Процесс горячего цинкования

Оцинкованная  сталь используется уже более 150 лет. Горячее цинкование не только защищает металл от коррозии, но и снижает стоимость его эксплуатации. Общепринятый технологический процесс горячего цинкования, применяемый на типовых линиях горячего цинкования, состоит из следующих этапов:

Подготовка поверхности
Подготовка — важный этап в горячем оцинковании. Контроль качества обычно происходит непосредственно в процессе цинкования. Взаимодействие цинка с металлом произойдет только в том случае, если деталь очищена от загрязнений и окислов. В связи с этим технология горячего цинкования должна быть выдержана на каждом этапе. Если в химии были ошибки, они обнаружатся немедленно после извлечения детали из расплава. Плохо очищенные зоны не покроются цинком.

Подготовка происходит в три этапа:
Обезжиривание
Горячий щелочной раствор или слабо-кислый удаляют органические загрязнения: грязь, надписи, жир, масло на металлической поверхности. Эпоксидные смолы, винил, битум, сварочная окалина не удаляются в ванне обезжиривания и снимаются механическим способом: пескоструйным, или другим подобным методом.

Травление
Раствор соляной кислоты при комнатной или горячий раствор серной кислоты, снимает с поверхности стали оксиды  железа (ржавчину). Имеется альтернатива: перед травлением или вместо травления можно очистить стальную деталь абразивным, пескоструйным или дробеструйным методом, но данные операции ведут к повышенному расходу цинка. Исследования показали, что из-за приобретения шероховатой поверхности обработанного металла, расход цинка увеличивается до 40%.

Промывка
После травления обрабатываемая продукция промывается в воде при температуре окружающей среды для удаления с ее поверхности остатков травильного раствора и солей железа. Промывка производится путем окунания в течение нескольких минут с последующей выдержкой над ванной до полного стекания воды.

Флюсование
Сталь погружается в жидкий флюс, раствор хлорида цинка аммония и воды для предотвращения повторного окисления перед окунанием в ванну с расплавленным цинком. Во время погружения изделий в расплавленный цинк хлорид цинка аммония распадается и формирует кислоты, которые обеспечивают взаимодействие расплавленного цинка с металлургически чистой сталью. В качестве флюса использована смесь из солей хлористого аммония – NH4Cl и хлористого цинка – ZnCl2.

 

Сушка
Линия горячего цинкования часто оснащается сушильной печью. Высушивание подготовленного металла очень важная часть предварительного процесса в горячем цинковании, которая происходит  перед окунанием металла в ванну с цинком. После флюсования подвес с изделиями помещают на конвейер сушильной печи через дверь входа. Конвейер перемещает подвес с металлом вдоль сушильной камеры к двери выхода, по мере извлечения впереди стоящих подвесов на конвейере. В течении периода перемещения, изделия нагреваются горячим воздухом, температура которого не должна превышать 120°С. Это необходимо, что бы обеспечить высушивание металла и уменьшить тепловой удар во время погружения изделий в расплавленный цинк.

 

Цинкование
Здесь мы переходим собственно к процессу, который называется горячее цинкование: деталь полностью погружается в ванну с расплавом цинка с процентным содержанием не менее 98% чистого цинка при температуре 435 – 455°C. Ванна цинкования в свою очередь установлена в печь горячего цинкования. В ходе погружения цинк взаимодействует со сталью, формируя ряд цинко-железных интерметаллических слоев. Обычно верхним из них является чистый цинк. После погружения деталь медленно поднимается из расплава. Избыточный цинк скапывает или удаляется в центрифуге.
После извлечения детали, металлургическая реакция не прекращается до тех пор, пока температура не понизится до комнатной. Готовые, оцинкованные детали охлаждаются различными методами: погружением в воду, в раствор пассивации, или просто на воздухе.

Осмотр
Изучение оцинкованной поверхности не представляет затруднений. В основном обращают внимание на следующие два параметра: толщину и внешнее состояние оцинкованного покрытия. Известны физические тесты на толщину, однородность, адгезию и внешний вид.