Цинкование металла своими руками и технологии оцинковки

Особенности термической оцинковки

Учитывая, что бывают разные методы цинковая, логично объяснить, чем они отличаются друг от друга. Как уже указано выше, термическая обработка применяется только крупными европейскими производителями. Суть заключается в следующем: кузов автомобиля полностью погружают в специальный цинкосодержащий раствор. После этого состав прогревается до нужной температуры, в результате чего частички цинка приклеиваются к металлу. На поверхности металла образуется тонкая пленка, которая не пропускает влагу и препятствует окислению.

Автомобили именно с такими кузовами показывают лучшие результаты в соляных камерах. Некоторые производители вообще дают крупные гарантии на кузов, который был обработан таким способом. Иногда гарантийный срок достигает 30 лет. Минимальный срок службы таких автомобилей составляет не менее 15 лет. То есть в течение всего этого времени кузов даже не начнет покрываться ржавчиной.

Не каждый производитель может позволить себе эту технологию. Как уже было сказано выше, используется этот способ в автомобилях концерна VW Group: Audi, Porsche, Volkswagen, Seat.

Также некоторые другие производители могут похвастаться тем, что делают подобные кузова. В частности, кузов на «Форд Эскорт» оцинкован термическим способом. Исключением не являются новые модели Opel Astra и Vectra, а также Chevrolet Lacetti.

Все эти автомобили стоят дороже по сравнению с аналогами из-за дороговизны реализации подобной технологии антикоррозийной обработки.

Виды оцинковки металлических поверхностей

В настоящее время существует несколько способов нанесения на металлическую поверхность тонкого слоя цинка. Все они с разной степенью успешности используются в промышленности:

  • холодное/горячее цинкование;
  • газотермическая оцинковка;
  • гальванический способ;
  • термодиффузионная обработка.

Каждый из указанных методов использует различные физико-химические технологические процессы для нанесения цинкового покрытия. Рассмотрим их более детально.

https://youtube.com/watch?v=3S_wa0BbnWw

Горячее цинкование

Считается одним из наиболее эффективных методов оцинковки. Нанесённый таким способом цинк держится намного дольше, защищая металлические детали максимально продолжительное время. Среди основных недостатков этого способа можно выделить экологическую составляющую – использование химического метода нанесения слоя цинка способствует загрязнению окружающей среды. Метод горячего цинкования предполагает использование следующей технологической цепочки:

  • на подготовительном этапе металлические поверхности, подвергающиеся оцинковке, обезжириваются, после чего производится их травление кислотой;
  • после такой обработки деталь промывается в воде и тщательно высушивается;
  • затем изделие помещают в ёмкость, наполненную расплавленным цинком.

Кроме вреда для окружающей среды, горячая оцинковка другими недостатками:

  • для такой обработки требуется использование дорогостоящего спецоборудования;
  • существуют ограничения и на габариты обрабатываемых деталей (весь кузов автомобиля обработать не удастся).

Холодное цинкование

Данный способ антикоррозионной обработки относится к самым простым. Суть его заключается в окрашивании металлической поверхности специальной краской, в составе которой имеется цинк. Какой метод применяется для нанесения красящего состава, не имеет значения: это может быть валик, краскопульт или кисточка. Комбинация порошковой краски и краскопульта позволяет производить оцинковку любых деталей, независимо от их размеров, поэтому он часто используется как альтернатива горячему цинкованию. В частности, таким методом осуществляется и оцинковка кузова ТС целиком. Холодная оцинковка позволяет также производить повторное нанесение защитного слоя на ранее оцинкованную поверхность.

Гальванический метод обработки

Цинкование кузова автомобиля посредством использования гальванического способа предполагает обработку металлических поверхностей, подверженных коррозии, посредством электрохимического воздействия. Преимущества данного метода над холодной оцинковкой – возможность нанесения более равномерного и очень тонкого слоя цинка. Суть его заключается в размещении детали в резервуар, наполненный водой, в котором размещается пластина из цинка. После подачи электричества начинается процесс диффузии атомов цинка, которые с пластины переносятся на обрабатываемую деталь, образуя очень тонкий защитный слой. Как и в случае с горячим цинкованием, гальваническая обработка считается экологически очень грязным методом, к тому же тоже достаточно дорогостоящим – в частности, немало средств тратится на очистку отработанной воды.

Газотермическое цинкование

Данный способ не является совершенным, но с его помощью удаётся обрабатывать детали очень больших размеров. Заключается он в обдуве поверхностей газовым потоком, содержащим цинк. Именно так оцинковываются кузова габаритных транспортных средств, однако при этом слой цинка оказывается нанесённым неравномерно, требуя дополнительной окраски кузовных деталей. Разумеется, для этого метода характерно использование специализированного оборудования, поэтому в гаражных условиях он заведомо неприменим.

Термодиффузионное цинкование

Как следует из названия, в основу этого метода обработки положено применение высоких температур. Физика процесса заключается в расщеплении цинка на атомы при температурах, превышающих 2500-2600 градусов, в результате чего обрабатываемые детали покрываются слоем цинка, толщина которого может быть сколько угодно большой без потери качества. Для использования термодиффузионной оцинковки требуется применение специальной герметичной термокамеры. Предварительно на металлическую поверхность наносится слой порошкового цинка определённой толщины, после чего камеру нагревают до указанных температур, порошок плавится и адсорбируется на поверхность чёрного металла. Качество такой оцинковки достаточно высокое, при этом вреда окружающей среде не наносится.

Цинкование в домашних условиях

Своими руками возможно провести лишь две методики цинкования — холодную и гальваническую. Именно эти способы просты, доступны, не требуют больших финансовых вложений.

Гальванизация изделий

Перед электрохимическим цинкованием нужно хорошо подготовить деталь. Для этого ее промывают, чистят, протравливают, обезжиривают. Все действия требуют точности, аккуратности. Как источник тока можно использовать обычный автомобильный аккумулятор или зарядное устройство на 6 – 12 Вольт, 2 – 6 Ампер.

На наличие сколов, дефектов, толщину покрытия сильно влияют исходные данные поверхности (рельефность, сложность изгибов), плотность тока на единицу площади, температура раствора электролита. В качестве последнего выступает любая цинковая соль, которая может растворяться в воде.

Лучше всего работает такой раствор:

  • цинк сернокислый — 400 г;
  • магний либо сернокислый аммоний — 100 г;
  • уксуснокислый натрий — 30 г;
  • вода — 2 литра.

Можно взять обычный аккумуляторный электролит (вода и серная кислота) и вводить порошок цинка, пока не прекратится реакция. Работать следует только в хорошо проветриваемом помещении с применением перчаток, респиратора, очков.

Деталь помещают в стеклянную посуду (можно заменить винилпластиковой), закрепив на краю емкости. Электролит процеживают, заливают в посуду. Затем делают химическое активирование — изделие помещают в раствор на 10 секунд, достают, промывают водой. После можно приступать к процедуре цинкования.

Готовят цинковый электрод — в любом кусочке цинка сверлят отверстие, продевают медную проволоку, подвешивают в емкости. Желательно, чтобы по площади поверхность электрода была равна детали, которую нужно обрабатывать. Подключают медные провода к источнику питания, минус подводят к самому изделию. Так воздействуют на деталь 10 – 40 минут. В итоге получится качественное цинковое покрытие.

Самостоятельное холодное цинкование

Наносить покрытие в виде краски еще проще. Краска сама по себе — специальная форма цинка, поэтому эффективность процедуры будет довольно высокой.

Для начала надо купить основной материал, внимательно ознакомившись с содержанием цинка (обычно от 85 %)

Если на упаковке указано, что состав чувствителен к качеству подготовки основания, важно провести ее тщательно. Для некоторых красок требуется разведение растворителем или последующая обработка финишными покрытиями

Средства в спреях уже готовы к применению. Остальные материалы реализуются в двухупаковочной форме: в одном флаконе находится цинковый порошок, во втором — жидкий связующий компонент. Согласно указанным пропорциям эти компоненты смешиваются (обычно от 1:1 до 1:3). Перемешивать средство нужно очень хорошо, так как из-за большой плотности состав постоянно расслаивается. Начинать работать можно только, предварительно убедившись в однородности массы.

Нанесение на деталь осуществляется при температуре +5…+40 градусов, влажность не должна быть ниже 30 %. Перед работой надевают защитные очки, перчатки, респиратор, помещение регулярно проветривают. Наносить средства нужно валиком, кистью, краскопультом, после полного высыхания (сутки) разрешено окрашивать изделие любыми подходящими средствами.

Если наносить оцинковку в 2 слоя, давая первому просохнуть 30 минут, срок службы изделия составит не менее 10 лет. Кроме окрашивания, допускаются и иные методы обработки. Так, зачастую мастеров интересует, можно ли варить черные металлы после оцинковки? Технология холодного цинкования предполагает последующую сварку, поэтому стоит уточнить, как приварить деталь, и произвести работу.

Применяя технологию цинкования, можно надежно защитить изделия от коррозии. В итоге есть шанс своими руками создать крепкое покрытие и серьезно сэкономить на повторной покупке изделий.

2 Технологии различных методов цинкования

Горячее – покрытия наносят погружением в емкость с расплавленным цинком, температуру которого поддерживают в интервале 460–4800 °С. Горячецинковые покрытия по долговечности, качеству – одни из лучших, а по объему производства находятся на 2 месте. Технологический процесс энергозатратен и сложен в плане обеспечения экологической безопасности, что обусловлено использованием химических способов подготовки поверхности и наличием расплавленного цинка.

Газо-термическое напыление – порошкообразный или проволочный цинк расплавляют и напыляют в газовом потоке на металл обрабатываемой детали. Этот метод оптимален для антикоррозионной защиты крупногабаритных металлических конструкций, которые не умещаются в гальваническую или с расплавом цинка ванну. Частицы расплавленного цинка ударяются о поверхность изделия и, деформируясь, образуют пористое («чешуйчатое») покрытие, которое, как правило, требует обработки порозаполнителем (лакокрасочным материалом). Комбинированное покрытие не теряет защитных качеств в различных средах (атмосфера, вода морская и пресная) 30 лет и более.

Термодиффузионное (шерардизация) – цинковое покрытие получают за счет проникновения атомов цинка в железную подложку с образованием железноцинкового сплава, имеющего сложную структуру. Эффект достигается благодаря тому, что атомы цинка при температурах свыше 2600 °С переходят в паровую фазу. Процесс проводят в замкнутом объеме муфелей или реторт, заполненных обрабатываемыми деталями и порошковой цинкосодержащей смесью. Технологию используют, когда необходимо получить слой цинка толще 15 мкм (обычно 25–110 мкм). Метод экологически безопасен. Покрытие беспористое, с высокой адгезией, защитная способность выше, чем у полученного гальваническим методом в 3–5 раз, и сопоставима со стойкостью горячецинкового.

Гальваническое – обеспечивает создание очень гладкого и точного покрытия, которое наносят при электрохимическом воздействии. Метод применим не только для электропроводящих материалов, но также и для неэлектропроводящих. Получаемое покрытие равномерное, точного размера, декоративного вида, блестящее, толщина, как правило, не превышает 20–30 мкм. Технология – цинковые пластины и обрабатываемую конструкцию погружают в резервуар с электролитом, а затем подключают к источнику постоянного тока. В процессе электролиза анод из цинка растворяется, а его молекулы оседают на поверхности изделия. Электрохимический метод связан с образованием опасных отходов.

Холодное – окраска изделий из металла грунтами, насыщенными высокодисперсным порошкообразным цинком (в готовом покрытии содержится 89–93 % цинка). Метод отличается высокой технологичностью, является самым простым, в настоящее время широко распространен. Очень эффективен для изделий, конструкций, которые нельзя обработать иным способом – закрепленные линии передач, трубы, элементы нефтяной аппаратуры, железнодорожных путей, дорожных ограждений, фурнитуры для мебели и прочие стационарные, неподвижные, труднодоступные объекты. «Холодное» покрытие может прослужить дольше, чем «горячее», в 3–4 раза. Недостатки – относительно низкая стойкость к различным механическим воздействиям и высокие требования к санитарно-гигиеническим условиям работы маляров из-за применения органических растворителей.

Все приведенные методы применяются в промышленных масштабах. Последние 2 можно реализовать самостоятельно с соблюдением необходимых мер безопасности.

Виды оцинковки кузова автомобиля

Горячая оцинковка

Лучший вид оцинкования. Данная термическая технология наиболее устойчива к коррозии в процессе эксплуатации машины с такой оцинковкой.

Заранее подготовленный и сухой кузов опускают в ванну с расплавом цинка температура которого составляет 450 градусов С. Высокая устойчивость от коррозии даже после повреждения кузова. При незначительных повреждениях кузова, место в котором образовался скол, может со временем затянуться тонким слоем цинковых отложений (процесс самовосстановления).

Процедура дорогостоящая, которая значительно увеличивает цену автомобиля и производители используют её в основном для автомобилей премиум и бизнес-класса. Горячее цинкование обеспечивает толщину цинкового покрытия в пределах 70-150 мкм.

Результаты тестов автомобилей сошедших с конвейера с одинаковым повреждением (крестиком) на нижней части передней правой двери. Испытания проводились в лаборатории. Условия в камере с горячим соляным туманом, на протяжении 40 дней соответствуют — 5 годам обычной эксплуатации.

Гальваническая оцинковка

Кузов купают в ванне с цинксодержащим электролитом, где под воздействием электрического тока цинк осаждается на поверхности металла.

Такая обработка менее устойчива к коррозии, но обеспечивает равномерность покрытия, блестящий, декоративный характер поверхности с неизменными размерами.

Гальваническое цинкование обеспечивает толщину цинкового покрытия в пределах 5-20 мкм. Практически все производители, применяющие один из вышеупомянутых методов, отмечают наличие цинкового покрытия в технических характеристиках автомобилей и дают отдельную гарантию на кузов от сквозной коррозии.

Холодная оцинковка

В последние годы этот метод получил широкое распространение среди недорогих марок. Цинкование происходит путем окраски кузова анафорезными грунтами с высоким содержанием высокодисперсного цинкового порошка (содержание цинка в готовом покрытии 89-93%).

Холодное цинкование является смесью цинкования с нанесением лакокрасочного покрытия. При эксплуатации такого кузова отмечается очень слабая устойчивость к коррозии.

Производители бюджетных моделей автомобилей часто используют такую оцинковку при производстве, чтобы не завышать конечную стоимость продукта. Зачастую производитель — лукавит, называя кузов такой машины оцинкованным, что активно используется в рекламных целях.

Цинкрометалл

Метод заключается в покрытии стали на стадии проката, грунтом состоящим из подслоя оксидов содержащих цинковые частицы и богатый цинком органический верхний слой.

Из такого метала без проблем можно изготовить кузов. Материал хорошо поддается сварке, формовке, покраске и совместим с обычно используемыми клеями. Покрытие при этом не теряет свои защитные свойства.

Цинкрометалл хорош там, где нет высокой влажности, но при эксплуатации его на машинах в реалиях нашей страны отмечается очень низкая защита от коррозии, особенно в местах повреждения. Данный тип цинкования распространен лишь среди немногих недорогих марок.

Горячее цинкование кузовов и других металлоконструкций заказывают крупные предприятия со всей России. Среди наших клиентов известные компании Москвы, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода.

Заказать

Типы оцинковки

Существуют разные типы цинкования металла:

  1. Гальванический. Цинк из цинксодержащего электролита осаждается на поверхности кузова в ходе электрохимических процессов.
  2. Горячий (термический). Корпус машины опускается в расплав цинка. Также цинк может наноситься на металлический лист, который затем идет в прокатку, либо распыляться из специального пистолета (шоопирование). Горячий метод считается самым дорогим, но наиболее эффективным видом цинкования.
  3. Холодный. Чаще всего применяется в домашних условиях, так как является несложным в проведении. Подразумевает нанесение цинка на поверхность металла способом, схожим с окрашиванием обычными полимерными красками.
  4. Диффузный. Порошком цинка производят обработку (шерардизацию) деталей при температуре +290…+450 градусов либо погружают их в пары цинка при +800…+900 градусах.

По полноте обработки цинкование классифицируют на полное, частичное или узловое. В последнем случае нанесение металла осуществляется только на отдельные узлы и соединения. При покупке новой машины тип проведенной оцинковки можно уточнить в прилагающихся документах, где также указывается толщина созданного покрытия и гарантийный срок его службы. Профессионалы даже без документов знают, какие модели машин подвергаются оцинковке в заводских условиях и каким именно образом наносится металл на детали кузова.

Автомобили с горячим типом оцинкования

Изначально такой тип стал применяться на заводах Volkswagen и Audi, причем первой оцинкованной серийной моделью была Audi A80. Далее обрабатывать кузова машин горячим способом начали Porsche, Volvo и другие автопроизводители. Ввиду высокой стоимости горячей технологии оцинковки она используется для машин премиум-класса. Из недорогих моделей, которые получили столь надежную защиту, можно указать:

  • Chevrolet Lacetti;
  • Chevrolet Epica;
  • Opel Astra;
  • Opel Vectra;
  • Ford – Sierra, Mondeo, Escort;
  • Fiat Albea;
  • Fiat Marea.

В ходе обработки создается прочное покрытие толщиной 2–10 мкм (в зависимости от модели и конкретной компании-производителя), защищающее кузов от ржавления.

Машины с гальваническим типом оцинковки

Себестоимость машин, подвергшихся гальванической обработке, намного ниже, чем при методе горячего цинкования. Этот способ нанесения покрытия применяется японскими, европейскими, американскими производителями. Поскольку защита будет хуже, ведущие автокомпании ввели некоторые улучшения. Вот основные из них:

  • толщина слоя цинка – 9–15 мкм;
  • применение высоколегированной стали без примесей;
  • прочный слой специально подобранной грунтовки и краски.

Среди автомобилей, которые подверглись оцинковке таким методом, можно назвать некоторые модели Honda, BMW, Mercedes, Alfa Romeo, а также:

  • Skoda Octavia;
  • Skoda Fabia;
  • Renault Logan;
  • Renault Espace 3;
  • большинство из модельного ряда Toyota;
  • Chrysler 300M;
  • Mitsubishi Lancer.

Авто отечественного производства

Продукция «АвтоВАЗа» в свое время готовилась из зарубежной стали, которая уже была подвергнута оцинковке. Из-за слишком высокой себестоимости импортного материала компания перешла на отечественную сталь, а кузова начали цинковать холодным способом, дающим невысокую степень защиты. В российских машинах оцинковке подвергается не весь кузов, а только отдельные детали и узлы. Некоторые соединения обрабатывают методом катафореза без применения цинка.

Среди российских машин можно назвать:

  • ВАЗ 2110 (примерно 50% деталей);
  • Lada 4х4 (катафорезное грунтование без оцинковки);
  • первое поколение «Калины» (до 52% деталей);
  • второе поколение «Калины» (оцинковка всего кузова, кроме капота, крыши, лонжеронов);
  • «Лада Приора» (100% кузова в современных моделях);
  • «Лада Гранта» (хэтчбэк – оцинковка крыльев, дверей, седан – цинкование отсутствует);
  • «Лада Веста» (полная оцинковка, за исключением порогов);
  • «Лада XRAY» (полная оцинковка, за исключением крыши).

Поскольку созданная методом холодного цинкования защита не является на 100% надежной, при длительной эксплуатации она нарушается, и металл начинает ржаветь. При неблагоприятном воздействии такой процесс может начаться уже через несколько лет езды на новом автомобиле.

Цинкование металла своими руками и технологии оцинковки

Если кузов оцинкован не весь, а частично, то это будет указано.

В случае покупки подержанного автомобиля, достоверно узнать, производилось ли цинкование, можно, если удастся найти на кузове участок, не покрытый краской, например, царапину.

Если царапина старая, и на ней не появилась ржавчина, значит, кузов – весь или частично – был обработан. Свежая царапина, в этом смысле, не будет показательной, так как для появления коррозии все-таки требуется определенное время.

Видео: Ремонт участка коррозии на крыше автомобиля

Если видео не показывает, обновите страницу или нажмите здесь

Способы цинкования

Существуют следующие способы цинкования: 1) холодное, 2) горячее, 3) с использованием цинкрометалла, 4) гальваническое.

ХОЛОДНОЕ ЦИНКОВАНИЕ есть не что иное, как покраска кузова — только покраска высокого качества, при которой в краску вводятся антикоррозийные добавки.

ГОРЯЧЕЕ ЦИНКОВАНИЕ (называют еще «термическое») – очень надежный способ, применямый на производвах многих дорогих автомобилей.

Суть способа следующая: когда лист металла прокатывают по конвейеру, тогда на него наносят сплав цинка.

ЦИНКОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ ЦИНКРОМЕТАЛЛА – уже старый способ, но он остается популярным, благодаря своей высокой надежности. Надежность состоит в том, что, если краска на кузове будет повреждена, то металл, все равно, сохранит свои антикоррозийные свойства.

Суть метода: на металлические листы наносится краска, в основе которой цинк и вещество, замедляющее развитие процесса коррозии (ингибитор).

ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ЦИНКОВАНИЕ применяется для оцинковки только частей кузова.

Суть способа: цинк наносится на металл с помощью электролиза. При гальваническом способе оцинковки, покрытие ложится ровно, деталь становится гладкой.

Первые три способа оцинковки самостоятельно сделать не возможно, поэтому опишем последний способ – гальванический, с помощью которого владелец авто вполне может оцинковать какую-либо часть кузова своими руками.

Процесс гальванического цинкования своими руками

Для процедуры понадобятся: проводящая жидкость (электролит), гальваническая ванна, источник тока и 2 электрода.

  1. В качестве электролита, используется паяльная кислота (водный раствор хлорида цинка) – продается в готовом виде.
  2. В качестве гальванической ванны, можно использовать емкость из пластика или стекла; в ванну нужно установить держатели для анода и катода.
  3. Источником тока будет АКБ с лампой накаливания малой мощности, чтобы электролит не закипел в ходе процедуры цинкования; сила тока не должна превышать 1 А.
  4. Электроды: 1) анодом будет служить пластина цинка, к которой от АКБ нужно подвести «+»; 2) катодом будет деталь, которую нужно будет цинковать, к ней, соответственно, нужно подвести «–».

Видео: Гальваническое цинкование детали кузова автомобиля

Если видео не показывает, обновите страницу или нажмите здесь

Примечание. Для более равномерного покрытия детали цинком, лучше, чтобы анодов было несколько, и разместить их нужно со всех сторон от детали, на одинаковом от нее расстоянии.

Перед началом цинкования, деталь нужно подготовить: хорошо очистить и обезжирить.

Затем опустить катод и аноды в гальваническую ванну и замкнуть цепь – начнется процесс оцинковки. Чем дольше цепь остается замкнутой, тем более толстым получается цинковое покрытие на детали. После завершения цинкования, нужно нейтрализовать остатки паяльной кислоты на обработанной детали – для этого ее промывают раствором соды.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий