Оцинковка это какой металл

Оцинкованная сталь: от древней алхимии до инфраструктуры будущего

Что это за сталь? Чем отличается холоднокатаная тонколистовая оцинкованная сталь от горячекатаной оцинкованной стали и что такое оцинкованная сталь с полимерным покрытием? Где применяются эти виды оцинкованного металла? Мы готовы рассказать вам о процессе оцинкования, его результатах и преимуществах, а также поделиться любопытной историей открытия такой технологии и начала ее применения.

Кто и когда открыл оцинкованный металл?

Итак, если совсем вкратце, цинкование (оно же оцинкование или попросту «оцинковка») — это процесс нанесения защитного покрытия из цинка на металлическое изделие, в том числе из стали и других сплавов железа. Этот прием используется, чтобы предотвратить образование ржавчины на основном металле и обеспечить его длительную защиту от атмосферных воздействий. Цинк – самый распространенный материал для защиты стальной продукции от коррозии, более 40% добываемого в мире цинка используется именно для этого. Цинковое покрытие наносится на листовой и сортовой прокат, детали машин, крепеж, трубы и другие изделия.

Вообще, история оцинкования тесно связана с историей цинка: украшения из сплавов с содержанием цинка до 80% создавались еще 2,5 тыс. лет назад. Латунь, сплав меди и цинка, прослеживается, по крайней мере, до 10-го века до нашей эры. Чистый цинк был впервые получен в 1738 г.

Первый (официально признанный) шаг к оцинкованному металлопрокату был сделан французским химиком П. Дж. Мелуином. Это была химия, которая, казалось, недалеко ушла от алхимии. Чистое железо опускается в резервуар с расплавленным цинком, и на железе чудесным образом появляется мерцающее серебряное покрытие (а Мелуин получает лист оцинкованный). Свой 20-ти страничный отчет об экспериментах ученый представил Королевской академии наук в 1742 г.

Интерес к открытию Мелуина быстро распространился в научных кругах. Первым делом расплавленный цинк начали использовать как недорогое защитное покрытие для домашней утвари. Уже во второй половине 18-го века этот способ защиты металлической посуды от коррозии в некоторых частях Франции использовался очень широко.

Начало массового применения «оцинковки»

В 1824 г. британец сэр Хэмфри Дэви предположил, что медные днища деревянных военных кораблей можно защитить, прикрепив к ним железные или цинковые пластины. В 1829 году Генри Палмер, изобретатель монорельса и пионер эстакадного транспорта из лондонской Dock Company, получил патент на «отрезные или гофрированные металлические листы». Позднее его открытие окажет существенное влияние на промышленный дизайн и цинкование. Отсюда уже рукой подать и до стали рулонной оцинкованной, и до тонколистовой оцинкованной стали, но о них позднее.

В 1836 году французская компания Sorel получила патент на процесс нанесения цинка на сталь (цинкования). Так почти через сто лет научное открытие француза Мелуина обрело свое коммерческое воплощение. Британский патент на оцинкование был выдан в 1837 г. политику и бизнесмену Уильяму Кроуфорду. Считается, что первый инфраструктурный объект, при возведении которого применили оцинкованное железо (это были гофрированные оцинкованные листы) – доки военно-морского флота в г. Пембрук, Великобритания, в 1844 г. К 1850 г. британская промышленность ежегодно использовала для цинкования до 10 тыс. т. цинка. А в 1883 г. в Нью-Йорке был открыт Бруклинский мост — один из самых известных и старых мостов в мире, который до сих пор успешно и интенсивно эксплуатируется. При строительстве объекта впервые были использованы оцинкованные тросы общей длиной 14,6 тыс. миль.

Что делает оцинкованную сталь устойчивой к коррозии?

Углеродистая сталь нуждается в защите, т.к. она подвержена коррозии практически в любой открытой среде. Одной из важнейших характеристик цинка является его способность защищать сталь от коррозии. Никакой другой металлический материал не может обеспечить столь практичную и экономически эффективную защиту стали и конструкций из нее (нержавеющая сталь – отличный, но при этом очень дорогой продукт, поэтому его применение целесообразно далеко не везде).

Собственно, цинковый слой защищает сталь двумя способами. Во-первых, он выступает в качестве физического барьера, образуя непроницаемую металлическую защиту, которая закрывает доступ для влаги и кислорода к стальной основе.

При этом цинковое покрытие вступает в реакцию с атмосферой, образуя на поверхности тонкую прочную пленку оксидов, которая и предохраняет от дальнейшего окисления. Многолетние исследования показали, что срок службы этой барьерной защиты пропорционален толщине цинкового покрытия. Другими словами, удвоение толщины покрытия удвоит срок службы покрытия. Во-вторых, «оцинковка» дает стали еще и электрохимическую защиту. Дело в том, что покрытие из цинка, конечно, очень крепкое, но не вечное. И очевидно, что в процессе эксплуатации оцинкованный металл получает разнообразные повреждения. В местах повреждений цинкового покрытия оголенная сталь начинает подвергаться воздействию влаги и воздуха. Фокус в том, что цинк вокруг области повреждения также начинает ржаветь, причем делает это быстрее, чем сталь. Поэтому продукты коррозии цинка оседают на поверхности стали, закрывают металл от воздействия атмосферы, защищают его и, в итоге, останавливают коррозию. Поэтически выражаясь, сталь оцинкованная становится этаким своеобразным символом самоотверженности: цинковая оболочка постепенно «выветривается», но продолжает оберегать стальную сердцевину. Эту защиту от коррозии так и называют – «жертвенной».

Кстати, если покрыть сталь не цинком, а другим металлом с большей электроотрицательностью, например, никелем, хромом или медью, то такое покрытие вызовет даже большую коррозию, чем если бы сталь была полностью «оголена». То есть тут уже сталь жертвует своей структурой в пользу сохранности никеля или меди.

Также отметим, что антикоррозийные свойства имеют и весьма популярные лакокрасочные покрытия. Но «лакокраску» необходимо применить либо сразу в процессе производства металлопродукции, либо немедленно после того, как произошло повреждение. В противном случае, сталь будет ржаветь под пленкой краски вплоть до того момента, как коррозия полностью разрушит поверхность.

Горячее цинкование: сталь рулонная оцинкованная и сталь листовая оцинкованная

Горячее цинкование погружением в расплав является наиболее популярным способом получения рулонной и листовой стали с защитным слоем цинка. Данная технология обеспечивает максимальную защиту изделий из стали от агрессивной внешней среды благодаря сплошному, прочному, металлургически связанному покрытию большой толщины. Горячеоцинкованный рулонный и листовой стальной прокат широко используются в строительстве, машиностроении, изготовлении мебели, бытовой техники и товаров народного потребления.

Компания «Метинвест» производит и реализует оцинкованный лист и рулон, изготовленный методом горячего цинкования в соответствии с требованиями международных и государственных стандартов — EN 10346, ДСТУ EN 10346, ASTM A653/A653M, ГОСТ 14918, ГОСТ Р 52246. Это тонколистовая оцинкованная сталь толщиной от 0,4 мм до 2 мм, с классами цинкового покрытия от Z80 до Z350.

Процесс горячего цинкования состоит из трех основных этапов – подготовки стальной полосы (электрохимическая очистка, отжиг или нанесение флюса с последующей сушкой), погружения ее в ванну с расплавленным цинком с дальнейшим регулированием толщины покрытия, а также отделки (пассивирование, нанесение изоляционных покрытий, правка, смотка, упаковка).

Существуют две основные технологии по которым изготовляется сталь рулонная оцинкованная — на линиях непрерывного цинкования с печами безокислительного отжига и на линиях, использующих нанесение жидкого или сухого флюса. В первом случае исходной заготовкой является горячекатаный или холоднокатаный неотожженный (нагартованный) стальной рулон. В процессе производства полоса подвергается высокотемпературной обработке (отжигу), которая обеспечивает получение требуемого комплекса механических свойств и дополнительную очистку поверхности перед оцинкованием. В случае использования агрегатов с нанесением флюса рулон из стали перед оцинкованием должен обладать необходимыми свойствами, т.к. печи в них нет. Поверхность полосы подготавливают к оцинкованию путем механической очистки, химического обезжиривания и последующего покрытия слоем флюса. Дальнейший процесс оцинкования, охлаждения и отделки готовой продукции в обеих технологиях идентичен. В зависимости от толщины нанесенного цинкового покрытия и условий эксплуатации конечных оцинкованных изделий их долговечность может варьироваться в широких пределах – от года до столетий.

Сферы применения оцинкованной стали

Благодаря высокой прочности, коррозионной стойкости, эффектному внешнему виду, возможности профилирования и нанесения декоративных покрытий оцинкованная стальная продукция нашла обширное применение практически во всех сегментах промышленности. Приведем примеры.

Прежде всего, это, конечно, строительство и смежные отрасли. Разнообразные кровельные конструкции (кровельные профилированные листы, настил и металлочерепица), несъемные опалубки, полотно ворот, звенья для установки заборов и многое другое.

Нужно вспомнить и об инновационных технологиях в строительстве. В первую очередь, речь о возведении быстромонтируемых зданий из сэндвич-панелей, которые получают все большее распространение. Ставшая знаменитой инфекционная больница в китайском Ухане построена в начале 2020 года с использованием именно этой технологии. Китайские строители, перед которыми была поставлена задача помочь в борьбе со вспышкой нового коронавируса, возвели сооружение за рекордные 10 дней. Металлоконструкции таких зданий выполняются из оцинкованного металла.

Упомянем и специальные водогазопроводные трубы, которые служат частью конструкций дымоходов, вентиляции или воздуховодов. Сталь, прошедшая обработку цинком, также широко используется в водосточных системах (как раз для них коррозийная стойкость оцинкованного металла особенно критична).

Читайте также  Восстановление металлических деталей

Также очень широко оцинкованный металл применяется в автомобилестроении: многие элементы кузовов и деталей подвески автомобилей делается из оцинкованного проката. Больше всего в «оцинковке» нуждаются детали, которые в силу своего расположения максимально подвержены коррозии – днище и нижние части корпуса.

В заключении вернемся к британцу Хэмфри Дэви, который еще в XIX веке пытался усилить дно деревянного корабля металлическими пластинами. Несложно предположить, что два века спустя оцинкованный металл широко используется и в судостроении. Ну и, конечно, в станкостроении, с которого и началось триумфальное шествие «оцинковки» «дорогами» мировой промышленности: львиная доля оцинкованного металла применяется при производстве станков различного назначения.

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)

Наличие железобактерий через 3 недели

Показатели скорости коррозии, мм/год

Сталь 3 без покрытия

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.

Читайте также  Ацетилен используется для сварки и резки металлов

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.

Класс толщины Масса м2 площади покрытия (с двух сторон), г Толщина цинкового слоя, мкм
Повышенный (П) От 570 до 855 От 40 до 60
1 От 258 до 570 От 18 до 40
2 От 142,5 до 258 От 10 до 18

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.

Технология изготовления оцинкованного листа: основные классификации и марки сталей

Оцинкованная листовая сталь – один из самых распространенных и востребованных материалов. Изделия из стального листа, подвергшегося горячему цинкованию, широко применяются для изготовления элементов кровли, водосточных труб, создания стальных опор освещения, коробов вентиляции и т. д.

Преимущества оцинкованного профиля

Оцинкованный лист – это вид металлоизделий, покрытый цинковым слоем для предотвращения коррозии. Металлопрокат получают, покрывая особые марки листовой стали марочным цинком. Благодаря такому методу производства и обработки, изделия обладают следующими техническими особенностями:

  • Высокая устойчивость к механическим нагрузкам.
  • Небольшой вес.
  • Экономичность.
  • Устойчивость к коррозии.

Стальные конструкции удобны в транспортировке и установке благодаря небольшому весу, из-за чего предпочтительны во многих сферах, например, при монтаже коммуникаций и освещения. Цинковое покрытие устраняет единственный существенный недостаток стали – подверженность коррозии. Оцинкованный лист имеет увеличенный срок службы. Защитные покрытия наносятся на металлические заготовки и конструкции гальваническим методом, посредством горячего цинкования и другими способами.

Так выглядит лист оцинкованного профиля

Особенности изготовления оцинкованного стального профиля

Лист стали покрывается защитным слоем с обеих сторон. В зависимости от сферы применения металлической заготовки, влажности и других условий эксплуатации толщина покрытия может быть разной.

Существует несколько методов производства:

  • Горячее цинкование – наиболее распространенный способ. Для оцинковки используются специальные промышленные емкости. Применяется для защиты опор освещения.
  • Гальванический метод – нанесение слоя цинка за счет электролитической диссоциации. Металлоконструкция погружается в емкость с электролитом и становится катодом, а цинковая пластина – анодом. Самый быстрый способ, минусы которого – низкая механическая устойчивость слоя, небольшая толщина цинкового покрытия, слабая адгезия к металлу. Гальванический метод чаще всего используется в декоративных целях.
  • Термодиффузионный способ – металлическое изделие прокаливают в печи при 400 градусах, засыпав цинковым порошком. Верхний слой металла в результате диффузных процессов насыщается атомами цинка, покрытие получается крайне прочным. Но из-за сложности и энергозатратности процесса его применяют только при изготовлении специализированных деталей.
  • Газотермический метод – металл покрывается защитным слоем с помощью газопламенного напыления. Процедура проста и может применяться даже в полевых условиях, но покрытие получается неравномерным и подверженным механическим нагрузкам.
  • Холодный способ – цинк наносится кистью, пульверизатором или краскораспылителем как при обычном окрашивании. Метод отличается экономичностью, но цинковый слой разрушается под воздействием механических нагрузок.

Для производства листового профиля необходимо современное оборудование и квалифицированный персонал

Метод горячего цинкования

Наиболее выгодная, практичная и востребованная технология. Для нанесения защитного слоя на металлозаготовку после предварительного обезжиривания ее погружают в ванну с расплавленным цинком, после чего извлекают и сушат. Температура цинка в емкости – 450–460 °С.

Качество полученного цинкового покрытия тщательно контролируется. Защитный слой оценивают визуально, проверяют его толщину (магнитным или металлографическим способом) и прочность сцепления с поверхностью (нагреванием, ударами молотком, нанесением царапин).

Метод горячего цинкования имеет следующие преимущества:

  • Высокая механическая прочность защитного покрытия.
  • Цинк покрывает всю площадь металлоконструкции, включая труднодоступные места.
  • Срок службы покрытия – до 60 лет, даже при взаимодействии с агрессивными средами.

После оцинковки стальной лист обладает всеми преимуществами нержавеющего металла, хорошо поддается разным видам обработки. Для дополнительной защиты поверхности после цинкования ее окрашивают декоративной порошковой краской.

Оцинкованная сталь используется для создания современных фонарей освещения

Основные классификации и марки сталей

К оцинкованному листу предъявляются строгие отраслевые требования. Качество рулонного, листового металла, в том числе покрытого антикоррозийной защитой с помощью горячего метода, регламентируется ГОСТ 14918-80.

Наиболее часто для изготовления изделий используются следующие марки стали:

  • 08кп и 08пс;
  • Юкп;
  • 08Ю;
  • 100;
  • Ст1, Ст2 и СтЗ.

Применение готового материала зависит от классификации, которая осуществляется по различным параметрам. Для распределения по назначению металлопрокат маркируется обозначениями ОН (общее назначение), ХШ (холодная штамповка) и другими.

Сталь холодной штамповки классифицируется по способности к вытяжке (Г, ВГ – глубокая, весьма глубокая, Н – нормальная). В зависимости от качества оцинковка подразделяется на изделия нормальной и уменьшенной разнотолщинности (УР, НР).

При персональном заказе металлопроката оговаривается возможность нанесения на лист рисунка кристаллизации (РК; оцинкованная сталь без него имеет маркировку МТ).

В зависимости от толщины покрытия листы подразделяются на классы: обычный, высокий и повышенный.

Заказать металлоизделия из оцинкованной стали можно у специализированного производителя – «СПК «Регион».

Оцинкованный металлопрокат – применение и преимущества

Металлы, прошедшие обработку цинком, считаются самыми долговечными изделиями. Данный факт обусловлен антикоррозийными свойствами цинкового покрытия. В связи с этим оцинкованный металлопрокат экономичен в использовании, так как имеет довольно длительный срок эксплуатации. Цена за дополнительную обработку со временем окупается в разы, ведь изделия, покрытые цинком, могут прослужить в течение долгого периода времени без каких-либо затрат на дополнительную обработку и уход.

Где применяется оцинкованные металлы?

Изделия, обладающие цинковой защитой, могут использоваться в различных областях промышленности и строительства. Они незаменимы при монтаже металлических конструкций, используются для обустройства кровельных сооружений, заборов, настилов, ограждений и т. д. Оцинкованный металлопрокат пользуется широким спросом при постройках городской инфраструктуры.

Преимущества оцинкованных изделий

Оцинкованный металлопрокат пользуется большой популярностью во всех сферах промышленности и строительства, благодаря своим уникальным свойствам. Перечислим лишь малую толику достоинств изделий, обладающих цинковым покрытием:

  1. Самое основное преимущество – это высокий уровень устойчивости к коррозии. Изделия, покрытые цинком, могут сохранить свой первозданный вид от 30 до 120 лет.
  2. Стойкий защитный барьер от неблагоприятных условий окружающей среды. Цинковому покрытию не страшны выраженные перепады температур, соприкосновение с влагой, механическое воздействие.
  3. Экономия при затратах на оцинкованные изделия. Цена за тонну металлопроката с цинковым покрытием существенно отличается в меньшую сторону от стоимости изделий из других материалов с такими же положительными характеристиками.
  4. Низкая теплопроводность. Особенно ценится такое свойство металлов при оборудовании кровли, профессиональных настилов, панелей домов.
  5. Безупречный внешний вид. При холодном цинковании можно придать изделию благородство материала и декоративность. Можно выбрать любой оттенок оцинковки, чтобы покрытие наиболее выигрышно смотрелось и приобрело декоративные свойства.

Как происходит процесс оцинковки металлов?

На сегодняшний день цинкование металлических изделий предполагает два метода: холодное и горячее.

Горячее цинкование происходит посредством расплавленного цинка. Изделия проходят специальную обработку:

  • На начальном этапе конструкции очищают и обезжиривают специальными растворами. Зачистка металлов может проходить пескоструйным способом.
  • Далее изделия промывают в больших ваннах – ёмкостях для цинкования.
  • После промывки следует процесс травления, чтобы удалить все окислы для лучшего соединения цинка с металлической поверхностью.
  • Изделие вновь промывают, удаляя химические вещества.
  • Металлопрокат флюсуют.
  • Конечный этап предварительной обработки содержит просушивание изделий.

После подготовительных процедур приступают к непосредственному горячему цинкованию. Изделия погружаются в расплавленный цинк при температуре 460 градусов. Толщина покрытия зависит от скорости погружения металлов в горячую смесь. Далее изделия вынимают из ванн и охлаждают диффузорным способом. На выходе получаются металлы с устойчивым защитным покрытием.

Примечательно, что цинк обладает способностью к самовосстановлению. Это означает, что ежегодно происходит зарастание повреждений. Этот процесс продолжается до полного исчезновения цинкового покрытия до последнего атома. Цинковое покрытие, полученное горячим способом, может прослужить в течение 120 лет в обычных условиях.

Холодное цинкование является самым простым и доступным методом для защиты металлов от коррозии. Единственный недостаток такого способа обработки – невозможно получить такой же толстый слой цинка, как при горячем цинковании. Основным принципом нанесения цинка холодным способом является покрытие металлов специальными составами, с наибольшим процентом цинкосодержащей смеси – до 95%.

Купить оцинкованный металлопрокат в Москве можно у нашей компании. Цены вас приятно порадуют.

Доставка осуществляется во многие российские города и регионы, среди которых и такие как:

  • Екатеринбург
  • Челябинск
  • Первоуральск
  • Тюмень
  • Курган
  • Нижний Тагил
  • Серов
  • Пермь
  • Тобольск
  • Сургут
  • Ханты-Мансийск
  • Уфа
  • Ижевск
  • Казахстан

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи: