цинкования (например, уже смонтированное оборудование, леса или трубы). Также такой метод является лучшим решением для проведения ремонтных работ.

Холодный способ цинкования можно производить в широком температурном диапазоне, при этом защитный покров сохраняет гибкость и устойчивость к различным повреждениям.

Гальванический метод

Гальванизация сопровождается высокой адгезией элементов металла и цинка, соединенных на молекулярном уровне. Можно достичь не только максимально равномерного цинкового покрытия по всей площади детали, но и придать ему декоративный вид.

Процесс электрохимической гальванизации происходит так:

• пластины или другие объекты из металла погружаются в специальную электролитическую жидкость;
• объект обработки подключается к источникам тока с разными зарядами;
• разность потенциала заставляет материал разрешаться, после чего молекулы цинка начинают подниматься к поверхности изделия, образуя тем самым защитный слой.

Цинкование металлоконструкций гальваническим методом позволяет воссоздать неповторимый декоративный узор, контролируя при этом толщину барьерного слоя.

Главный недостаток процедуры – высокая стоимость, которая складывается из цен на электроэнергию, состав электролита, оборудование и другие производственные элементы.

Термодиффузионное покрытие цинком

Как правило, данную технологию применяют в случае необходимости создания защитного слоя свыше 15 мкм.

Подготовка самих деталей происходит по стандарту. Термодиффузионный метод, как и другие технологии, обладает рядом положительных и отрицательных черт.

• безопасность и экологичность;
• возможность контролировать толщину цинковой наслойки;
• высокое качество защитного покрытия без образования пор;
• после процедуры не остается специфических отходов, нуждающихся в особом виде утилизации;
• можно осуществить цинкование изделий даже со сложной геометрической конструкцией.

• наличие налета на оцинкованных деталях, отсутствие зеркального блеска;
• образование цинковой пыли в окружающей среде;
• средний уровень производительности;
• цинкование может получиться неравномерным.

Газотермическое напыление цинка

Как отличить оцинкованный металл от обычного

Оцинкованная и обычная нержавеющая сталь имеют разную себестоимость, поэтому стоит знать, как их различить в условиях не всегда честного современного рынка.

1. На глаз. Оцинкованная сталь, как правило, имеет характерные радужные разводы. Также обычный металл имеет более матовую поверхность. Если на металле нет кристаллических декоративных узоров, то цинковое покрытие имеет зеркальный блеск.
2. Магнит. Оцинкованные поверхности обладают более сильными электромагнитными свойствами, что можно проверить с помощью обычного магнита.
3. Спектральный анализ. Требуется специальное оборудование, определяющее химический состав стали, но данный способ считается наиболее точным и надежным.
4. Химический метод. Соляная кислота вступает с цинком в химическую реакцию, при которой начинается выделяться водород. Достаточно небольшого количества соляной кислоты.

При покупке оцинкованной стали рекомендуется выбрать надежного и ответственного поставщика, что избавит от проблем с определением подлинности металла и наличия у него цинкового покрытия.

Простой способ цинкования в домашних условиях

Подготовка электролита

Электролитом может стать любой раствор, в котором содержится цинк:

• хлорид цинка (ZnCl);
• соляная кислота (HCL);
• ZnSO4 (результат травления серной кислоты H2SO4).

При травлении необходимо быть максимально осторожным, так как во время химической реакции выделяется взрывоопасный газ Н2.

Получение цинкового состава

Чтобы осуществить гальваническое цинкование металла дома, необходимо иметь цинк. Если говорить о подручных средствах, то цинк можно найти:

• в солевых батарейках (индекс L);
• в металлических оцинкованных деталях;
• в советских предохранителях.

А можно купить чистый цинк в радиомагазинах или на авторынках.

Подготовка к нанесению покрытия

1. Нужно взять пластиковую или стеклянную тару, которая выступит в качестве ванны с электролитом, и установить держатели для анода и катода.
2. Если в электролите заметны кристаллы соли, то использовать его нельзя. Растворить их можно, добавив дистиллированной воды.
3. Анодом может выступить пластинка из цинка с подключенным к ней «+» зарядом. Чем больше площадь пластины, тем равномернее будет ложиться цинк на катоде. Чем больше анодов, тем больший участок покроется цинком за раз.
4. Катод – это деталь, которая требует обработки (отрицательный заряд). На нее будут укладываться молекулы цинка. Необходимо подготовить металл к процедуре цинкования: очистить от коррозии, обезжирить и активировать, поместив в раствор кислоты. Необходимо расположить катод равно удаленно от всех источников положительного заряда.
5. Источником электрического питания может выступать любой аккумулятор или блок питания. Чем выше будет напряжение, тем более ускоренно пройдет процесс гальванизации. Если используется автомобильный аккумулятор, в схему необходимо добавить другие потребители тока (например, лампочку накаливания).

Нанесение цинковой пленки

После всех подготовительных процедур останется только включить источник электрического питания и поместить катод в электролит. Не стоит допускать бурного кипения электролита: необходимо снизить силу тока, добавив в схему потребители электроэнергии. Чем дольше происходит процесс гальванизации, тем толще будет защитный слой цинка на поверхности обрабатываемой детали (катода).

Если у вас имеется опыт цинкования металла в домашних или промышленных условиях, вы можете поделиться им в комментариях.

Оцинкованная сталь: виды, особенности, применение

Оцинкованная сталь – популярный и относительно недорогой металл широкого применения. Конструктивно он представляет собой тонколистовой стальной прокат, покрытый с одной или двух сторон микроскопическим слоем цинка. Этот легкоплавкий и мягкий металл устойчив к коррозии в сухом и влажном воздухе и способен быстро образовывать на поверхности пленку менее миллиметра, но эффективно защищающую нижние слои от дальнейшей деструктуризации и разрушения под воздействием влаги, солей и других агрессивных сред. Такое свойство в сочетании с высокой гальванической активностью по отношению к железоуглеродистым сплавам обуславливает его широкое применение для их защиты от атмосферной коррозии и напрямую определяет эксплуатационные качества данного проката, а также увеличивает его срок службы до полувека.

Свойства оцинкованной стали

Благодаря физико-химическим свойствам цинка и доведенной до совершенства технологии производства лист оцинкованный всегда имеет условно равномерное по толщине защитное покрытие и при этом он:

• не содержит хроматов, является экологически чистой продукцией и соответствует регламенту директив RoHS и ELV;
• демонстрирует отличную коррозионную стойкость на протяжении нескольких десятков лет;
• отличается хорошими декоративными свойствами и легковесностью.

Тонкий слой цинка, гладкая и однородная текстура поверхности позволяет покрытый металлопрокат окрашивать, сваривать точечной и шовной сваркой и подвергать термообработке. Он отлично принимает форму различных профилей, прекрасно переносит вытяжку, гибку, вальцевание и сохраняет целостность покрытия даже после горячей и холодной штамповочной обработки и рубки на ножницах.

Его можно легко и эффективно консервировать пассивированием и промасливанием. Что в значительной мере упрощает организацию транспортировки и длительного хранения.

Виды и типы оцинкованной стали

Универсальность обработки и вариативность применения в свою очередь обуславливают обширную номенклатуру выпускаемой «оцинковки». Сегодня ее производят:

• рулонной и листовой;
• с разной толщиной покрытия;
• нормальной, глубокой и весьма глубокой вытяжки;
• для профилирования и штамповки холодным способом;
• для общего применения, кровельных работ и дальнейшей покраски.

Таблица 1. Класс толщины покрытия металла по ГОСТ 14918-80

Категория

Толщина, мкм

Масса двухстороннего покрытия 1 кв.м, г

Стандарты оговаривают, что с разных сторон оцинкованная сталь может иметь толщину идентичную и дифференцированную. При этом также регламентируется равномерность защитного слоя: НР – нормальная разнотолщинность, УР – уменьшенная разнотолщинность.

Оцинковка в листах

Сталь тонколистовая оцинкованная производится из низкоуглеродистых и углеродистых сплавов. Она широко используется для изготовления сварных, штамповочных и гнутых металлоизделий и выступает заготовкой для производства оцинкованного профнастила, а также гладкого и профилированного проката с полимерным покрытием.

Классификация

Сегодня химико-технологические разработки по-прежнему направлены на усовершенствование антикоррозионных видов защиты железоуглеродистых сплавов и кроме чистого Zn для создания покрытия стали широко использовать его сплавы. Горячеоцинкованный лист стальной классифицируют согласно ГОСТ 52246 на прокат с цинковым, железоцинковым, цинкоалюминиевым и цинкалюмомагниевым покрытием, что отражается в его маркировке – соответственно Ц, ЖЦ, ЦА, ЦАМ, а также разделяют его на классы:

• с улучшенным и высоким качеством отделки (аббревиатура У и В);
• с нормальным узором кристаллизации и без него (аббревиатура КР и МТ);
• с учетом способа консервации: пассивированный, промасленный, комбинированный и без консервации (аббревиатура ПС, ПР, ПП и БК).

Основные ГОСТы для производства

Сортамент кровельной оцинковки определяется ГОСТ 8075. Но данный стандарт почти не применяется на практике, так как частично уже не соответствует рыночным требованиям.

Основной сортамент определялся ГОСТ 14918-80. Согласно нему холоднокатаный тонколистовой оцинкованный металл купить можно шириной 710…1800 мм и толщиной 0,5…2,5 м. Также на рынке стран СНГ можно встретить продукцию, изготовленную в соответствии с ГОСТ 52246.

Таблица 2. Основные марки листовой оцинкованной стали по назначению согласно ГОСТ 52246

Марка

Назначение

для и/я плоских изделий

для и/я посудо-хозяйственной утвари методом изгиба и соединения в замок

для и/я штамповочных металлоизделий со сложной конфигурацией методом глубокой вытяжки

для и/я штамповочных металлоизделий сложной, особо и весьма сложной вытяжки

для и/я штамповочных металлоизделий сверхглубокой вытяжки

для производства профилированных изделий строительного назначения

Оцинковка в рулонах

Холоднокатаная сталь рулонная оцинкованная также производится и классифицируется в соответствии с ГОСТ 14918-80. Но в отличие от листового проката к ее классу высшей категории предъявляют более жесткие требования на предмет:

• серповидности. На каждые 3 метра длины допускается не более 6 мм;
• телескопичности. При прокате шириной до 1000 мм допускается не более 30 мм.

Горячекатаная оцинкованная сталь в рулонах изготавливается согласно ГОСТ 52246. Принцип классификации идентичен с листовым прокатом.

Таблица 3. Основные параметры оцинкованных рулонов

Наименование

Единицы измерения

Значения

Внутренний ø рулонов и допустимое отклонение

500, 508, 600, 610, 750 ± 20

Предельно допустимый наружный ø рулонов

Наиболее распространенными сплавами для изготовления листов и рулонов оцинкованной стали согласно ГОСТ можно назвать ст0, ст1, ст2, ст3 всех степеней раскисления. А также качественные низкоуглеродистые и углеродистые стали ГОСТ 9045-93 и ГОСТ 1050-88.

Рисунок 1. Сталь оцинкованная — обозначение

Оцинковка для полимерного покрытия

К этой категории относят горяче- и холоднокатаный черный прокат, на который слой цинкового покрытия наносится электролитическим способом. Это обусловлено тем, что химическое конверсионное покрытие обеспечит одновременно антикоррозионный эффект и улучшит окрашиваемость за счет равномерности и усиленной адгезии.

Оцинкованная сталь с полимерным покрытием изготавливается из рулонной и листовой стали:

• холоднокатаной низкоуглеродистой – ГОСТ 9045-93;
• качественной и обыкновенной углеродистой – ГОСТ 16523-97.

Толщина листовых и рулонных заготовок лежит в диапазоне 0,35 ÷ 1,2 мм, а ширина – 500 ÷ 1250 мм. Заготовки, полученные путем продольной резки, как правило, имеют ширину 50 ÷ 500 мм. Точность изготовления и параметры плоскостности заготовок должны соответствовать ГОСТ 19904.

Все эти требования, а также технические условия оговорены в ГОСТ 54301-2011. Госстандарт четко регламентирует виды и толщины полимерных покрытий.

Основы производства

Цинк – активный электроотрицательный металл. Именно поэтому покрытия на его основе наиболее эффективно защищают все марки стали от коррозии. При воздействии влаги возникает гальваническая пара Zn-Fe , где железо выступает катодом и соответственно не разрушается. В случаях, когда на поверхности металла есть поры или оголенные от цинка участки, защитный слой разрушается, если покрытие было нанесено электрохимическим способом. В случае использования термодинамического метода, железо-цинковый сплав характеризуется поверхностной анодностью и при механическом повреждении защитного покрытия, оно способно к самовосстановлению под воздействием анодно-катодного взаимодействия. Поэтому гальванический и холодный способ уже практически не используются.

При этом химическая активность Zn и ценовая доступность делают горячее цинкование наиболее простым, эффективным и экономичным методом. Такой способ легко реализовывается и прекрасно дополняет общепроизводственный цикл на металлургических комбинатах. Но все равно, вне зависимости от того изготавливается лист или рулон оцинкованный, качественная подготовка заготовки – ключевой фактор, влияющий на эксплуатационный срок и декоративные свойства продукции.

Учитывая, что на предприятиях используется разное технологическое оборудование и внедряются собственные технологии, то в общем случае горячий способ цинкования можно представить в виде короткого алгоритма:

• подготовка сырья: разделка торцов и выравнивание согласно обозначенному в техзадании классу качества;
• нагрев заготовки с последующим этапом обезжиривания и травления;
• подача стали в танки с расплавленным Zn.

Средства автоматики строго контролируют все процессы производства и толщину образующегося покрытия. На финишном этапе металл режется на листы или скручивается в рулоны.

Преимущества оцинкованной стали

Применительно к другим черным и цветным металлам, равно как к железоуглеродистым сплавам с альтернативными покрытиями, все виды стали оцинкованной:

• отличаются универсальностью механической, термической и сварочной обработки;
• демонстрируют высокую коррозионную и механическую прочность;
• характеризуются увеличенным эксплуатационным ресурсом;
• являются экологически безопасными;
• стоят относительно недорого.

Интересный факт. С момента использования стальных сплавов человечество не только ступило на новый виток развития, но и в значительной степени стало уделять внимание проблеме коррозии металлов, которая обуславливает до 28% всех убытков в экономике и народном хозяйстве. По мере развития науки оказалось, что данную проблему можно успешно решать несколькими способами и одним из наиболее простых, доступных и действенных методов является нанесение защитного цинкового покрытия. Ученые проводили многочисленные опыты на предмет эффективности использования Zn с целью увеличения срока службы металлоизделий и результативной пролонгированной борьбы с коррозией железоуглеродистых сплавов. Мнения и методы исследований меняются, но, как и 100 лет назад, оцинкованный металл наиболее стойко сопротивляется разрушению по сравнению с другими видами сталей и результаты, представленные в таблице 4 и полученные экспериментальным путем уже в новом тысячелетии, лучше всего это демонстрируют.

Таблица 4. Скорость коррозии, вызванной жизнедеятельностью железобактерий

Вид металла

Показатель активности водородных ионов (уровень pH)

Цинкование металла

Цинкование металла — процесс, во время которого изделие обрабатывается цинком, расплавленным до высоких температур. Благодаря методике на выходе удается получить изделие с отличными прочностными характеристиками, которое не подвержено проявлениям коррозии. Важно, чтобы методика выполнялась опытными специалистами, которые грамотно проведут подготовку металлосплава и его последующую обработку цинком в соответствии с нормами и стандартами.

Цинкование горячим способом, также известное как гальванизация методом погружения, это процесс нанесения цинкового покрытия, погружением стальной конструкции в ванну с расплавленным цинком. Перед погружением в ванну с цинком, сталь химически очищается для удаления масел, смазок и окислов. Подготовка поверхности имеет решающее значение, так как цинк не будет вступать в реакцию с загрязненной сталью.

После подготовки поверхности перед цинкованием, сталь погружают в ванну с расплавленным (450 °С) цинком. Расплав состоит из более чем 98% чистого цинка, а остальные 2% или менее, это добавки — обычно алюминий, никель и висмут. Эти добавки помогают с текучестью цинка и оптимизируют его потребление, улучшают внешний вид покрытия, а также оказывают другие полезные действия. При погружении изделия в ванну, расплавленный цинк химически реагирует с железом в стали, с образованием цинкового покрытия.

Как выполняется горячее цинкование: этапы

Как уже было сказано выше, цинкование металла состоит из нескольких последовательных этапов — это подготовка и непосредственно обработка сплавом цинка. Поверхность, которая будет подвергаться цинкования тщательно подготавливается, а сам процесс цинкования осуществляется в соответствии с ГОСТом 9.307-89.

Технология требует специальных условий, приспособлений и опыта. По ГОСТу методика состоит из следующих последовательных моментов:

1. механическая обработка сплава;
2. обезжиривание поверхности детали;
3. промывка и травление;
4. флюсование и просушка.

Подробнее об этапах

На этапе механической обработки удается убрать с поверхности различные загрязнения, а также продукты окисления, ржавые пятна, различного рода шлаковые осадки. Важно помнить, что по ГОСТу нужно в обязательном порядке скруглить углы и кромки. На этом этапе профессионалы применяют современные пескоструйные аппараты.

Обезжиривание металлоконструкции осуществляется при температуре 70-75 градусов. Именно этот этап обеспечивает изделию отличный показатель адгезии с разгоряченным цинком. Если на поверхности остаются жирные следы, то есть огромный риск, что цинк в этих местах будет отслаиваться. полноценное проведение обезжиривания невозможно без химических веществ, которые прописаны ГОСТом. Чтобы удалить эти вещества с поверхности изделия, применяется технология промывки конструкции.

Травление — еще один не менее важный момент, во время которого устраняются окисленные области, а также старый слой покрытия. При травлении задействуется смесь соляной кислоты. Для выполнения методики требуется температура до 24 градусов. Что касается концентрации вещества, то все будет зависеть от того, сколько загрязнений присутствует на изделии из металла.

Для методики травления берутся составы с содержанием кислоты до 200 граммов на литр. В процессе травления раствор кислоты может нанести вред изделию, а потому важно снизить водород в травильной смеси. Для этого профессионалы используют ингибиторы. После травления следует очередная промывка, удаляющая остатки химикатов, а далее изделие подвергается покрытию горячим цинком. Для этого применяются специальные ванны с раскаленным составом цинка.

Изделие, которое получается на выходе, может похвастаться отличными прочностными характеристиками. В течение долгих лет на конструкции не возникают пятна ржавчины, а также следы коррозии. Кроме того, конструкция, которая прошла процедуру оцинковки, не требует повторного окрашивания.

Покрытие горячим цинкованием

Покрытие горячим цинком наносится на многие типы металлоконструкций в бесчисленных секторах строительства от электротехнических изделий до художественных скульптур. Варьируя по размеру от мелких деталей, таких как гайки, болты и гвозди до крупных структурных форм, цинкование является неотъемлемой частью многих отраслей в России и способствует улучшению инфраструктуры. Чаще всего горячее цинкование используется для покрытия металла испытывающего негативное атмосферное воздействие; тем не менее, оно также применяется для изделий в пресной и соленой воде, а также погруженных в почву, внедренных в бетон, и во многих других случаях.

Размер изделий может быть препятствием для применения горячего цинкования; тем не менее, длина ванны цинкования составляет 13 метров, а её ширина и глубина — 1,5 и 3 метра соответственно и позволяет обрабатывать изделия больших габаритов.

Если у Вас появились вопросы, их можно задать нашим специалистам!

Оцинковка металла

Активное применение металлов порождает вопрос их надежной антикоррозийной защиты. Правильное его решение позволит продлить срок эксплуатации на десятки лет. Наиболее распространенным и действенным способом является оцинковка металла. Его суть – нанесение на металлическую поверхность состава, имеющего в себе около 95% цинка. Существует несколько разновидностей метода, имеющих как преимущества, так и недостатки.

Улучшение характеристик

Срок службы стальных изделий существенно снижается, если они используются во влажной среде, или негативных атмосферных явлений. Нанесение на металл цинкового слоя, можно обезопасить ее ото всех негативов на длительное время. Обосновывая такой эффект с помощью науки, стоит сказать, что в основе лежит процесс гальванизации – сталь и цинк образовывают пару, в которой именно материал покрытия обладает электроотрицательным зарядом. Этот слой производит не только механическое барьерное действие, но и химический нейтралитет, не вступая в реакцию с кислотами, щелочами и др. Стойкость материала будет на уровне, вплоть до полного разрушения слоя. Эксплуатационные показатели после оцинковки металла повышаются в несколько раз, а стоимость процедуры окупается несколько раз.

Разновидности процедуры

В современной промышленности существует пять главных методов цинкования:

1. горячее;
2. холодное;
3. газотермическое;
4. термодиффузионное;
5. гальваническое.

Выбираются они с учетом среды будущего применения, условий и требуемым характеристикам. Варианты оцинковки имеют разную толщину наносимого слоя, благодаря разным технологическим процессам: температурного режима и времени воздействия.

Чтобы обработка прошла качественно с долговечным результатом нужно последовательно выполнить подготовительные шаги:

• обезжиривание, очистка;
• обработка кислотными растворами, травление;
• флюсование и промывка после всех предыдущих этапов;
• просушка.

Обработанный металл не теряет свои показатели на протяжении десятков лет, позволяя забыть о профилактике коррозии. Новое покрытие отлично взаимодействует с другими лакокрасочными покрытиями, что дает возможность производить дополнительную антикоррозийную обработку уже оцинкованного металла. Производители дают многолетнюю гарантию на изделия, каким бы из способов они не были покрыты.

Цинкование стали

Популярность цинкового покрытия для защиты металла от коррозии обусловлена высокими упорными качествами материала. Цинкование стали делает металл идеальным вариантом для применения в производстве, при проведении кровельных работ, в автотранспорте, строительстве. Изделие, получаемое в результате, характеризуется своей легкостью, надежностью, долговечностью, способностями препятствовать агрессивной внешней среде.

Производственный процесс

Чтобы обработать цинком обыкновенный лист стали, необходимо применять современное оборудование для стальных рулонов, чтобы на выходе получалась продукция, отвечающая всем национальным стандартам качества. Пройдя подготовительные этапы, стальной рулон помещается в станок непрерывного цинкования, где и происходит процесс непосредственного покрытия жидким цинком. В процессе регулируется температура и скорость движения заготовки. По завершению процедуры, получается ровный профильный лист, пригодный для дальнейшего использования в изготовлении других деталей. В зависимости от применяемой технологии цинкования стали, различают несколько разновидностей процесса:

1. холодной штамповки;
2. общего назначения;
3. холодного полирования;
4. подлежащая дальнейшему окрасу.

Именно от это классификации дает возможность разделять обработанный материал на марки.

Область применения

Сталь, подверженная цинкованию, применяется во многих сферах хозяйственной деятельности человека:

• изготовление трубопроката, элементов кровли, ограждений;
• автомобилестроение;
• приборостроение.

Особо значимо использование такой стали для кровельных нужд. Профнастил, именно так называется оцинкованный материал для крыши, прочный, надежный и долговечный, способный выдержать высокую влажность и перепады температур. Да и экономичность применения такого варианта явная, благодаря себестоимости, низшей, чем у большинства современных материалов.

Покупая сталь стоит обращать внимание на обработанную поверхность, точнее на ее качество – она должна быть гладкой и без механических повреждений.

Каким бы методом ни был оцинкованный металл – его антикоррозийные свойства сохраняются на протяжении многих лет, в каких бы условиях он не применялся. Цинкование стали – один из самых действенных методов продления срока службы изделий из металлопроката.

Мы довели технологию горячего цинкования до совершенства и по праву этим гордимся. Заслужили безупречную репутацию, обзавелись большой базой постоянных клиентов, которые довольны, что выбрали нас в качестве надежного исполнителя.

Оставляйте заявку на горячее цинкование, и мы ответим на все ваши вопросы, обсудим условия выполнения работ и обязательно найдем взаимовыгодный вариант. Доверьтесь нашему профессионализму!