В этой статье мы рассмотрим процесс покрытия и те преимущества, которые он может дать.
Покрытие — это общий термин, который может описывать множество различных процессов, поэтому начнем с уточнения, о чем именно идет речь. В данном случае речь идет о гальваническом нанесении слоя цинка на стальные детали с последующей хроматной обработкой для дополнительной защиты изделия. Следите за мыслью?
По сути, процесс заключается в использовании электричества для осаждения очень тонкого слоя цинка на стальные детали. Технически после этого деталь уже считается цинкованной, однако дополнительный этап — погружение обработанной детали в хроматный раствор — позволяет еще больше увеличить защиту от коррозии.
Покрытие — это многоступенчатый процесс, так почему бы просто не обойтись без него? Существует множество преимуществ цинкового покрытия, однако основной причиной его применения является защита от коррозии. Неокрашенные стальные детали быстро начинают ржаветь даже от небольшой влажности воздуха. Цинкование — не единственный способ продлить срок службы стальных изделий: покраска и порошковое покрытие также являются отличными вариантами. Но у цинкования есть свои уникальные достоинства, о которых мы поговорим ниже.
Возможен выбор между прозрачным, черным и желтым оттенками. В каждом случае используется один и тот же цинк, но последующая обработка хроматом немного отличается. Различие в цвете — это не только эстетика, о преимуществах каждого варианта мы расскажем далее.
Как уже упоминалось, главная причина существования цинкового покрытия — защита от коррозии. При контакте с кислородом железо в стали начинает окисляться, образуя оксид железа, то есть ржавчину. Покраска и порошковое покрытие также защищают сталь, изолируя ее от влаги и кислорода, но цинкование идет дальше. Слой цинка также препятствует доступу влаги и кислорода к стали, но что происходит, если этот защитный слой повреждается?
Если стальная деталь окрашена или покрыта порошком и этот слой поцарапан, сталь оказывается подверженной влаге и начинает ржаветь. Коррозия продолжается под защитным слоем, разрушая металл и вызывая отслаивание краски или порошка. Цинк ведет себя иначе. Он служит “жертвенным” материалом: когда сталь оголяется, именно цинк реагирует с окружающей средой, а не сама сталь. Это замедляет процесс ржавления и продлевает срок службы детали.
Поскольку цинк очень активно реагирует с окружающей средой, если оставить его без защиты, он быстро сам израсходуется, а сталь останется незащищённой. Поэтому в процессе покрытия часто добавляют ещё один этап — хроматную обработку. Хромат делает поверхность цинка менее реакционноспособной, обеспечивая дополнительную защиту. В результате сталь защищена и цинк сверху тоже получает свою «оболочку».
На изображении выше показаны два стальных изделия: одно окрашено, другое оцинковано, на обоих есть глубокая царапина. Оба образца подвергались одинаковым условиям (влажный воздух) одинаковое время. При ближайшем рассмотрении видно, что на окрашенной детали ржавчина на оголённой стали появилась быстро. А на оцинкованной — участок царапины остался чистым и без следов ржавчины.
Если оставить их надолго, ржавчина на окрашенной детали распространится под краску, вызывая её отслаивание.
Если вы хотите ещё больше защитить свои детали, цинкование — отличная база для последующей покраски. Покраска по цинкованной поверхности создает дополнительный барьер для коррозии. Даже если краска поцарапается, цинк продолжит защищать открытые участки стали, давая детали больше времени до появления коррозии.
Именно поэтому современные автомобили более устойчивы к ржавчине: производители начали наносить цинк на кузовные панели перед покраской, что увеличило срок службы тонкого металла.
Поскольку речь идет о защите от коррозии, важно отметить, что часть процесса гальваники — тщательная очистка изделий. Это не просто мойка с мылом: детали обычно обезжиривают и даже протравливают кислотой для создания оптимальной поверхности для сцепления цинка, а также для удаления возможной ржавчины под покрытием.
В сравнении с другими методами цинковое покрытие относительно недорогое. Сам цинк стоит недорого, а процесс гальваники позволяет обрабатывать большие партии деталей за один раз. В отличие от покраски и порошкового напыления, которые часто требуют индивидуальной обработки каждого изделия.
До цинка для покрытия часто использовался кадмий. Несмотря на некоторые преимущества, кадмий — крайне токсичное и неэкологичное вещество. Его использование сейчас значительно ограничено, и большинство компаний переходит на альтернативы. Цинк — одна из таких альтернатив.
Цинк выступает в роли жертвенного слоя, отдавая себя для защиты основы, а потому чем он толще, тем дольше служит. Однако слишком толстый слой может привести к тому, что детали перестанут подходить друг к другу по размеру. Именно поэтому цинкование так популярно для крепежных изделий. Обычная толщина покрытия — около 0,0002 дюйма, в то время как порошковое покрытие — намного толще. Порошковых болтов вы не встретите.
Иногда можно увидеть детали с более толстым слоем цинка, например, металлические заборы. Это обычно горячее цинкование — другой процесс, при котором покрытие выходит более толстым и долговечным.
В чем разница между цветами гальванического цинкового покрытия?
Прозрачное цинкование подразумевает хроматную обработку, практически не дающую цвета. Как и другие варианты, оно снижает реакционную способность поверхности цинка. Из всех трех вариантов прозрачное покрытие обеспечивает наименьшую защиту, зато оно немного менее вредно для окружающей среды.
Черное цинкование включает нанесение черного хроматного слоя после покрытия. Итоговая поверхность — черная, но иногда с оттенками других цветов. Не стоит рассчитывать на идеально глубокий черный цвет или ровную поверхность, как при покраске. Черное покрытие обеспечивает лучшую защиту, чем прозрачное — детали прослужат чуть дольше до появления коррозии.
Желтое цинкование обычно имеет радужно-желтый цвет. Оно обеспечивает максимальную степень защиты, хотя черный вариант отстает незначительно.
Гальваническое цинкование имеет множество достоинств, но есть и моменты, которые стоит учитывать при заказе покрытых деталей.
Ничто не вечно. Нет такого покрытия, которое гарантирует абсолютную защиту от коррозии без регулярного обслуживания. Тем не менее, цинковое покрытие может прослужить на открытом воздухе много лет без проблем, а в мягких условиях — десятилетиями. Однако со временем может потребоваться обновление. Покраска по цинку увеличит срок службы изделия больше, чем только покраска или только покрытие.
Цинкованные детали не рекомендуется сваривать. При сварке цинка выделяются токсичные газы. Если необходимо сваривать покрытую деталь, покрытие в зоне сварки следует удалить — это можно сделать абразивом или специальными химическими составами.
Цинковое покрытие выдерживает температуры до примерно 400–500 °F (204–260 °C), хотя при более низких температурах (около 200 °F/93 °C) его коррозионная стойкость немного снижается. Тем не менее, покрытие выдержит стандартные температуры печей для порошкового напыления, если вы планируете наносить такой слой поверх цинка.
Цинкование действительно продлевает срок службы стальных деталей вблизи солёной воды, но, как и все металлы, оно не вечно в агрессивной среде. Покраска по цинку — дополнительная защита. В некоторых случаях для морских условий лучше использовать определённые марки нержавеющей стали.
Цинк — довольно мягкий материал, и в местах трения его слой может стираться. Даже простое закручивание винта может снять часть покрытия под шляпкой. Однако, как уже отмечалось, даже повреждённый цинковый слой защищает лучше, чем просто краска.
Цинкование — отличный способ защитить стальные детали от коррозии, особенно если использовать его как основу под краску или порошковое покрытие. Оно даже защищает металл, если покрытие поцарапано и сталь оголена — чего нельзя достичь только краской или порошком. Благодаря гальваническому процессу, цинк прочно соединяется со сталью и не отслаивается, в отличие от плохо нанесённой краски.
Цинкование — еще один эффективный вариант защиты ваших стальных деталей, изготовленных с помощью лазерной резки.
