Электролит для цинкования в домашних условиях

Содержание

Цинкование в домашних условиях – доступный способ защиты металлов

Покрытие изделий из металла цинком – наиболее простой, распространенный и дешевый метод защиты от коррозии. Цинкование в домашних условиях характеризуется легкой и доступной технологией.

Технология холодного цинкования металла своими руками.

Цинкование является одним из самых эффективных способов защиты металлических конструкций от коррозии. Известны несколько методик, с помощью которых достигается результат, начиная от электрохимического осаждения и заканчивая газо-термическим напылением. Однако самым популярным и простым является холодное цинкование металла – способ, подходящих для обработки деталей любого размера, выгодный и доступный даже для использования в домашних условиях.

холодное цинкование металла

Гальваническое цинкование – эффективный способ защиты металла

Нанесение на железо слоя цинка – самый распространенный способ его защиты от коррозии. Гальваническое цинкование получило наиболее широкое распространение благодаря преимуществам технологии и получаемых защитных покрытий.

Холодное цинкование своими руками – 8 правил качественного нанесения

Сделай сам

Цинкование металла своими руками – обзор подходящих способов

Оцинковка металла в современном автомобиле – это возможность защитить поверхность кузова от коррозии. Цинкование металла своими руками в домашних условиях – вполне осуществимая задача.

Существуют определенные виды металла, которые при контакте с воздушной средой образуют защитную пленку на поверхности. Она оберегает материал от воздействия окружающей среды и предотвращает коррозию. На металле, который применяется для производства авто, пленка слабая, поэтому не способна защитить изделие от разрушений.

Зачем нужно цинкование

Покрытие цинком или цинкование — популярный способ защиты стали от коррозии. Наряду с иными анодными покрытиями (никелем, хромом) метод наиболее часто применяется для нанесения на:

  • конструкции из железа, иных металлов;
  • опоры ЛЭП;
  • оборудование на судах, в портах;
  • дорожные ограждения.

Промышленное цинкование металлических изделий

Оцинковка используется в автомобильной промышленности: при помощи тонкого слоя цинка производят защиту деталей мото-, автотехники, кузова легкового автомобиля. Применяется цинкование и в нефтедобывающей, газодобывающей промышленности — для обработки труб, в том числе самых крупных трубопроводов. Технология используется в производстве метизов, проволоки, сетки, батареек, закладных, арматуры, металлопроката, прочих стальных изделий.

Коррозия меняет структуру металла, приводит его в непригодность. Созданная цинковая серебристо-белая пленка работает не только на поверхности, а и насыщает верхние слои металла, что усиливает антикоррозионную защиту.

Особенности и преимущества

Смысл проведения цинкования заключается в создании так называемой гальванической пары со сталью или иным основным металлом. У цинка высокая степень отрицательного заряда (у стали намного ниже). При воздействии агрессивной среды на поверхностный слой цинка химические реакции практически исключены — изделие оказывается надежно защищенным от повреждения.

Эффективная защита металлоконструкций и деталей сохраняется, пока толщина слоя цинка достаточная. После истончения оцинковки результативность покрытия снижается, так как на месте покрытия формируется слой гидроксида цинка, а его протективные свойства низкие.

Цинкование позволяет защитить металл от коррозии

Основное свойство цинкового слоя — барьерная защита металлических изделий. Но оцинковывать детали рекомендуется и ради электрохимической протекции, для улучшения внешнего вида конструкций. Метод цинкования имеет преимущества и недостатки.

  • возможность провести процесс в домашних условиях;
  • низкая стоимость цинка;
  • возрастание прочности изделия;
  • стойкость к перепадам температур, действию химии, физическим факторам;
  • повышение срока службы конструкции;
  • неподверженность окислению.

К минусам относится необходимость наличия специального оборудования, приспособления для проведения цинкования. При цинковании поверхности своими руками нельзя в будущем подвергать ее механической обработке — слой цинка будет стираться.

Покрыть изделие из металла цинком можно в домашних условиях

Цинкование как распространенный способ коррозийной защиты металлов

При создании качественных и долговечных металлических покрытий чаще всего применяют именно технологию цинкования. Это объясняется невысокой стоимостью расходных материалов и отличным результатом. Само цинкование происходит по простейшей технологии. Для ее осуществления не нужны дополнительные расходы и много усилий, что позволяет проводить подобную обработку в домашних условиях.

Холодное цинкование – защита металла от коррозии

Цинковое покрытие формируется в результате того, что цинк вступает в реакцию окисления с кислородом, находящимся в составе воздуха. В последующем на поверхности обрабатываемого металла образуется прочная защитная пленка, которая ограждает его от негативного воздействия внешней среды.

Цинк является более активным металлом, чем железо или сталь. Поэтому он в первую очередь взаимодействует с кислородом и водой, предотвращая коррозию. Даже если на поверхности изделий из металла присутствует хоть часть покрытия, оно защищает его от разрушения.

Что потребуется:

  • вода;
  • кальцинированная сода;
  • уксус;
  • цинковая пластина или стержень;
  • провода;
  • пальчиковая батарейка.

Принцип метода

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

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

Graphic-Design-Tools-19zz

finSelas-01 (2)zz

finLaw-01 (26)zz

Construction-24zz

Graphic-Design-Tools-31zz

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

Составы холодного цинкования, видео:

1 Особенности защитных цинковых покрытий

Цинкование – самый распространенный способ защиты железа поверхностной металлизацией от атмосферной коррозии. Для этих целей расходуется около 40 % от общего объема мировой годовой добычи цинка. Цинкование получило широкое распространение благодаря анодному характеру создаваемой из цинка защиты.

Значение электрохимического потенциала цинка составляет – 0,763 В, что меньше такого же параметра для черных металлов (железа, стали, чугуна), поэтому он защищает последние от коррозии электрохимическим способом. Причем защитные свойства покрытий из цинка проявляются даже в случае незначительной их толщины и при наличии обнаженных участков, пор. Известно много примеров протекторного характера защиты цинком непокрытых им, оголенных фрагментов стальных изделий (например, обрезанные проволока в поперечном сечении и края оцинкованного листового железа, резьба гайки без покрытия, навинченной на оцинкованный болт).

Анодный характер взаимодействия цинкового покрытия с сталью и внешней средой в ряде случаев может смениться на катодный и тогда коррозионные процессы в железе происходят очень интенсивно. Подобное наблюдается, например, при воздействии на оцинкованные изделия горячей воды, нагретой до 70 °С и выше (в автоклавах, котельных установках).

Фото оцинкованных изделий, ventprofil.ru

Сам цинк, принимая “удар” на себя от воздействия внешней среды, защищается следующим образом: при окислении этого металла на его поверхности образуется тонкая плотная оксидная пленка, препятствующая проникновению кислорода дальше вглубь цинка. Благодаря этому его окисление останавливается. У железа образующиеся при окислении оксиды имеют объем больший, чем первоначальный металл, и поэтому пленка из них сразу разрушается, становится рыхлой и пропускает кислород к неокисленному материалу. Так возникает ржавчина.

У цинковых покрытий химическая стойкость снижается при воздействии на них летучих продуктов, которые выделяются при старении следующих органических материалов:

  • олифы;
  • синтетических смол;
  • хлорированных углеводородов.

Покрытия подвержены легкому разрушению, если они контактируют или находятся в закрытом объеме с промасленными или свежеокрашенными деталями.

На фото - цинковое покрытие изделий из металла, severstroy-td.ru

Большое влияние на быстроту корродирования цинка оказывает показатель рН среды. При рН 7–12 (щелочная среда) этот металл практически не растворяется. Отклонение от указанных величин приводит к возрастанию скорости его коррозии. Особенно высока скорость коррозии цинковых покрытий в атмосфере тропиков и промышленных городов.

Способы цинкования

Цинкование металлических изделий является наиболее популярным способом борьбы с коррозией. Это обусловлено соотношением высокого показателя в результате испытаний и доступной стоимостью. Применяются следующие способы оцинковки металла:

  • холодная;
  • горячая;
  • гальваническая;
  • термодиффузионная;
  • газотермическая.

оцинковка металла

Чтобы выбрать для себя наиболее подходящий вариант, необходимо сначала проанализировать условия, в которых будет эксплуатироваться изделие в будущем. Качество цинкования зависит от толщины покрытия, времени и температуры защиты. Оцинковка металла своими руками возможна только двумя способами: холодным и гальваническим. Стоит отметить, что долговечность обработанной таким образом детали будет зависеть от условий эксплуатации. Цинковый слой легко подвергается механическим воздействиям.

3 Преимущества и недостатки цинкования гальваническим методом

Электролитический способ нанесения цинка в сравнении с другими методами цинкования наиболее распространен и обладает следующими преимуществами:

  • высокой производительностью;
  • низкой себестоимостью;
  • получение достаточно высокого уровня защиты изделий;
  • равномерностью покрытия без потеков, капель, с сохранением формы и размеров изделия;
  • возможностью нанесения цинка на все участки изделий с любой сложной формой, включая различные поры;
  • получение декоративных защитных покрытий (гладких, блестящих), не требующих дополнительной обработки.

Фото электролитического способа нанесения цинка, acrossteel.ru

Основным недостатком является низкая адгезия (сцепление) образуемого покрытия с изделием, требующая особой тщательности подготовки (очистки) поверхности последнего. Еще следует отметить вероятность наводораживания защищаемого металла, особенно при несоблюдении режимов гальваники цинкования, что приводит к водородной хрупкости изделия и непривлекательному виду его поверхности. Существенным недостатком этого метода является образование ядовитых и вредных для окружающей среды отходов, которые необходимо подвергать тщательной очистке.

На фото - гальваника цинкования, astana.all.biz

4 Технология и оборудование гальванического цинкования на производстве

На производстве электролитическое цинкование включает следующие технологические процессы, производимые с изделиями:

  1. Очистка их от окалины, ржавчины, смазочно-охлаждающих и лакокрасочных составов. Химическая обработка в обезжиривающих и щелочных растворах.
  2. Промывка водой в проточной ванне.
  3. Электролитическое обезжиривание.
  4. Промывка.
  5. Травление в растворе воды и соляной кислоты. Позволяет удалить оставшиеся окалину и ржавчину без растворения основного металла. При этом происходит декапирование поверхности – активация перед цинкованием.
  6. Промывка.
  7. Само цинкование.
  8. Промывка.
  9. Может проводиться осветление в растворе воды с азотной кислотой для снятия окисной пленки.
  10. Промывка.
  11. Может проводиться фосфатирование.
  12. Промывка.
  13. Может проводиться пассивация электролитическим хроматированием (и/или хроматирование распылением).
  14. Сушка.

Фото гальванического цинкования на производстве, metall-optom.com

В зависимости от типа изделия и соответствующей технологии некоторые этапы промывки могут проводиться щеточно-моечным способом. Могут быть дополнительные операции. Например, гальваническое цинкование полосы начинают с ее разматывания, сварки концов, а затем правки. Заканчивают – промасливанием и сматыванием.

В соответствии с типом покрываемых изделий и объемом производства применяют различные гальванические линии и сопутствующее им дополнительное оборудование. Эти линии представляют из себя определенную последовательность промывочных и технологических ванн, необходимых для создания однослойных либо многослойных цинковых покрытий с требуемыми функциональными свойствами. Все гальваническое оборудование по степени механизации классифицируется на:

  • механизированные линии с полностью автоматическим управлением;
  • с возможностью частичного ручного управления;
  • линии с полностью ручным обслуживанием;
  • мини-линии.

На фото - гальваническая линия для цинкования, olpictures.ru

В комплект поставки линии, в зависимости от ее модели, помимо ванн входят:

  • транспортные системы (автооператоры, манипуляторы);
  • промышленное и локальное оборудование очищения сточных вод;
  • вспомогательное оборудование: приспособления для цинкования (подвески, колокола, барабаны), катодные и анодные штанги, теплообменники, ТЭНы, другое;
  • дополнительное оборудование: система вентиляции, выпрямительные агрегаты, компрессоры и воздуходувки, холодильное оборудование, сушильные камеры и шкафы, насосы, оборудование получения демиводы, фильтровальные установки;
  • и другое.

Горячий способ

Горячая оцинковка металла является наиболее практичным вариантом. Для обработки поверхности изделия используются химические реагенты. С их помощью металл подготавливают к основной части процесса. Именно из-за этого возникает экологическая проблема. Для проведения процесса используют расправленный цинк. Подготовленное изделие просто опускают в ванну с расплавленным цинком.

горячая оцинковка металла

Для проведения данного процесса требуется специальное оборудование. Поэтому данный способ не подходит для того, чтобы оцинковать металл в домашних условиях.

Особенности нанесения

Когда поверхность подготовлена, а её качество проверено, начинается сам процесс. Для получения качественного результата технология холодного цинкования металла предусматривает поддерживание определённой температуры воздуха в зоне выполнения работ. Она должна превышать величину точки росы не меньше, чем на 3°С , что позволяет избежать появления на металле влаги и, соответственно, снижения качества защиты и уменьшения её эксплуатационного срока.

iconПараметр определяется специальными приборами – термометрами, гигрометрами или психрометрами, показания которых сравниваются со значениями из специальных таблиц.

Защитное покрытие наносится в несколько слоёв, каждый следующий – только после полного высыхания предыдущего. Способ нанесения может быть безвоздушным или пневматическим. Требующие полосовой окраски элементы отделываются с помощью валиков и кистей. А после выполнения работы проводится проверка качества покрытия – для этого пользуются специальными измерительными устройствами и визуальным методом.

Популярные материалы для цинкования

цинкование металлоконструкций

  • препарат «Гальванол» , обладающий неплохой адгезией с изделиями из чёрных металлов и отличающийся лёгкостью нанесения, возможностью использования в температурном диапазоне –30°C – +50°C и цинкования даже ржавых поверхностей;
  • «Цинотан» , применяющийся для обработки ёмкостей для хранения нефтепродуктов, труб и резервуаров системы ГВС, опор ЛЭП и гидросооружений;
  • краска для холодного цинкования «АнтикорЦинк™» , отличающаяся устойчивостью к нефтепродуктам, растворителям, пресной и морской воде, высокой адгезией к поверхности металла, механической прочностью и неплохими эстетическими характеристиками;
  • «Мастер АК-100» – состав, подходящий для защиты от коррозии автомобильных деталей, включая элементы кузова, строительных и железнодорожных конструкций и опор для линий электропередач;
  • «Цинотерм» – раствор, применяющийся в комплексе с любыми лакокрасочными материалами, что позволяет не только защитить металл, но и изменить цвет его поверхности;
  • «ЦВЭС» – краска, особенности состава которой (включение в неё цинкового порошка и этилсиликата) позволяют применять её для повышения защитных свойств легированной стали.

iconПрактически все вещества, используемые для холодного цинкования, характеризуются одинаковым серым цветом и расходом в пределах 0,25–0,3 л на 1 м 2 .

А при выборе конкретного средства следует обращать внимание на их цену и указанные характеристики типа эксплуатационного срока, времени высыхания до подходящего для нанесения следующего слоя уровня прочности и температурного диапазона использования.

Имеет значение и такой параметр, как содержание в материале цинка, находящийся в пределах 85–96%. В то время как срок эксплуатации может достигать 10 лет, период высыхания – от 0,5 до 6 часов, а цена обработки 1 кв. м поверхности начинается с 55–60 руб.

Технология холодного цинкования, видео:

Преимущества и недостатки

Теоретически покрытие цинком в домашних условиях металлических деталей возможно любым способом, но вопрос в другом — насколько целесообразен тот или иной метод при самостоятельном выполнении работ. Но цинковые покрытия максимально популярны, поскольку имеют следующие преимущества:

  • они формируют надежную защиту металла от пагубного воздействия коррозии;
  • внешний вид изделий эстетичен, поэтому многие дизайнерские элементы конструкций покрывают цинком: мебельная фурнитура, интерьерные детали автомобилей и другое;
  • цинковое покрытие экологичное, безвредно для здоровья человека и показывает лучшие защитные параметры в сравнении с другими материалами.

5 Электролиты, используемые при гальваническом цинковании

На гальваническом производстве, исходя из назначения изделия, применяют различные электролиты для цинкования. Их условно делят на 2 основные группы:

  • Простые кислые (хлоридные, сульфатные, борфтористоводородные) – в них цинк представляет собой гидротированные ионы.
  • Сложные комплексные (цинкатные, цианидные, пирофосфатные, аммиакатные и другие) – цинк присутствует в составе комплексных ионов, которые заряжены положительно или отрицательно. Эти электролиты для цинкования делятся на кислые и щелочные.

Фото видов электролитов для цинкования, findpatent.ru

От состава и природы электролитов для цинкования зависят скорость осаждения и качество осадков цинка на катоде.

Самый востребованный метод металлизации – в слабокислых простых электролитах для цинкования. Они допускают использование тока большей плотности, чем комплексные, и, соответственно, отличаются более высокой скоростью процесса наращивания покрытий. Гальванике с этими электролитами для цинкования также характерны высокий уровень укрываемости и хороший внешний вид получаемых покрытий. Сталь при их использовании менее подвержена наводороживанию, приводящему к хрупкости деталей. Но эти электролиты пригодны только для заготовок простой конфигурации, проволоки, ленты. Качество покрытий не очень высокое.

На фото - слабокислый простой электролит для цинкования, steampunker.ru

Осаждение цинка из комплексных электролитов для цинкования протекает в условиях высокого рассеивания ионов, с снижением выхода металла и увеличением выделения водорода при возрастании плотности тока. Поэтому эти растворы используют с малой плотностью тока. Их применение позволяет получать мелкозернистые, равномерные, очень качественные покрытия на изделиях и простой, и сложной формы.

6 Основные требования к холодному цинкованию дома

Важная составляющая холодного цинкования металла – жидкий цинк предварительно перемешивают. Из-за большой плотности составы сильно раcслаиваются и непосредственно перед использованием их необходимо тщательно перемешать до получения однородной массы, жидкости. Кроме того, чем качественней подготовлен к нанесению покрытия металл, тем долговечней будет защитный цинковый слой. Поэтому лучше всего произвести механическую зачистку детали с последующим обезжириванием.

Фото подготовки поверхности к холодному цинкованию, 365cars.ru

Оцинковка, нанесенная на такое изделие в 2 слоя, прослужит минимум 10 лет. Очередной слой делают всего через 30 минут после предыдущего. Перед нанесением финишных покрытий и ЛКМ необходимо выдержать 24 часа (чтобы остатки растворителя полностью улетучились). Холодное цинкование, своими руками проведенное с соблюдением технологии и инструкции по применению состава, по качеству и надежности не уступает фабричному исполнению.

Термодиффузионный метод

Оцинковка металла данным способом предполагает проникновение атомов цинка в структуру металлического изделия с образованием железоцинкового сплава со сложной структурой. Весь процесс происходит при очень высоких температурах. При температуре более 2600 градусов цинк переходит в газообразное состояние. Замкнутое пространство, где расположены металлические изделия, заполняют цинксодержащим порошком. Подходит способ для нанесения слоя, толщина которого превышает 15 мкм. Полученное защитное покрытие по устойчивости можно сравнить со слоем, нанесенным горячим методом. Из-за необходимости создания определенных условий метод не подходит для самостоятельной реализации.

Газотермический способ

При данном способе цинк, находящийся в форме порошка, потоком воздуха распыляют по поверхности металлических изделий. Перед распылением вещество расплавляется за счет высокой температуры и уже в таком состоянии опускается на детали. Оцинковка металла подобным способом характерна для тех случаев, когда изделия из металла обладают большими габаритами.

оцинковка металла своими руками

Особенностью способа является то, что защитный слой обладает большим количеством пор. Для их заполнения изделие покрывается лакокрасочными материалами. Этот слой из двух материалов способен сохраняться в течение 30 лет. Данный способ нельзя реализовать в домашних условиях.

Составы для холодного цинкования металла — технология нанесения антикоррозионного покрытия

Цинкование своими руками в домашних условиях

На специализированных сайтах можно найти только положительные отзывы по результатам холодного цинкования в домашних условиях. Все делается качественно и надежно, а главное, намного дешевле, чем в заводских условиях.

Подготовка к холодному цинкованию

Холодное цинкование металла проводят довольно простым способом, поскольку для этого не требуется спецоборудование и сложная процедура. Фактически, этот процесс похож на покраску. На металлическую поверхность наносят цинкосодержащий состав, создающий непроницаемую влагозащитную пленку.

Создать защиту можно только специальным составом, основой которого является цинк. Состав для холодного цинкования специалисты называют «цинконаполненной краской» или сокращенно ЦНК. Наиболее известной среди таких красок стал «Гальванол», который доступен по цене и наносится просто на ржавчину. Но химическое производство не стоит на месте, поэтому периодически на рынке появляются новые составы для холодного цинкования. Их можно купить по разумной цене, чтобы завершить начатое дело и спасти металл от окончательного разрушения.

Как правильно выбрать ЦНК?

Покупая ЦНК, необходимо учесть, что ГОСТ определяет для краски, которая используется при холодном цинковании, количество чистого цинка – 94% и не меньше! Чтобы избежать подделки не ориентируйтесь на цвет краски – все ЦНК серого матового оттенка. Надо обратить внимание на процент содержания цинка, стоимость, гарантийный срок использования, время, отведенное для высыхания, плотность краски, которая должна быть не меньше 2,2 кг на литр, а также температурные условия нанесения краски на поверхность.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий