Антикоррозийная обработка метизов: Подробное описание процессов и материалов

20.07.2024   157

Современные технологии в числе приоритетных задач определяют борьбу с коррозией. Продолжают появляться инновации в этой области. Подобный вопрос актуален для разъёмных металлических соединений в местах, где заменить на аналоги из дерева или даже прочного термопластика не представляется возможным. В качестве катализатора коррозии выступают вода, химические растворы, кислород. Соответственно ограничить воздействие этих факторов не получается. Поэтому задача лабораторий и исследовательских бюро качественно преобразовать покрытия для метизов, обеспечить их надежную защиту, в том числе в соответствии с ГОСТом 5272 1968 года.

Актуальность вопроса

По даже скромным подсчетам убытки промышленности, связанные с повреждением металла вследствие коррозии, оцениваются на уровне 3-4% от внутреннего валового продукта каждой страны. Вследствие необратимых процессов окисления ежегодно утилизации подлежит порядком 20% металла. Соответственно нужно продумать комплекс мер по его защите от негативного внешнего воздействия. Особенно к этому вопросу нужно подойти, если крепежные элементы эксплуатируются во влажных или кислотных средах, где металл подвержен более деструктивному воздействию окисления и коробления.

Антикоррозийная обработка должна производиться с целью повышения свойств сопротивляемости используемых компонентов для монтажа различных сооружений, конструкций, используемых, в том числе под динамическими, статическими, вибрационными нагрузками. В числе приоритетных технологий - цинкование. Покрытие стальной конструкции оцинкованным сплавом позволяет продлить срок службы метиза. Цинк берет на себя роль анода. Он отлично взаимодействует с соленой водой, жидкостями, обогащенными минералами. Скорость порчи этого сплава в такой среде замедлена в десятки раз в сравнении со стальными поверхностями. Они надежно защищены пока на них присутствует слой цинка. Стереотип в том, что чем толще слой цинка, тем лучше защита. Даже тонкое покрытие в состоянии надежно защитить поверхность от коробления. Ведь надежная защита обеспечивается не столько толщиной слоя, сколько технологией нанесения:

• Гальваническое цинкование позволяет обеспечить слой в 40 мкм. Процесс покрытия подразумевает покрытие стального метиза электролитическим раствором, и распылением металлического защитного напыления. Это метод электроосаждения. Рабочий крепеж погружают в ванночку с расплавленным металлом. При подключении электрического разряда анод плавиться и его молекулы достигают катода. В результате этого образуется тонкое напыление. Толщина полученного антикоррозийного покрытия всецело зависит от времени, которое крепеж проводит в металлической ванночке;
• Горячее цинкование. Ее суть сводится к погружению металлических деталей в ванночку с расплавленным цинком, где поддерживается его температура в 450 градусов по Цельсию. После взаимодействия на металлической поверхности образуется защитная пленка. От времени выдерживания зависит прочность защитного слоя, его долговечность. В среднем срок службы таких элементов составляет 50 лет. При соблюдении технологий визуальные разрушения незаметны. Во многом качество покрытия зависит от типа используемого металла в основании. Все поверхности перед началом цинкования тщательно очищаются. Для остывания после погружения метизы помещают в ванну с водой или им дают остыть на воздухе. После прохождения процедуры их поверхность может подвергаться шлифовке и покраске.
• Холодное цинкование. Покрытие цинком металлической поверхности осуществляется по принципу окрашивания. Обычно такой метод применяется для негабаритных и больших конструкций, погружение которых в химическую ванну затруднено. Нанесение состава осуществляется с помощью кисти, краскопульта, валика, погружения в ванночку. Но есть ограничения. Данный метод не подходит для крепления из высокопрочных сталей и магниевых сплавов. Перед началом цинкования поверхность тщательно очищается от ржавчины, растворителей, жира, грязи, окалин, заусенцев. Затем изделия погружаются в цинковый состав или покрывается с помощью кисти либо валика. Обработка поверхности производится в температурном диапазоне от -20°C до +40°C, в том числе при повышенной влажности. Это очень удобно для работы в условиях промышленного цеха;
• Термодиффузное цинкование. Принцип данной технологии сводится к нагреву крепежного элемента в смеси из цинкового порошка и других примесей. Температура может составлять от 290 до 450 градусов Цельсия. Посредством физического процесса диффузии атомы цинка распространяют по поверхности металла защитный сплав. Защитный антикоррозийный состав прочно связывается с базовым основанием и обеспечивает покрытие толщиной до 50 мкм. Оно прослужит до 15 лет. Исключены отслаивания или потертости. Такие защитные элементы обычно получаются серого или серебристого оттенка.
• Механическое цинкование. Данная методика подразумевает затирку цинковой смесью крепежных деталей. Их помещают в барабаны, наполненные стеклянными шариками диаметром от 0,2 до 5 мм. Дальше емкость заполняется водой, цинковым порошком, активизирующими химическими добавками. При вращении барабана шарики вбивают в поверхность металла компоненты цинка. Это позволяет в результате получить ровную поверхность защитного покрытия от 5 до 25 мкм. При дольшем выдерживании метизов в барабане получится добиться более толстого слоя. Данная технология актуальна ввиду возможности уберечь детали от водородной хрупкости. Компоненты после такой обработки имеют отличный товарный вид. Но на хрупких и мелких деталях защитное покрытие неоднородно. Данная технология применяется для нанесения на металлические основания олова, меди, латуни;
• Цинкламельный способ. Это новаторский подход, подразумевающий нанесение на поверхность металлических изделий чешуек из цинка и алюминия. В качестве вспомогательных веществ используются оксиды хрома и титана. Это позволяет создать на поверхности крепежа прочную защиту толщиной в 10-15 мкм. Дальше следует провести обжиг в печи при температуре в 230 градусов по Цельсию. Это позволяет сообщить изделию отличные антикоррозийные свойства. Несмотря на все преимущества, полученных в результате деталей, не обладают абразивной устойчивостью.

Кроме цинка, также используется техника оксидирования. Подразумевается образование на поверхности металла тонкой защитной пленки путем взаимодействия с кислородом и прочими окислителями. Подходит для крепежей, используемых в слабоагрессивных условиях.