Fém galvanikus horganyzása: technológia, felszerelés

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-02 13:56

A horganyzás hatékony és olcsó, ezért a vasfémek korrózió elleni védelmének általános módja. Leggyakrabban vasalatok és kötőelemek, valamint acélhálók gyártásához használják.

Cink bevonási módszerek

A korróziógátló horganyzás többféleképpen történik, és a bevonat élettartama a védőréteg vastagságától függ.

A bevonat módja a szükséges tulajdonságaitól, a termék méretétől, további működésének feltételeitől függ.

A legegyszerűbb és technológiailag legfejlettebb, de nem kellően ellenálló a védőréteg mechanikai igénybevételével szemben a hideghorganyzás alapozóval, amely nagy mennyiségű erősen diszpergált cinkport tartalmaz.

A horganyzás gyártási mennyiségét tekintve a tűzihorganyzás a második helyet foglalja el. Az így kapott bevonat kiváló minőségű és tartós, de környezetbarát, mivel cink-olvadékot használnak, és nagy mennyiségű elektromos áramra van szükség ahhoz, hogy hőmérsékletét valamivel 500 ° C alatt tartsa, a felület előkészítésének kémiai módszerei.

Nagyon hasonlít a tűzihorganyzáshoztechnológiai, de kevésbé produktív módszer a védőréteg hődiffúziós lerakására. Akkor használják, ha magas követelményeket támasztanak a bevonat vastagságával és megjelenésével szemben.

A horganyzás másik módja a gáz-termikus permetezés, amellyel nagyméretű termékeket és szerkezeteket védenek, amelyek egyszerűen nem helyezhetők el a fürdőben.

A horganyzott horganyzás mentes a többi bevonási módszer számos hátrányától, és megvannak a maga pozitív oldalai.

A horganyzás előnyei

Az elektrolízissel történő horganyzás a leggyakoribb módszer.

A fémek galvanikus horganyozásának fő előnye az anyag felületének magas fokú védelme a korrózió ellen. A vékony cinkréteg többszörösére növeli a termékek élettartamát, ezáltal csökkenti a karbantartásuk és cseréjük költségeit.

A bevonat egyenletes, csíkok és cseppek nélkül, a termék formája és mérete megmarad. Bármilyen, még a legösszetettebb alakú objektumra is alkalmazhatja.

A sima és fényes dekoratív bevonatok a legtöbb esetben nem igényelnek további feldolgozást.

Ezen túlmenően maga a horganyzási eljárás is kevés költséget igényel, és a horganyzási egységek rendkívül termelékenyek.

A horganyzás hátrányai

A védőbevonat elektrolízissel történő felvitele nem mentes a hátrányoktól.

A fő hátrány aza cink alacsony tapadása a fémhez, ami miatt a termék felületét gondosan meg kell tisztítani.

A hátránya az is, hogy a bevonási folyamat során mérgező hulladékok képződnek, amelyek komoly tisztítást igényelnek.

A szabályok be nem tartása az alapfém hidrogénnel való feltöltéséhez vezethet, ami magának a terméknek a törékenységéhez és a bevonat minőségének megsértéséhez vezethet.

Működési elv

A horganyzás a védőhatás elvén alapul, amelyet a cink és a vas elektrokémiai potenciáljának különbsége határoz meg. Mivel a cinknek alacsonyabb az elektrokémiai potenciálja, bevonata áldozatos védelmet jelent a vasfémek számára. Vagyis nedves környezetben ő szenved elektrokémiai korróziót.

A vas oxidálásakor oxidok keletkeznek, amelyek térfogata nagyobb, mint az eredeti fém. Az oxidfilm meglazul, és oxigént ad át a még oxidálatlan fémnek. A cinken pedig az oxidáció során a film vékony és sűrű lesz, nem engedi be az oxigént mélyen a fémbe, így nemcsak a bevonatot, hanem az alatta lévő nemesfémet is védi.

Horganyzás típusai

A galvanikus horganyzás egy olyan technológia, amely elektrolízis, azaz elektrolitban egyenáram hatására végbemenő elektrokémiai redox folyamatok.

Az elektrolit összetétele szerint a horganyzás három típusra oszlik: savas, cianid és lúgos.

A leggyakrabban használt horganyzási módszer enyhén savas felületenelektrolitok, különösen összetett konfigurációjú öntöttvas és acél alkatrészekhez. Az ilyen horganyzású szén- és ötvözött acélból készült termékek kevésbé vannak kitéve a hidrogén ridegség előfordulásának, és a megjelenés is kiváló, csodálatos dekoratív hatást kelt a színek széles választékában.

További horganyzás elleni védelem

A cinkbevonatok védőhatása a vastagságától (amely galvanizáláskor mindössze 5 mikron) és az elektrolit jellegétől függ.

Egyes esetekben a cinkbevonatok védő tulajdonságait passziválás, foszfátozás vagy festés fokozza.

Passziválás (kromálás) - termékek krómsavas vagy sói oldatokban történő kémiai kezelése, melynek eredményeként kromát filmek képződnek a felületen. Ez az eljárás nem annyira a védő tulajdonságokat, mint inkább a dekoratív tulajdonságokat erősíti, mert ezáltal a bevonat fénye megnő, és többféle színben festhető.

A horganyzott termékek foszfátozása (foszforsavas sók kezelése) során foszfátfilm képződik a felületen. A foszfátozás után a festék még felhordható.

A horganyzás szakaszai

A gyártás során a horganyzás több technológiai folyamatból áll, amelyek mindegyikét folyós fürdőben folyó vizes mosással vagy kefemosási módszerrel fejezik be.

Először is, a termékeket alaposan megtisztítják a rozsdától, vízkőtől, technológiai zsírtól és hűtőfolyadék-maradványoktólfolyadékok vagy festékek, és lúgos oldatokban zsírtalanítják. Ezután megtörténik az elektrolitikus zsírtalanítás.

Ezt követően vizes sósavoldatban bepácolják, melyben a felületet végül a felületi réteg felborítása nélkül megtisztítják és a horganybevonat felhordása előtt lefejezik - aktiválják. Csak ezután történik a tényleges horganyzás.

Ezt követően, ha szükséges, a termékeket vizes salétromsav-oldatban letisztítják és az oxidrétegtől megtisztítják, majd foszfátozzák, passziválják és szárítják.

Különböző termékek horganyzásakor további műveletek is végrehajthatók. Például egy szalagot horganyzás előtt letekernek, a végeit összehegesztik, kiegyenesítik, majd utána olajozzák és feltekerik.

Berendezés horganyzáshoz

A horganyzási sor az öblítési és technológiai fürdők meghatározott sorozata, amelyben a kívánt funkcionális tulajdonságokkal rendelkező egy- vagy többrétegű cinkbevonat jön létre.

A gyártási mennyiségeknek megfelelően különböző fokú gépesítésű berendezéseket használnak. A nagyvállalatoknál gépesített vonalakat telepítenek automatikus vezérléssel. Vannak részben vagy teljesen kézi vezérlésű vonalak, valamint minivonalak.

A horganyzási sorozat nem csupán fürdőkből áll. Tartalmaz különféle kivitelű szállítórendszereket, szennyvíztisztító berendezéseket,segédberendezések, beleértve a horganyzáshoz szükséges eszközöket, fűtőelemeket, hőcserélőket, katód- és anódrudakat.

A további felszerelések közé tartoznak a szellőzőrendszerek, a szárítókamrák és -szekrények, a hűtőberendezések, a szűrőegységek, a félvíz-előállító berendezések, a szivattyúk.

Elektrolitok horganyzáshoz

A galvanikus horganyzáshoz a termék rendeltetésétől függően elektrolitokat használnak, amelyek két fő csoportra oszthatók.

Azokat az elektrolitokat, amelyekben a cink egyszerű hidratált ionok formájában van jelen, egyszerű savasnak nevezzük. Ezek hidrogén-bórsav, szulfát és klorid oldatok.

A komplex savas és lúgos elektrolitok pozitív és negatív töltésű komplex ionokban cinket tartalmaznak. Ezek ammónia, pirofoszfát, cianid és egyéb oldatok.

A használt elektrolit típusa elsősorban a terméken (katódon) a lerakódás sebességét, majd a cinklerakódás minőségét határozza meg.

A komplex elektrolitokból a cink nagy ionszórás mellett ülepedik a katódra. Az áramsűrűség növekedésével a fém hozama csökken, a hidrogén hozama pedig nő.

Ezért a komplex elektrolitokban a horganyzás alacsony áramsűrűséggel történik, és a bevonat nagyon jó minőségű, finomszemcsés és egyenletes.

Enyhén savas egyszerű elektrolitokban a horganyzás, beleértve az otthoni körülményeket is, nagy áramsűrűséggel, nagyobb sebességgel történik, mint komplex oldatok használatakor. A termékek megjelenése jó, dea bevonat nem túl jó minőségű, és csak meglehetősen egyszerű formájú termékekhez alkalmas.

Horganyzott horganyzás

A közvetlen horganyzás technológiai folyamata elektrolitos fürdőben történik. Ebbe süllyesztik le a vasfémből készült termékeket, amelyekhez speciális elektródákon keresztül elektromos áramot (katódot), valamint speciális hálórészekbe (anód) fektetett golyók vagy lemezek formájában tiszta cinket vezetnek.

Electrokémiai reakció során 1-5 A/dm sűrűségű elektromos áram hatására a cink feloldódik az elektrolitban, majd ionjai leülepednek a katódon, 4-25 mikron vastagságú galvánt képezve. bevonat.

Ezzel a technológiával a rögzítőelemek (csavarok és anyák) egységes és fényes bevonattal készülnek.

Automatikus horganyzási sor

A modern horganyzósor egy teljesen automatizált vonal, amely a bevonat minden szakaszát elvégzi, beleértve a hegesztést és a termékek kiváló minőségű zsírtalanítását különféle célokra és konfigurációkra.

Az automata vonal általában technológiai galvanikus fürdőkből, moduláris egyenirányítókból, be-/kirakodó állványból, szállítóeszközökből, elszívó szellőztető, vízellátási és szennyvízelvezetési berendezésekből, fémkeretből és szervizlétrával áll.

A galvanizáló fürdők készülhetnek rozsdamentes acélból, műanyaggal bevont acélból vagy gumiból. A lemezpolimerekből hegesztett modern fürdők egyre inkább felváltják a fémtartályokat. A fürdő anyagának megválasztása az elektrolit összetételétől és koncentrációjától, valamint az üzemi hőmérséklettől függ.

A vízellátó és csatornarendszerek kommunikációja, valamint a legtöbb esetben a szellőzés a fürdők alatt található, és szintén polipropilénből készül.

A sor méreteit a termelékenysége és a galvanizáló fürdők mérete határozza meg.

A galvanikus horganyzás nagy mennyiségű nehézfém-iont tartalmazó szennyvíz képződésével történik. Ezért védik, szűrik, semlegesítik, kémiai kicsapást, szorpciót és egyéb eljárásokat alkalmaznak műszaki polimerekből készült tartályokban.

Elektrolitikus horganyzás otthon

A saját kezűleg gyártott galvanikus horganyzás az anyagok kiválasztásával kezdődik. Az elektrolit lehet cink-klorid és sósav desztillált vízben készült oldata. Ez az úgynevezett forrasztósav, amelyet leggyakrabban otthon használnak. A kézművesek a cinket akkumulátoros kénsavban savanyítják, így ZnSO_{4 elektrolitot kapnak, de ez a folyamat veszélyes, mert a reakció során robbanásveszélyes hidrogén és hő szabadul fel. Semmi esetre sem lehet feloldatlan sókristály csapadék az elektrolitban.}

A tiszta cink megvásárolható vegyszerboltban vagy rádiópiacon, vagy beszerezhető a Szovjetunióból származó sóelemekből vagy biztosítékokból.

Galvanica fürdő üveg vagy műanyag edény lehet. Az anód és a katód állványai vannak beépítve benne. Az anód egy horganylemez, amelyre egy "plusz" van csatlakoztatva az áramforrásról. Minél nagyobb az anód, annál egyenletesebb lesz a bevonat a katódon, a terméken, amelyre a védőbevonatot felvisszük. Több anód is lehet, ezek a katód körül azonos távolságra helyezhetők el úgy, hogy annak felülete minden oldalról egyenletesen és egyidejűleg horganyzott. Az áramforrás "mínusza" a katódra van csatlakoztatva.

Még otthoni horganyzás esetén is a technológia szükségszerűen magában foglalja az alkatrész alapos tisztítását és zsírtalanítását, valamint savas oldatban történő aktiválását.

Az áramforrás egy kis teljesítményű izzólámpával rendelkező autóakkumulátor vagy egy másik fogyasztó az áramkörben, hogy az áramkörben kisebb legyen az áram, vagy egy állandó kimeneti feszültségű tápegység. A lényeg az, hogy a horganyzás során ne forrjon fel gyorsan az elektrolit.

Valójában a horganyzás akkor következik be, amikor az anódokat és a katódot az elektrolitba engedik, és az elektromos áramkört lezárják. Minél tovább tart a folyamat, annál vastagabb a cinkréteg a terméken.

A horganyzás segítségével a termékek védőbevonata precíz, egyenletes, sima, dekoratív hatású lesz. Iparban és otthon egyaránt használják, annak ellenére, hogy a környezetre veszélyes hulladékból származó szennyvíztisztítás szükséges.