Желтое покрытие на металле что это
Какова технология желтого цинкования?
Нужно провести цинкование металлоконструкций, что бы получился жёлтый цвет (как у оцинкованных жёлтых шурупов). В чём отличие технологии от обычного гальванического цинкования?
Получить желтый цвет у металлоконструкций можно, если подвергнуть их (после окончания цинкования) пассивации с последующим хроматированием.
Термином «пассивация» обозначают процесс взаимодействия металла с различными компонентами раствора, используемого для этих целей. В результате пассивации на оцинкованной поверхности появляется тонкая пленка из оксида цинка, называемая фазовой или адсорбционной. Цвет этой пленки бывает голубовато-радужный или зеленовато-желтый. Пассивацию можно выполнять двумя способами: химическим или электрохимическим, который, в свою очередь, может быть катодным или анодным.
Зачастую пассивация оцинкованной поверхности металла совмещается с хроматированием, которое и окрашивает поверхность оцинкованного металла в желтый или желто-радужный цвет
Процесс хроматирования заключается в погружении металлоконструкции в подкисленный раствор, в котором содержатся биохроматы и хроматы. Так получают желтую окраску поверхности металла. Для получения желто-радужного цвета металл секунд на 5 опускают в раствор серной кислоты и хромового ангидрида.
Таким образом, технология получения желтого цвета на поверхности металла отличается от цинкования необходимостью выполнения одной или двух дополнительных операций: пассивации и хроматирования.
Желтое цинкование
Гaльвaническoе цинкoвaние делaет oсoбеннo тoчнoе и глaдкoе пoкpытие пoвеpхнoсти метaллa. Тaкoй метoд цинкoвaния пoдpaзумевaет нaнесения пoкpытия (цинкa) пpи электpoхимическoм вoздействии. Он пoдхoдит кaк для электpoпpoвoдящих мaтеpиaлoв, тaк и для неэлектpoпpoвoдящих мaтеpиaлoв.
Пpи гaльвaническoм метoде цинкoвaния oсaждaемые пoкpытия тoчнoгo paзмеpa пoлучaют paвнoмеpный, блестящий и декopaтивнoгo вид. Адгезия гaльвaнических пoкpытий oбеспечивaется мoлекуляpными силaми пpи взaимoдействии мoлекул цинкa и oснoвнoгo метaллa. Тaк кaк, нa силу этoгo взaимoдействия влияет нaличие любых пленoк (жиpoвых или oкисных) нa пoвеpхнoсти пoкpывaемых изделий, чегo не удaется пoлнoстью избежaть пpи мaссoвoм пpoизвoдстве, тoлщинa гaльвaнических пoкpытий oбычнo не пpевышaет 20-30 мкм.
Жёлтый цвет у металлоконструкций получают, если подвергнуть их (после окончания цинкования) пассивации с последующим хроматированием.
Термином «пассивация» обозначают процесс взаимодействия металла с различными компонентами раствора, используемого для этих целей. В результате пассивации на оцинкованной поверхности появляется тонкая пленка из оксида цинка, называемая фазовой или адсорбционной. Цвет этой пленки бывает голубовато-радужный или зеленовато-желтый. Пассивацию можно выполнять двумя способами: химическим или электрохимическим, который, в свою очередь, может быть катодным или анодным.
Зачастую пассивация оцинкованной поверхности металла совмещается с хроматированием, которое и окрашивает поверхность оцинкованного металла в желтый или желто-радужный цвет
Процесс хроматирования заключается в погружении металлоконструкции в подкисленный раствор, в котором содержатся биохроматы и хроматы. Так получают желтую окраску поверхности металла. Таким образом, технология получения желтого цвета на поверхности металла отличается от цинкования необходимостью выполнения одной или двух дополнительных операций: пассивации и хроматирования.
Нa сегoдняшний день, цинкoвaние является нaибoлее эффективным и бюджетным спoсoбoм для сoхpaнения метaллических детaлей и кoнстpукций пo сpедствaм гaльвaники. Дaнный вид oбpaбoтки метaллa oбеспечит дoлгoвечнoсть пpoдукции нa 20 – 30 лет, чтo будет нaмнoгo экoнoмней пo сpaвнению с пoстoяннoй зaменoй тех или иных детaлей. Пoскoльку метaллoпpoкaт пpoчнo вoшел пpaктически в кaждую oтpaсль челoвеческoгo пpoизвoдствa, тaкую пoпуляpнoсть дaнный вид мaтеpиaлa имеет блaгoдapя свoей функциoнaльнoсти: пpoчнoсть, гибкoсть, стoйкoсть и дp. Однaкo дoкaзaнo, чтo метaлл пoдвеpжен влиянию гaзoв и aтмoсфеpы. Пoэтoму пpихoдится зaдумывaться o пoкpытии и зaщите.
Тaкже цинкoвaние пoзвoляет увеличить сpoк стpoительных кoнстpукций пpи зaливке метaллa бетoнoм дo 50 лет. Рaзличные метoды цинкoвaния сooтветствуют paзличным зaдaчaм. Нaпpимеp, для цинкoвaния сетки любoгo мaсштaбa, метизa, кpепежa и мнoгих дpугих изделий метaллoпpoкaтa пoдхoдит гaльвaникa. Осoбеннoсть дaннoгo видa oбpaбoтки является пoлучение нaилучшегo внешнегo видa, и пpи этoм oн не зaменяет фopму и paзмеp. Тoлщинa пoкpывaющегo слoя цинкa сoстaвляет oт 10 дo 25 мкм. Пpи гaльвaническoм цинкoвaнии метaлл мoжет иметь тpи oттенкa: мaтoвый, paдужный и гoлубoй. Дaнный спoсoб пpимечaтелен тем, чтo не oстaвляет следoв и paзвoдoв нa мaтеpиaле, a тaкже имеет свoйствo пpoникaть внутpь пpoдуктa, чтo невoзмoжнo пpи испoльзoвaнии дpугих метoдик. Еще oдним видoм цинкoвaния метaллa является гopячее цинкoвaние, кoтopoе oтличaется oт дpугих метoдoв тем, чтo пoзвoляет сделaть oбpaбoтку нaименее зaтpaтнoй, пoскoльку пpи пoгpузке изделий испoльзуется pучнoй тpуд, a в пpoцессе мoжет быть испoльзoвaнo всегo oднo изделие, чтo делaет пpoцесс бoлее выгoдным. Пpoцедуpa пpoхoдит в нескoлькo этaпoв пеpвыми из них являются oчисткa и oбезжиpивaние, a зaтем сaмo пoкpытие.
Цинкoвaние метaллa не тoлькo зaщищaет пpoдукцию oт вoздействий внешней сpеды, нo и oт вoздействий мехaнических пoвpеждений пpедoтвpaщaя paскoлы нa пoвеpхнoсти изделия. Тaкже пpи испoльзoвaнии нoвейших технoлoгий, кoтopые уже дaвнo успешнo пpименяются в Евpoпе цинкoвaние мoжет быть испoльзoвaнo для декopa изделий. Пpи этoм пpименяется технoлoгия нaнесения цинкa нa пoвеpхнoсть изделия в безвoздушнoй сpеде, a пpи oкислении нa изделии пoявляется узop. Нa сегoдняшний день имеется мнoжествo видoв цинкoвaния для paзличных нужд, и, нaйдя нужный, Вы не пoжaлеете o свoем выбopе, ведь цинкoвaние нaдежный спoсoб oбpaбoтки и пpoслужит Вaм дoлгoе вpемя.
Примеры желтого цинкования:
Желтое покрытие на металле что это
Всегда высокое качество!
Композиция для окрашивания трехвалентных «хроматных» пленок
на цинковых покрытиях в жёлтый цвет
Жидкая композиция вводится непосредственно в пассивирующий раствор, приготовленный на основе одного из препаратов «ХРОМИТАЛ» с целью получения жёлтых конверсионных пленок, не содержащих соединений шестивалентного хрома (только Cr 3+ )
Цвет плёнки является устойчивым, насыщенным, жёлтым или жёлто-радужным
Одинаково эффективно окрашиваются пленки на цинковых покрытиях, полученных в различных электролитах: цинкатных, слабокислых или цианидных
На жёлтые покрытия можно дополнительно наносить ополаскиванием в растворе добавки «ЩИТ» тонкую барьерную плёнку, усиливающую стойкость жёлтого цвета к истиранию и повышающую общие защитные свойства покрытия
подбирается
Примечание : работа при T 45 ° C приводит к появлению радужности
Схема цинкования с получением покрытий желтого цвета
1. Обезжиривание и травление
2. Многократные промывки
4. Многократные промывки
5. Осветление в разбавленной HNO3 (2,5-5 мл/л)
6. Пассивация в растворе:
«ХРОМИТАЛ» – 20–50 мл/л (зависит от типа используемой композиции)
Покрытие желтой бронзой.
Вопросы осаждения сплавов олова рассматривались ранее («Покрытие цинковыми сплавами», «Осаждение сплавов олова», «Процесс латунирования»). Возможность электролитического осаждения сплава определяется разностью потенциалов компонентов.
В данном случае разность потенциалов меди и олова составляет 0,5 В, поэтому их сближение возможно лишь при помощи комплексообразования. Именно поэтому при нанесения покрытия бронзой чаще применяют станнатноцианидные электролиты, в которых медь находится в виде цианистого комплекса, а олово – в виде станнатного.
В последнее время на смену цианистым электролитам для покрытия бронзой пришли более безопасные – сернокислые, пирофосфатные и фторборатные, в которых сближение потенциалов достигается введением ПАВ.
Химический состав и внешний вид бронзовых покрытий могут меняться в зависимости от содержания в сплаве меди: при наличии 15 – 20% олова осадки становятся золотисто-желтыми, а при 35% олова имеют серебристо-белый цвет.
Составами для нанесения покрытий бронзой определяются области их применения: высокооловянные – для декоративной отделки изделий, для стабилизации переходного сопротивления и защиты от коррозии в среде сернистых соединений.
Низкооловянные покрытия бронзой хорошо защищают сталь от коррозии в пресной воде при температуре 90 – 100ºС, обладают высокой микротвердостью, низким коэффициентом трения и имеют приятный внешний вид.
Покрытие бронзой желтого цвета.
В настоящее время наиболее перспективными для покрытия бронзой являются сульфатные электролиты, отвечающие требованиям современного производства: они малотоксичны, сравнительно дешевы, просты в эксплуатации и обладают многими довольно высокими технологическими показателями.
Состав электролита для получения золотистых бронзовых покрытий, г/л:
Сульфат меди (кристаллогидрат) 30 – 50
Сульфат олова 30 – 50
Серная кислота 50 – 100
Химический состав бронзовых покрытий из сульфатных электролитов существенно зависит от катодного потенциала. При смещении потенциала в отрицательную сторону сплав значительно обогащается оловом. В процессе проведения длительного электролиза на аноде происходит окисление двухвалентного олова до 4-х валентного, в результате происходит быстрое уменьшение содержания 2-х валентного олова в электролите.
Концентрация меди при этом изменяется незначительно. После окончания процесса аноды необходимо вынимать из электролита и периодически проводить коррекцию электролита по солям олова и меди.
Несколько увеличить стабильность электролита для покрытия бронзой, не прибегая к применению цианистых соединений, позволяет применение пирофосфатных солей с использованием стабилизирующих добавок в виде трилона Б и гидрохинона, которые предохраняют переход 2-х валентного олова в 4-х валентное, тем самым, позволяя получать более стабильное по составу покрытие.
Состав пирофосфатного электролита желтого бронзирования, г/л:
Сульфат меди (кристаллогидрат) 50 – 70
Сульфат олова 34 – 50
Пирофосфат калия (безводный) 300 – 400
pH 8,0 – 8,35, тщательное перемешивание.
Покрытие бронзой декоративных элементов.
Электролит позволяет получить золотистое бронзовое покрытие, которое значительно улучшает декоративные характеристики изделия.
Виды цинкования металла
Одним из самых значимых недостатков металлоконструкций, изделий из железа, стали и их производных — является склонность к коррозии. Взаимодействуя с кислородом, незащищённая поверхность чёрных металлов окисляется, образуя рыхлый слой, называемый ржавчиной. Последняя является ничем иным, как оксидом, сквозь который (из-за пористой структуры) кислород снова и снова проникает к железу, разрушает его, ослабляя тем самым изделие или конструкцию. Чтобы минимизировать этот недостаток, применяется цинкование.
Определение и общие принципы цинкования
Цинкование — это технологический процесс обработки деталей или конструкций из металла, нацеленный на защиту от воздействия коррозии. Существует несколько способов оцинковки, которые рассмотрены ниже. Однако вне зависимости от применяемого метода, принцип защиты металла от ржавления остаётся одним и тем же.
Суть цинкования при любой технологии его реализации сводится к следующему. Тем или иным методом на подготовленную поверхность изделия или конструкции наносится слой цинка. В зависимости от применённой методики защитный слой либо только укрывает поверхность основного материала, либо дополнительно соединяется с ним за счёт диффузного взаимодействия. Цель и результат, в принципе, всегда одни и те же — на поверхности уязвимого к коррозии металла образуется слой цинка определённой толщины.
Благодаря свойствам цинка при контакте с атмосферным кислородом на его поверхности моментально образуется оксидная плёнка. В отличие от оксида железа, она имеет высокую плотность и прочность, за счёт чего она: во-первых, не пропускает к металлу атмосферный кислород; во-вторых, не разрушается от малейшего механического воздействия.
Таким образом — оцинкованный металл оказывается в прочной воздухонепроницаемой оболочке, которая защищает его от разрушающей коррозии.
Более того, если в результате механического воздействия оксидная плёнка повреждается, оголённый цинк тут же взаимодействует с атмосферным кислородом, образуя новый защитный слой. Благодаря этому свойству оцинковку называют самовосстанавливающейся защитой металла от коррозии.
Даже если цинковое покрытие повредить до самого железа, его ржавление будет происходить не так интенсивно, как в случае с незащищённым металлом. Всё потому, что цинк с железом в повреждённом месте образует так называемую гальваническую пару, в которой именно цинк является более активным металлом. То есть, он вступает в реакцию коррозии первым, тогда как менее активное железо ржавеет и разрушается не так активно.
Методы цинкования металла
Перед описанием распространённых в современной промышленности технологий цинкования предлагаем рассмотреть общие различия между ними. Это важно, поскольку выбранный метод существенно влияет в той или иной степени на получаемый результат. На практике это означает, что в зависимости от сферы эксплуатации металлических изделий и конструкций экономически выгодно применять далеко не все технологии оцинковки.
В целом, методы цинкования отличаются между собой следующими свойствами:
В зависимости от применяемой технологии цинкования меняются эти свойства, а также сложность технологического процесса, доступные объёмы и скорость обработки, себестоимость процесса и, в конце концов, его целесообразность. По сути, всё рассмотренное и перечисленное выше — является наглядными критериями сравнения методов цинкования.
В современной промышленности наибольшей распространённостью отличаются следующие пять технологий цинкования:
Теперь рассмотрим эти методы цинкования более детально. В частности, «заглянем» внутрь технологического процесса, сравним по вышеописанным свойствам, приведём преимущества, особенности и недостатки.
Горячее цинкование
Горячее цинкование — это технологический процесс нанесения защитного цинкового слоя на металл путём непосредственного погружения в расплавленный цинк. Поскольку именно данный метод является наиболее распространённым и востребованным в современной промышленности, эта технология рассмотрена наиболее детально. Своей популярностью способ обязан внушительному списку преимуществ, которыми обладают оцинкованные изделия.
Полноценный процесс горячего цинкования включает в себя следующие технологичные этапы:
Во-первых, это необходимо для обеспечения безопасности людей, которые работают на производстве. Во-вторых, в процессе цинкования выделяются разогретые до высокой температуры газы, которые нуждаются в очистке перед выбросом в атмосферу. Кроме того, тепловая энергия этих газов используется вторично для подогрева технологических жидкостей на этапе предварительной подготовки металлических изделий.
Несмотря на кажущуюся сложность описанного процесса, метод горячего цинкования является одним из самых простых и экономически выгодных. Кроме того, благодаря внедрению тех или иных технологических этапов возможно получать в итоге антикоррозионную защиту с многочисленными преимуществами по сравнению с другими методами цинкования.
Преимущества горячего цинкования (с учётом мощностей нашего предприятия):
Недостатки:
Исходя из перечисленных преимуществ и недостатков можно сделать следующие выводы.
Горячее цинкование является идеальной технологией для антикоррозионной обработки крупных и средних по размеру металлоконструкций, которые нуждаются в максимальной защите от коррозии, но не имеют высокоточных поверхностей, отверстий, резьбы, фасок и других прецизионных технологических решений. После ознакомления с этапами технологии также должно быть понятно, что горячим цинкованием невозможно обработать неподвижные стационарные металлоконструкции. То есть, те, которые нельзя доставить на производство.
Холодное цинкование
Холодное цинкование — это самый простой, дешёвый и универсальный способ защитной обработки металлоконструкций. Заключается в том, что предварительно подготовленный металл окрашивается по аналогии с применением обычных полимерных красок. Единственная разница — в наносимом составе содержится определённая концентрация цинкового порошка, который после застывания основы образует защитный слой, действующий описанным выше образом. То есть, на поверхности конструкции образуется оксид цинка, который препятствует контактированию атмосферного кислорода с металлом.
Преимущества холодного цинкования:
Недостатки:
Исходя из перечисленных преимуществ и недостатков можно сделать несколько выводов о холодном цинковании. Во-первых, эта технология хороша тем, что её можно реализовать буквально в полевых условиях. Во-вторых, форма, вес и габариты обрабатываемых металлоконструкций не могут стать помехой для цинкования. С другой стороны, способ абсолютно не подходит для тех случаев, когда требуется долговечное и высокопрочное защитное антикоррозионное покрытие. Также он не годится для обработки мелких прецизионных деталей.
Гальваническое цинкование
Гальваническое цинкование (также называется электролитическим) — это электрохимический метод антикоррозионной обработки металлических деталей. По факту является самым распространённым, хотя и не наилучшим. Распространённость гальванического цинкования связана с тем, что обработанные детали имеют презентабельный внешний вид. Они получаются блестящими, яркими, и могут иметь оттенки от белого, до серебристого с голубым.
Технология заключается в следующем. Обрабатываемую деталь (необязательно металлическую, то есть, токопроводящую) погружают в электролит, в котором содержится цинк. Такая жидкость обладает способностью проводить электрический ток. Когда он протекает через электролит, цинк, являющийся анодом в данном случае, разрушается, и его ионы оседают на поверхности обрабатываемой детали.
Преимущества гальванического цинкования:
Недостатки:
В силу перечисленных плюсов и минусов гальванический метод цинкования востребован только в тех сферах, где больше требуется презентабельный внешний вид, либо временная защита от коррозии (например, на период складского хранения или транспортировки). Поэтому он считается больше декоративным, нежели защитным.
Термодиффузионное цинкование
Термодиффузионное цинкование — это метод низкотемпературной антикоррозионной обработки, который заключается в обработке деталей в среде с порошковым цинком при температурах от 260°C до 450°C (чем выше температура, тем равномернее получается покрытие). В результате пребывания детали в такой среде атомы цинка на атомном уровне проникают в верхние слои обрабатываемого материала, образуя равномерный защитный слой толщиной 20-100 мкм. При этом, есть возможность регулировать толщину наносимого покрытия путём увеличения или уменьшения времени процесса цинкования.
Преимущества термодиффузионного цинкования:
Недостатки:
В промышленности термодиффузионное цинкование востребовано в сферах, где от обработанных деталей требуется высочайшая стойкость к абразивному износу и пластичность поверхности. Обычно используется для антикоррозионной защиты металлических изделий в нефтегазовой, энергетической, сельскохозяйственной и реже в строительной сферах. Несмотря на преимущества особой популярностью технология не пользуется из-за высокой трудозатратности и, как следствие, дороговизны.
Газотермическое цинкование
Газотермическое цинкование — это метод металлизации металлических изделий путём высокоскоростного напыления на их поверхность цинкового порошка. Выполняется следующим образом. На обрабатываемую деталь направляется открытый огонь (применяются газовые горелки), и в зону наивысшего нагрева подаётся цинковый порошок, либо цинковая проволока. В результате мелкодисперсные капельки цинка с высокой скоростью налетают на обрабатываемую поверхность, где застывают, образуя защитный слой толщиной 30-50 мкм. Если необходимо получить более толстое покрытие, цинкование проводится в несколько этапов.
Преимущества газотермического цинкования:
Недостатки:
Несмотря на множественные недостатки газотермического метода цинкования, технология, всё же, применяется в определённых сферах деятельности. К примеру, она востребована там, где нужно выполнить антикоррозионную обработку без демонтажа конструкций, восстановить часть утерянного в процессе коррозии материала и так далее.
Заключение
На нашем производстве мы используем технологию горячего цинкования. Для реализации основного этапа применяется ванна горячего цинкования марки Pilling, позволяющая обрабатывать металлоконструкции весом до 6 тонн и размерами в пределах 13×2×3,1 м. Толщина цинкования — в диапазоне 80-200 мкм. Производительность линии — до 30 000 тонн в год.