Kompletny przewodnik po cynkowaniu: wszystko, co musisz wiedzieć

Co oznacza cynkowanie?

Przejdźmy zatem do najważniejszego zagadnienia – czym jest cynkowanie?

Zrozumienie cynkowania i jego celów

Korozja zawsze stanowiła poważny problem w przypadku metali. Jednak z biegiem lat hutnicy znaleźli różne sposoby poradzenia sobie z tym problemem. Cynkowanie jest jednym z takich sposobów.

Proces ten, znany niektórym jako galwanizacja cynkowa lub cynkowanie cynkowe, zasadniczo polega na nałożeniu cienkiej warstwy cynku na powierzchnię metalu. Proces odbywa się poprzez galwanizację, a osiąga się to poprzez zanurzenie metalowej części w roztworze cynku i dodanie prądu elektrycznego.

Co ciekawe, proces pokrywania cynkiem jest w zasadzie całkiem nowy. Przed latami 80. większość producentów stosowała kadm do galwanizacji i zapewniania jakiejś formy odporności na korozję. Ale sam kadm nie był doskonały; materiał jest bardzo niebezpieczny i długotrwałe narażenie na niego może być niebezpieczne. Zatem każdy proces, w którym wykorzystuje się kadm, jest zasadniczo niebezpieczny.

Ostatecznie jednak cynk stał się de facto materiałem do galwanizacji. Możesz otrzymać stal ocynkowaną z powłoką cynkową i mieć pewność, że wytrzyma ona wszelkie elementy korozyjne, a chociaż cynk nie jest tak odporny na korozję jak kadm, zapewnia przynajmniej opcję bardziej zrównoważoną dla środowiska.

Producenci nadal używają kadmu do produkcji płyt, ale cynk stał się bardziej popularną opcją. Materiał z wykończeniem cynkowym może z łatwością wytrzymać narażenie na trudne warunki otoczenia i nie musisz się także martwić o ogólną stabilność.

Teraz łatwo uwierzyć, że jedynym celem posiadania stali ocynkowanej lub innego produktu jest ochrona jej przed korozją. I pod wieloma względami miałbyś rację, gdybyś myślał w ten sposób. Ale to tak naprawdę tylko wierzchołek góry lodowej. Jeśli chodzi o cynkowanie, jest o wiele więcej do odkrycia. Jednak niektóre z powodów, dla których płyta cynkowa może zostać umieszczona na produkcie, obejmują:

• Odporność na korozję: Już to wskazywaliśmy. W większości przypadków usuwanie cynku pomaga zapewnić, że materiały będą w stanie przezwyciężyć skutki korozji.
• Coraz silniejszy: To powiedziawszy, jasne cynkowanie może również pomóc w zapewnieniu jeszcze większej wytrzymałości materiału podstawowego. Jest w stanie oprzeć się większej liczbie czynników zewnętrznych, dzięki czemu staje się znacznie trwalszy.
• Dobrze wyglądający: Rozwiązanie polegające na cynkowaniu ma również zalety estetyczne. Dzięki temu materiały wyglądają lepiej, a w zależności od Twoich wymagań może to być dla Ciebie główna zaleta.
• Łączenie z farbą: Dzięki cynkowaniu stali uzyskujesz powierzchnię, która z łatwością przyjmuje farbę i inne powłoki. Jest to punkt ściśle powiązany z poprzednim, ale sięgający znacznie głębiej.
• Właściwości elektryczne: Ogólnie rzecz biorąc, materiał ocynkowany będzie w stanie lepiej przewodzić prąd. To sprawia, że ​​tego typu materiały są szczególnie przydatne w przypadku szerokiego zakresu funkcjonalności.

Jakie są różne rodzaje cynkowania?

Łatwo uwierzyć, że cynkowanie jest operacją jednorazową. I dla wielu osób jest to prawdą. Jednak proces ten jest niezwykle różnorodny – a zrozumienie różnych opcji dostępnych przy rozważaniu procesu cynkowania pomoże Ci określić, która z nich jest dla Ciebie lepsza.

Oto najbardziej znane warianty:

• Galwanotechnika: Kiedy ludzie myślą o cynkowaniu, najczęściej postrzegają cynk jako galwanizację. Tutaj nakłada się cienką warstwę cynku na materiał za pomocą prądu elektrycznego, zapewniając w ten sposób niezbędne właściwości antykorozyjne.
• Cynkowanie lufy: W tym procesie bierze się małe części i umieszcza je w obracającej się beczce zawierającej roztwór cynkowania. Gdy lufa się porusza, możesz mieć pewność, że każda część materiału podstawowego zostanie pokryta powłoką.
• Cynkowanie stojaka: Następnie mamy cynkowanie stojaków, które polega na mocowaniu różnych materiałów podstawowych na stojakach i wrzucaniu ich do roztworu do cynkowania.
• Chromianowa powłoka konwersyjna: Proces ten łączy w sobie tradycyjny proces cynkowania z chromianową powłoką konwersyjną. Dodawana jest dodatkowa warstwa ochronna, zapewniająca odporność na korozję wymaganą dla materiału bazowego, a także ułatwiająca wchłanianie farby przez materiał, jeśli zajdzie taka potrzeba.
• Powłoka cynkowo-niklowa: Jeśli chcesz zwiększyć poziom odporności na korozję w porównaniu ze zwykłym cynkowaniem, możesz rozważyć cynkowanie i niklowanie. Nikiel jest już znany ze swojej odporności na korozję, dlatego dodanie jego odrobiny do powłoki cynkowej sprawi, że materiał podstawowy będzie jeszcze mocniejszy.
• Powłoka cynkowo-żelazna: Pamiętasz wyjaśnienie dotyczące cynkowania i niklowania? Cóż, zmień część „niklową” i dodaj „żelazo”. Ten sam wynik można osiągnąć jak w przypadku blachy cynkowej – tylko przy użyciu innego materiału i jego odporności na korozję.
• Cynkowanie ogniowe: Podczas cynkowania ogniowego wrzucasz materiał podstawowy do stopionego cynku. Proces prowadzi do grubszej powłoki cynku, która jest funkcjonalna dla różnych urządzeń przemysłowych.

Sprzęt i materiały do ​​cynkowania

Przed rozpoczęciem procesu cynkowania chcesz się upewnić, że masz wszystko, czego potrzebujesz, gotowe do pracy. W tym celu możesz dodać do swojej listy kontrolnej następujące pozycje:

Przedmioty metalowe

Po pierwsze, potrzebujesz metalu, który próbujesz platerować. Urządzenie do powlekania cynkiem współpracuje z różnymi metalami, więc możesz wybrać, który z nich będzie dla Ciebie odpowiedni. Możesz też łatwo zdobyć zestaw do cynkowania, który Ci w tym pomoże.

Co ciekawe, w tym procesie rolę katody pełni materiał bazowy. Jest podłączony do ujemnego zacisku źródła zasilania i pobiera ładunek dodatni z jonów cynku.

Stojaki lub beczki

W przypadku cynkowania stali stosuje się beczki lub stojaki do utrzymywania materiału stalowego razem.

Jak możesz sobie wyobrazić, stojaki są używane w powlekaniu regałów – gdzie zawieszasz każdy pojedynczy obiekt w roztworze. Z drugiej strony beczki nadają się do powlekania beczek, skupiając się na małych przedmiotach produkowanych masowo.

Sole cynku

Ogólnie rzecz biorąc, masz tutaj różne opcje. Należą do nich:

• Chlorek Sinza
• Siarczan cynku
• Siarczan cynkowo-niklowy

Zasadniczo bierzesz te sole i rozpuszczasz je w roztworze elektrolitu. Ich zadaniem jest dostarczenie jonów potrzebnych do realizacji samego procesu galwanizacji.

Anody cynkowe

Będziesz potrzebował solidnych anod cynkowych, które zostaną umieszczone w roztworze galwanicznym. Gdy tylko prąd elektryczny przejdzie przez roztwór, jony przemieszczają się z anody do materiału podstawowego.

Roztwór elektrolitu/dodatki:

Kiedy tworzysz kąpiel galwaniczną, potrzebujesz różnych środków chemicznych i dodatków, które umożliwią przebieg procesu galwanizacji. Ogólnie rzecz biorąc, możesz mieć tutaj wszystko – środki zwilżające, rozjaśniacze i inne związki. Ostatecznie należy skupić się na tym, co próbujesz osiągnąć za pomocą materiału podstawowego.

Poszycie zbiorników i wyposażenia

Trzeba także pamiętać o dodatkowych narzędziach wykorzystywanych w tym procesie. Zbiorniki itp. powinny być wykonane z mocnych materiałów odpornych na korozję i kontakt z chemikaliami.

Dodatkowe powiązane materiały

• cynkowanie niklowane
• chromianowanie cynku
• cynkowanie miedzią

Przewodnik po procesie cynkowania

Przyjrzyjmy się teraz, jak działa ten proces i co czyni go szczególnie wyjątkowym

Rodzaje procedur cynkowania

Zanim przejdziemy do szczegółowego spojrzenia na cynkowanie, poświęćmy chwilę na zbadanie różnych dostępnych wariantów procesów:

Poszycie lufy:

W przypadku powlekania beczki zazwyczaj umieszcza się małe części, takie jak śruby lub wkręty, w cylindrze za pomocą roztworu do powlekania cynkiem. Gdy bęben się obraca, możesz nałożyć powłokę na dowolną część materiału bazowego.

Jeśli masz małe zadanie związane z galwanizacją i potrzebujesz cynku, prawdopodobnie chcesz wykonać powlekanie beczkowe.

Poszycie stojaka:

W przypadku powlekania stojakami zawieszasz większe przedmioty o nieregularnych kształtach na stojakach i wrzucasz je do roztworu. Proces jest doskonały, ponieważ pozwala kontrolować położenie każdej części.

Cynkowanie alkaliczne bez cyjanku

Biorąc pod uwagę, że cynkowanie samo w sobie stało się popularne ze względu na korzyści dla środowiska, cynkowanie alkaliczne bez cyjanku jest jednym z najważniejszych stosowanych procesów galwanicznych.

Proces polega na zastosowaniu roztworów alkalicznych do osadzania cynku. Różnica polega jednak na tym, że nie ma w nim żadnych dodatków cyjankowych. Zatem dba o środowisko, tak samo jak jest ogólnie skuteczny.

Powłoka fosforanowo-cynkowa

Nakładając powłokę konwersyjną z fosforanu cynku na powierzchnię metalu, proces ten optymalizuje wydajność cynkowania. Warto zauważyć, że niektórzy ludzie mogą nie kwalifikować tego procesu jako samego cynkowania. Jednak nadal zapewnia odporność na korozję charakterystyczną dla tradycyjnego procesu i w wielu przypadkach jest stosowany do obróbki materiałów podstawowych przed malowaniem.

Proces cynkowania krok po kroku

Cechą wspólną cynkowania z wieloma innymi procesami produkcyjnymi jest to, że diabeł zawsze tkwi w szczegółach – chcesz mieć pewność, że postępujesz zgodnie z systemowym i kierowanym procesem, aby uzyskać właściwe wyniki. W przeciwnym razie możesz otrzymać coś suboptymalnego.

Wyjaśniliśmy już, jak korzystny jest cały proces. Chcesz się więc upewnić, że wszystko masz tutaj dobrze. Każdy może mieć swoje zdanie na temat tego, jak powinien przebiegać proces, ale ogólnie rzecz biorąc, chcesz postępować zgodnie z następującym schematem:

Zacznij od przygotowania powierzchni

Najpierw należy oczyścić materiał bazowy, aby pozbyć się brudu i innych zanieczyszczeń, które mogłyby mieć wpływ na jakość poszycia. Aby uzyskać świeży wygląd, zalecamy nałożenie na materiał środków odtłuszczających i innych roztworów czyszczących.

Po wykonaniu tej czynności spłukujesz materiał i aktywujesz go w roztworze. Proces ten zwykle przeprowadza się w kąpieli aktywacyjnej wykonanej z materiału kwaśnego lub zasadowego. Jego celem jest usunięcie wszelkich tlenków pozostałych na materiale podstawowym, aby zapewnić idealną powierzchnię powlekania.

Przygotuj kąpiel galwaniczną

Następnie otrzymujesz sole cynku i inne dodatki do przygotowania kąpieli cynkowniczej. Dodaj je wszystkie do zbiornika z elektrodami i przygotuj kąpiel według własnych potrzeb.

Podłącz terminale

Weź materiał podstawowy i podłącz go do katody źródła zasilania. Następnie podłączasz anodę cynkową do anody tego samego źródła zasilania. Gdy prąd zacznie przepływać przez roztwór, jony cynku z anody przyciągają katodę, tworząc powłokę cynkową.

Zacznij od galwanizacji

Gdy zasilanie zostanie w końcu włączone, zobaczysz prąd przepływający przez roztwór cynkowania. Proces ten powoduje uwolnienie jonów cynku z anody, które są przesyłane do metalowego przedmiotu. Elektrony są przenoszone na jony cynku, tworząc w ten sposób ochronną warstwę cynku niezbędną na przedmiocie.

Kontrolowany czas powlekania:

Jednym z najważniejszych czynników, na który należy zwrócić uwagę, jest całkowity czas trwania procesu galwanizacji. W większości przypadków będzie to zależeć od grubości powłoki. Jak możesz sobie wyobrazić, dłuższy czas doprowadzi do grubszej warstwy cynku.

Płukanie i obróbka końcowa:

Po upływie czasu galwanicznego wyjmij obiekt z kąpieli galwanicznej i opłucz go.

W niektórych przypadkach może być konieczne zastosowanie procedur obróbki końcowej, takich jak chromianowe powłoki konwersyjne, aby poprawić właściwości materiału, który próbujesz osiągnąć.

Pozostaw materiał do wyschnięcia

Twój materiał jest prawie gotowy. Po prostu zostaw go w suchym miejscu, aby wyschnął i usuń wszelkie pozostałości wody, a następnie możesz go sprawdzić, aby upewnić się, że spełnia wszystkie Twoje wymagania.

Przetestuj jego właściwości

Oprócz oględzin należy pamiętać o miejscu kontroli jakości w procesie cynkowania DIY. Jeśli jego właściwości odpowiadają Twoim wymaganiom, możesz zacząć.

Wyślij to

Cóż, prawie skończyłeś proces cynkowania DIY. Wyślij materiał do użytkowników końcowych i pozwól im wykorzystać go według własnego uznania.

Korzyści z cynkowania

Cynkowanie jest bardzo korzystnym procesem pod każdym względem. Wiele branż korzysta z tego procesu, głównie ze względu na niektóre z następujących korzyści:

• Odporność na korozję: Dzięki cynkowaniu materiały mogą zwiększyć swoją wytrzymałość i wytrzymać działanie wody i chemikaliów. Warstwa cynku przejmuje kontakt i powoduje korozję zamiast materiału podstawowego. Dzięki temu materiał jest chroniony przed rdzą i może służyć jeszcze dłużej.
• Poprawiona trwałość: Cynkowanie sprawia również, że każdy metal jest trwalszy, ponieważ chroni przed narażeniem na kilka czynników. Jak wyjaśniliśmy wcześniej, oznacza to tylko, że sam materiał będzie trwał dłużej.
• Lepszy wygląd: Cynk to materiał, o którym wiadomo, że jest przyjemny dla oka. A powlekając nim materiał bazowy, możesz bezpośrednio przenieść te korzyści estetyczne. Poza tym możesz dodać kilka chromianowe powłoki konwersyjne do materiału, aby nadać mu specyficzny odcień.
• Prawidłowa współpraca w zakresie farb: Dzięki powłoce cynkowej możesz udoskonalić powierzchnię materiału, aby lepiej współpracował z farbą. To samo dotyczy malowania proszkowego, które, jak wszyscy wiemy, może również poprawić estetykę.
• Materiały łatwo spawalne: Jedną z głównych zalet cynku jest to, że zapobiega utlenianiu. Jako taki poprawia spawanie i lutowanie, skutecznie prowadząc do silniejszych połączeń materiałów.
• Przewodność elektryczna: Dzięki cynkowaniu DIY masz pewność, że materiał podstawowy przewodzi prąd znacznie lepiej. W zastosowaniach elektronicznych, w których potrzebny jest ten współczynnik, można cieszyć się korzyściami płynącymi z tego procesu.
• Oszczędność pieniędzy: W porównaniu z kilkoma innymi metodami powlekania, cynkowanie jest zwykle tańsze. Możesz więc chronić swój materiał bez konieczności wydawania tak dużych pieniędzy.
• Tak wiele zastosowań: Cynkowanie działa na różne rodzaje metali – a także kształty i rozmiary materiałów. Ponadto różne branże korzystają z tego procesu – co wyjaśnimy później.
• Coś dla środowiska: Jeśli chcesz, aby proces nie powodował znacznych emisji do środowiska, możesz także zastosować cynkowanie bezcyjankowe. W rzeczywistości głównym powodem popularności usuwania cynku było przede wszystkim to, że postrzegano go jako opcję bardziej przyjazną dla środowiska.
• Szybka aplikacja: Ogólnie wiadomo, że cynkowanie nie zajmuje dużo czasu. Proces ten można wdrożyć szybko i skutecznie, dlatego sprawdza się on w przypadku różnych zadań produkcyjnych.

Jak wykorzystuje się cynkowanie

Dziś widzimy, że cynkowanie jest stosowane w różnych gałęziach przemysłu – nawet jeśli możesz o tym nie wiedzieć. Dzięki zdolności do tworzenia warstwy ochronnej na różnych materiałach bazowych, cynkowanie znajduje zastosowanie w niektórych z następujących branż:

• Produkcja samochodów: Sektor motoryzacyjny często wykorzystuje cynkowanie podczas wytwarzania komponentów. Zgodnie z oczekiwaniami, jego zdolność do ochrony przed rdzą oznacza, że ​​cynk jest używany do powlekania wielu metalowych elementów i zapewniania ich funkcjonalności.
• Budownictwo i konstrukcja: W tej przestrzeni widzimy cynkowanie nakładane na metalowe komponenty i elementy konstrukcyjne w celu poprawy ich wytrzymałości. Niezależnie od materiału budowlanego wykonanego z metalu, z pewnością można zastosować cynkowanie.
• Przemysł lotniczy i lotniczy: Samoloty zwykle pracują w trudnych warunkach. Dzięki cynkowaniu producenci mogą zapewnić ochronę zarówno swoich wewnętrznych, jak i zewnętrznych komponentów przed tymi warunkami.
• Elementy elektroniczne i elektryczne: Przy wytwarzaniu komponentów elektrycznych producenci wykorzystują przewodność cynku. Celem jest zapewnienie, że terminale, złącza i inne elementy będą działać zgodnie z wymaganiami.
• Powlekanie maszyn przemysłowych: Ta sama odporność na korozję sprawia, że ​​cynk idealnie nadaje się do powlekania maszyn stosowanych w różnych gałęziach przemysłu.
• Wykonywanie elementów złącznych: Elementy złączne, takie jak śruby i nakrętki, są wykonane z metalu i pomagają utrzymać razem inne materiały. Dzięki cynkowaniu elementy złączne są w stanie wytrzymać korozję i nie zużywają się natychmiast.
• Sprzęt komputerowy i komunikacyjny: Każdy potrzebuje komunikacji. A dzisiaj widzimy różne narzędzia IT, które są wyblakłe na zewnątrz, aby ułatwić płynną komunikację. Celem cynkowania jest zapewnienie, że narzędzia te będą skuteczne i zdolne do pracy w trudnych warunkach.
• Sprzęt codziennego użytku: Narzędzia gospodarstwa domowego, takie jak lodówki, zmywarki i inne maszyny, są powlekane cynkiem, aby poprawić ich trwałość i trwałość.
• Ochrona sprzętu medycznego: Nie ma przeceniania znaczenia ochrony sprzętu medycznego. Narzędzia te muszą być znacząco chronione; stąd potrzeba cynkowania.

Kolor cynkowania: żółty/złoty

Powiązane kolory:

• cynkowanie na żółto
• czarne cynkowanie
• cynkowanie białe
• samodzielne cynkowanie
• Przezroczysta powłoka cynkowa
• jasne cynkowanie
• cynkowanie na niebiesko

Wniosek

Cynkowanie to niezawodny proces stosowany w różnych gałęziach przemysłu i używany do ochrony innych materiałów podstawowych przed żywiołami. Dzięki jego zdolności do zwiększania trwałości i wytrzymałości, nie ma wątpliwości, że prawie każdy chciałby z niego skorzystać w taki czy inny sposób.