Горячее цинкование металла — технология и метод по ГОСТ

Горячее цинкование – это метод покрытия поверхности металлического изделия слоем цинка, уступающий по своей популярности только гальванической технологии оцинковки. Между тем по стоимости выполнения, а также по долговечности формируемых цинковых покрытий данный способ превосходит электрохимическое цинкование.

Результаты испытаний болтов с различной оцинковкой в растворе соляной кислоты

ГОСТ 9.307-89 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия цинковые горячие. Общие требования и методы контроля

Скачать

Зачем металлические изделия подвергают цинкованию

Цинкование предполагает, что на поверхность металлического изделия наносится слой цинка, толщина которого может находиться в интервале 40–65 мкм. За счет такого покрытия обеспечивается не только барьерная, но и электрохимическая защита металла от коррозии. Оцинкование, которое можно выполнять по разным технологиям, используется преимущественно по отношению к стали.

Горячее цинкование металла, если сравнивать его с другими технологиями, отличается оптимальным сочетанием доступной стоимости технологического процесса с высокими защитными свойствами получаемого цинкового слоя. Нанесенное методом горячего цинкования покрытие даже при эксплуатации изделия в самых неблагоприятных условиях способно прослужить не менее 65–70 лет, полностью сохранив свои защитные свойства.

Положение цинка в электрохимическом ряду металлов

1. ТРЕБОВАНИЯ К ОСНОВНОМУ МЕТАЛЛУ

1.1. Требования к конструкции изделий, подлежащих цинкованию

1.1.1. В конструкциях не должно быть карманов, закрытых полостей и воздушных мешков; все полости должны быть доступны для беспрепятственного поступления и выхода из них жидкостей, расплавленного цинка и газов.



Полые изделия и изделия сложной формы подвергают пробному цинкованию.



Не допускается во избежание взрыва наносить покрытия на изделия, имеющие закрытые полости.

1.1.2. Сварку элементов конструкций следует производить встык либо двусторонними швами, либо односторонним швом с подваркой.



Не допускается цинковать изделия со сварными соединениями внахлестку.

1.2. Требования к поверхности основного металла

1.2.1. На поверхности основного металла не допускаются закатанная окалина, заусенцы, поры, включения, сварочные шлаки, остатки формовочной массы, графита, смазки, металлической стружки, маркировочной краски.

1.2.2. На поверхности литых изделий не должно быть пор и усадочных раковин.

1.2.3. Сварные швы должны быть равномерными, плотными и сплошными по всей длине.



Не допускаются поры, свищи, трещины, шлаковые включения, наплавные сопряжения сварных швов.

1.2.4. Острые углы и кромки изделий, за исключением технически обоснованных случаев, должны быть скруглены радиусом не менее 0,3 мм.

1.2.5. Поверхность изделий, подлежащих горячему цинкованию, должна быть очищена обезжириванием, последующим травлением или стройно-абразивной обработкой, затем офлюсована.



Степень очистки поверхности от окалины и продуктов коррозии — 1 по ГОСТ 9.402.

Преимущества метода

Горячее цинкование металлоконструкций при сравнении с другими технологиями имеет ряд весомых преимуществ.

• Подвергаться обработке по данной технологии могут даже детали, отличающиеся высокой сложностью геометрической формы. В частности, такую технологию активно используют для обработки труб.
• Поврежденные в результате механического воздействия участки цинкового покрытия могут самовосстанавливаться, причем происходить это может без постороннего вмешательства.
• По сравнению с другими способами оцинковки, метод горячего цинкования позволяет сформировать покрытие, устойчивость которого при взаимодействии с жидкими средами выше в 6 раз. Именно по этой причине такую технологию и применяют для обработки труб и различных емкостей.
• Горячая оцинковка позволяет эффективно устранять многие дефекты обрабатываемой поверхности, такие как раковины, поры и др.
• Эксплуатация труб и других метизов, которые покрыты цинком по данной технологии, требует минимальных финансовых затрат. Их поверхности, в частности, не требуют регулярной окраски, так как уже надежно защищены от воздействия негативных факторов внешней среды. Это очень актуально для труб, которые эксплуатируются в труднодоступных местах (в стенах, под землей и т.д.).

Сравнение стоимости и работоспособности горячеоцинкованной стали с другими методами защиты

Термодиффузионное цинкование

По этой технологии получают устойчивый к отслаиванию и скалыванию при воздействии деформаций и механических повреждений слой цинкового покрытия матово-серого цвета толщиной 6 до 100 мкм. Предварительно подготовленные к процессу крепежные и металлические изделия помещают в нагретую до температуры 290-390 градусов печь в плотно закрытом, содержащем смесь защитного вещества контейнере, который в течение нескольких часов медленно вращают, подвергая метизы термодиффузионной обработке. Изделия с таким видом покрытия применяют в оборудовании, агрегатах и конструкциях, эксплуатируемых при температурах не более 370 градусов.

4. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

4.1. Контроль внешнего вида



Внешний вид покрытий контролируют визуальным осмотром невооруженным глазом при освещенности не менее 300 лк на расстоянии 25 см от контролируемой поверхности.

4.2. Контроль толщины покрытия

4.2.1. Магнитный метод



Метод основан на регистрации изменения магнитного сопротивления в зависимости от толщины покрытия. В качестве измерительных приборов используют магнитные толщиномеры.



За результат измерения толщины покрытия принимают средне арифметическое значение не менее пяти измерений у краев и в середине контролируемой поверхности одного изделия.



Относительная погрешность метода — ±10%.

4.2.2. Металлографический метод (арбитражный)



Метод основан на измерении толщины покрытия на поперечном шлифе с применением металлографических микроскопов различных типов.



Образец для изготовления шлифа вырезают из оцинкованного изделия.



Толщину цинкового покрытия измеряют на шлифе в трех и более точках, равномерно распределенных на линейном участке длиной около 1 см. За результат принимают среднеарифметическое значение результатов всех измерений.



Относительная погрешность метода — ±10%.

4.2.3. Среднюю толщину покрытия () в микрометрах определяют неразрушающими методами или гравиметрическим методом по разности масс образца до и после получения или до и после снятия покрытия по ГОСТ 9.302.



Для снятия покрытия применяют раствор: 3,2 г хлористой сурьмы или 2 г трехокиси сурьмы растворяют в 500 см соляной кислоты, плотностью 1,19 г/см, ч.д.а., по ГОСТ 3118 в мерной колбе вместимостью 1 дм и доводят до метки дистиллированной водой по ГОСТ 6709.



Относительная погрешность гравиметрического метода — ±10%.

4.3. Контроль химического состава цинкового расплава — по ГОСТ 19251.1, ГОСТ 19251.2, ГОСТ 19251.3, ГОСТ 19251.5.



Массовая доля цинка в рабочем объеме ванны должна быть не менее 98%.

4.4. Контроль прочности сцепления покрытий

4.4.1. Метод нанесения сетки царапин (при толщине покрытий до 50 мкм)

На очищенной поверхности контролируемого покрытия инструментом со стальным острием под углом 30° (твердость металла острия должна быть выше твердости покрытия) наносят по четыре-шесть параллельных линий глубиной до основного металла на расстоянии от 2,0 до 3,0 мм друг от друга и перпендикулярно к ним. Линии проводят в одном направлении. Прочность сцепления удовлетворительна, если на контролируемой поверхности не наблюдается отслаивание покрытия.

4.4.2. Метод крацевания



Для метода крацевания применяют стальные и латунные щетки диаметром проволоки 0,1-0,3 мм и скоростью вращения щеток — 1500-2800 мин.



Поверхность покрытия крацуют не менее 15 с. После крацевания на контролируемой поверхности не должно наблюдаться вздутия или отслаивания покрытия.

4.4.3. Метод нагрева



При применении метода нагрева детали с покрытием или образцы-свидетели нагревают до (190±10) °С, выдерживают при данной температуре в течение 1 ч и охлаждают на воздухе. На контролируемой поверхности не допускаются вздутия или отслаивания покрытия.

4.4.4. Метод удара поворотным молотком



Плоскую поверхность изделия с толщиной основного металла не менее 3 мм очищают от пыли, механических загрязнений и обезжиривают органическими растворителями.



На плоскую поверхность изделия устанавливают поворотный молоток массой 212,5 г таким образом, чтобы головка молотка вертикально падала на горизонтальную поверхность изделия. Производят не менее двух ударов молотком так, чтобы расстояние между параллельными отпечатками составляло 6 мм, а расстояние от края отпечатка до края изделия составило не менее 13 мм.



Схема поворотного молотка приведена в приложении.

3 Контроль качества покрытий по ГОСТ 9.307

Цинковый слой проверяется на прочность сцепления с основным металлом, на толщину, а также выполняют визуальную проверку его качества. Внешние показатели проверяются на всех без исключения изделиях, подвергшихся цинкованию. Визуальный анализ должен проводиться на дистанции не более 25 сантиметров от поверхности деталей при уровне освещенности от 300 люкс и более.

Толщину защитного слоя ГОСТ позволяет изучать по двум методикам:

1. Металлографическая. В этом случае обследованию под микроскопом металлографической группы подвергается слой на вырезанном из оцинкованной детали поперечном шлифе. Всего делается 3 и более замеров на разных участках образца. Затем из них высчитывают среднее арифметическое.
2. Магнитная. При такой методике применяются толщинометры, которые определяют при помощи изменений величин сопротивления (магнитного) реальную толщину защитного цинкового слоя. В общей сложности на образце проводится не менее пяти замеров сопротивления.

Толщину покрытия проверяют до того, как на конструкции были нанесены составы для консервации, выполнено хроматирование либо иные варианты специальной обработки. Если контролируется качество цинкового слоя на крепежных элементах, замеры производятся на их торцах и головках.

Прочность сцепления защитного слоя и основного металла контролируется по ГОСТ следующими способами:

• Крацевание. Латунными либо металлическими щетками, вращающимися на скорости 1500–2800 оборотов в минуту, крацуют исследуемую поверхность (операция длится не менее 15–20 секунд). Затем проверяют изделие на наличие на нем явлений отслаивания или вздутия.
• Нанесение царапин. Острием твердого стального приспособления под 30-градусным углом наносят на поверхность изделия от 4 до 6 линий параллельно друг другу, а затем еще столько же линий перпендикулярно предыдущим. В тех случаях, когда в проверяемой зоне покрытие не отслаивается, его качество признается удовлетворительным.
• Удар молотком поворотной конструкции. Вес такого приспособления согласно ГОСТ должен равняться 212,5 граммам. Его монтируют над обезжиренной и очищенной от пыли поверхности детали, а затем вертикально опускают на нее (процедура выполняется дважды).
• Нагрев. Горячеоцинкованные изделия нагревают до 180–200 градусов и выдерживают на протяжении 60 минут при такой температуре, после чего выносят на воздух и охлаждают. На качественных покрытиях после подобной проверке не должно образовываться отслаиваний и вздутий.

Напоследок добавим, что описанное цинкование по ГОСТ выполняется в ваннах, в которых цинк имеет массовую часть не меньше 98 процентов. А химсостав расплава для обработки должен соответствовать требованиям Государственных стандартов 19251 (1–5).

Гальваническое цинкование

Изделия с тонким, прочным и гладким защитным и декоративно-защитным слоем покрытия толщиной 4-20 мкм получают по гальванической технологии цинкования. Основной процесс нанесения покрытия происходит при прохождении электрического тока заданной плотности в растворе электролита от анода к катоду, которым является покрываемое изделие. Этот метод используют для покрытия проволоки, болтов, гаек, шайб, саморезов, шурупов и других метизов.

comments powered by

ПРИЛОЖЕНИЕ (рекомендуемое). СХЕМА ПОВОРОТНОГО МОЛОТКА

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

1 — молот; 2 — прижимная плита; 3 — поверхность образца;

— размер, определяемый опытным путем в зависимости от металла,

из которого изготовлена головка молотка

Электронный текст документа

подготовлен ЗАО «Кодекс» и сверен по:

официальное издание

Покрытия металлические.

Защита от коррозии:

Сб. стандартов. —

М.: ИПК Издательство стандартов, 2005

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Хромирование деталей (гальваническое, эл... Константан — удельное сопротивление, пло... Шпоночный материал — ГОСТ, характеристик... Сталь 20х13 — характеристики, применение...