Różnice między cynkowaniem ogniowym a cynkowaniem

W przemyśle produkcyjnym cynkowanie ogniowe i cynkowanie to dwie z najczęstszych metod nakładania ochronnej powłoki cynkowej na elementy stalowe lub żelazne.

Główną różnicą między nimi jest to, że cynkowanie ogniowe polega na zanurzeniu elementu stalowego w kadzi z gorącym stopionym cynkiem, natomiast cynkowanie wykorzystuje elektrolizę (prąd elektryczny) do powlekania cynku.

W tym artykule przyjrzymy się bardziej dogłębnej różnic między tymi dwoma procesami oraz w jaki sposób wpływają one na właściwości metalurgiczne elementu stalowego.

Kiedy i dlaczego potrzebne są powłoki cynkowe?

Stal jest jedną z najbardziej powszechnie stosowane materiały w produkcji ze względu na swoją wszechstronność, wytrzymałość i konkurencyjne ceny. Jednak stal zawsze miała piętę Achillesa; korozję. To jest czerwonawo-brązowe, szorstkie i łuszczące się rzeczy, które widzisz na starych mostach i wrakach statków. Tak więc stal wymaga pewnej modyfikacji, aby była bardziej trwała, szczególnie po wystawieniu na działanie elementów.

Korozja występuje, gdy stal reaguje chemicznie z wodą i powietrzem w środowisku i tworzy tlenek żelaza. Tlenek żelaza jest rdzą, którą widzisz na zewnątrz. W tym przypadku powierzchnia stali została utleniona przez tlen w powietrzu i wodzie. Korozja dzieje się tylko z metalem, który jest narażony na działanie środowiska zewnętrznego, więc ochrona najbardziej zewnętrznej warstwy metalu jest często wystarczająca.

Odporność na korozję jest niezbędna w przypadku małych elementów, takich jak nakrętki i śruby, a także podkładki i śruby maszynowe, ponieważ tego typu elementy złączne są używane do łączenia wielu obiektów ze sobą. W rezultacie wszelkie uszkodzenia tych komponentów będą szkodliwe dla całego urządzenia, co może być zarówno niebezpieczne, jak i kosztowne w naprawie, jeśli nie zostaną podjęte środki ostrożności.

Rozwiązaniem tego problemu było powlekanie elementów stalowych innym metalem. Drugi metal działa zasadniczo jako powłoka ofiarna, jest utleniana zamiast leżącej pod spodem stali, aby zapewnić barierę ochronną.

Powłoki cynkowe są również stosowane jako metoda zapobiegania kruchości wodoru. Proces ten polega na pogorszeniu się właściwości konstrukcyjnych metalu, dzięki czemu obecność dyfuzyjnego wodoru powoduje, że metal staje się kruchy i pękanie.

Ponieważ mikrostruktura metalu i ilość wchłoniętego wodoru bezpośrednio wpływa na stopień kruchości, minimalizowanie kontaktu między nimi jest najlepszym środkiem zapobiegawczym. W tym miejscu zastosowanie powłoki, takiej jak cynkowanie, pomaga chronić powierzchnię składnika przed atomowym wodorem.

Accu może dostarczyć szereg elementów złącznych o dużej wytrzymałości na rozciąganie, które zostały odkruszone, czyli obróbkę cieplną, która minimalizuje ryzyko, że powłoka nie chroni przed pękaniem.

Proces ten jest ważny, jakby komponent, na przykład śruba z łbem Cap , nie przechodzi przez de- procedury kruchości, to będzie nieodpowiednie do użycia. Komponent ulegnie awarii przy mniej niż połowie określonej siły dokręcania.

Podczas gdy cynk jest jedną z najpopularniejszych powłok ochronnych, inne zwykłe metale używane do powlekania to złoto, srebro i nikiel. Accu oferuje poszycie we wszystkich tych metalach, w tym cynku. Oferujemy również niestandardowe usługi produkcyjne , dzięki czemu można uzyskać niestandardowe śruby , które są platerowane tymi metalami.

Co to jest cynkowanie ogniowe?

Kiedy ludzie mówią „cynkowanie”, są one zazwyczaj odnoszące się do cynkowania ogniowego. Podczas tego procesu element żelazny lub stalowy zanurza się w kąpieli gorącego, płynnego stopionego cynku. Temperatura stopionego cynku wynosi około 450 °C (842°F).

Tutaj stopiony cynk chemicznie wiąże się ze stalą lub żelazem, tworząc zewnętrzną warstwę ochronną cynku podczas chłodzenia i reaguje z tlenem w atmosferze, tworząc tlenek cynku (ZnO). Następnie reaguje również z dwutlenkiem węgla, powodując warstwę ochronną węglanu cynku (ZnCO3), która zapewnia matowy szarawy wygląd.

Kroki w cynkowaniu ogniowym

1) Cykl czyszczenia w celu przygotowania powierzchni

Aby uzyskać dobrą jakość galwanizacji, powierzchnia metalowa musi być bardzo czysta. Procesy czyszczenia powierzchni obejmują 3 podstawowe etapy. Po pierwsze, następuje odtłuszczanie w celu usunięcia pozostałości organicznych, brudu i oleju. Następnie następuje trawienie kwaśnym roztworem w celu usunięcia łusek młyn i rdzy. Wreszcie proces topnienia zapewnia, że nie dochodzi do utleniania metalu nieszlachetnego przed zanurzeniem go w stopionej łaźni cynkowej.

2) Proces suszenia

Składnik jest poddawany płukaniu pomiędzy odtłuszczaniem, wytrawianiem i topnieniem w celu usunięcia pozostałych śladów utleniania na powierzchni. Po tym komponent suszy się, zanim będzie gotowy do zanurzenia w stopionej kąpieli cynkowej. Na tym etapie istotne jest, aby wszystkie zanieczyszczenia zostały usunięte z powierzchni składnika, ponieważ nieczysta stal nie reaguje z cynkiem.

3) Ocynkowanie

Czysty składnik ostatecznie trafia do kąpieli stopionego cynku. Ten krok trwa zwykle tylko około pięciu minut dla małych części, ale będzie trwać dłużej w przypadku większych części.

4) Obróbka po cynkowaniu

Ocynkowana część jest chłodzona i może być poddawana dodatkowym procesom, takim jak malowanie lub malowanie proszkowe.

Dlaczego zamiast tego nie używać komponentów ze stali nierdzewnej?

Zarówno elementy ze stali nierdzewnej, jak i ocynkowane doskonale nadają się do odporność na korozję. Jednak cynkowanie często może być znacznie bardziej opłacalne niż stosowanie stali nierdzewnej.

Jest to również jeden z najbardziej przyjaznych dla środowiska sposobów zapewnienia odporności na korozję, ponieważ każdy cynk, który nie tworzy powłoki na stalowych lub żelaznych elementach podczas gorącego zanurzenia pozostanie w kąpieli cynkowanej, gotowy do ponownego użycia.

Innym istotnym czynnikiem decydującym o zastosowaniu elementów stalowych z ocynkowaną ogniowo zamiast elementów ze stali nierdzewnej jest względy wytrzymałości na rozciąganie śruby, nakrętki lub śruby. Jeśli aplikacja wymaga śrub konstrukcyjnych do mocowań o wysokim naprężeniu i do mocowania ciężkich przedmiotów razem, producent może zdecydować się na stosowanie łączników ze stali o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.

Podczas gdy elementy ze stali nierdzewnej mogą być wytwarzane z wysoką wytrzymałością na rozciąganie, znacznie wyższy koszt jednostkowy często oznacza, że elementy ze stali ocynkowanej ogniowo są bardziej atrakcyjną opcją.

Co to jest cynkowanie?

Cynkowanie odnosi się do galwanizacji cynkowej, metody wykorzystującej prąd elektryczny do łamania w dół cynku na jony (drobne naładowane cząstki) i osadzać się na składniku metalowym. Proces ten odbywa się poprzez utworzenie prostego ogniwa elektrolitycznego składającego się z cynku, roztworu wodnego i składnika, który ma być powlekany.

Jak działa proces cynkowania

Tutaj cynk nazywa się anodą (ładunek dodatni), a komponent, który ma być galwanicznie nazywany katodą (ładunek ujemny). W prostych słowach, kiedy przechodzisz stały prąd elektryczny przez komórkę, anoda cynkowa zaczyna rozkładać się na małe jony cynku.

Ponieważ jony cynku są naładowane dodatnio, są przyciągane do dodatniego zacisku (element stalowy, który wymaga poszycia), więc płyną do niego. Wodny roztwór ułatwia ruch jonów. Kiedy dotrą do składnika, jony cynku tworzą zgrabną zewnętrzną warstwę cynku.

Typowe różnice między elementami ocynkowanymi i ocynkowanymi

1) Wygląd

Elementy ocynkowane, które nie są poddawane obróbce, często mają stonowany szary kolor, który jest dość szorstki. Ocynkowane części są często gładsze i lśniące, mogą również mieć kolorowe wykończenie, takie jak niebieski lub żółty.

2) Grubość

Cynkowanie wytwarza powłokę, która jest dość cienka, mniej więcej w zakresie od 0,005 mm do 0,025 mm. Bardziej kosztowne staje się uzyskanie grubszej powłoki niż ta za pomocą galwanizacji cynkowej. Dzięki cynkowaniu ogniowemu można uzyskać grubość ponad 0,1 mm.

3) Trwałość

Ponieważ dzięki cynkowaniu ogniowemu można uzyskać większą grubość, oznacza to, że ocynkowane części mogą trwać lata, a nawet dziesięciolecia bez rdzewieni. Proces rdzewienia jest tak powolny, że gdy cynk rdzewieje, wytwarza tlenek cynku, który dodaje kolejną warstwę ochrony.

Dzięki ocynkowaniu mniejsze grubości oznaczają, że części ocynkowane nie są tak trwałe jak ocynkowane. W związku z tym nie nadaje się do stosowania na zewnątrz, chyba że został poddany obróbce później.

4) Wytrzymałość

Ponieważ części ocynkowane mają grubszą powłokę cynkową, co oznacza, że są one mocniejsze i bardziej odporne, szczególnie w zastosowaniach zewnętrznych. Ponieważ szybkość korozji jest dość powolna, powłoka zachowuje swoją wytrzymałość przez dłuższy czas.

5) Koszt

Jest to miejsce, w którym cynkowanie wygrywa, będąc łatwiej dostępnym metalem, jest bardziej opłacalne niż cynkowanie ogniowe, szczególnie w przypadku mniejszych komponentów. Cynk jest również znacznie tańszy niż inne metale, takie jak złoto.

6) Wszechstronność

Ocynkowanie ogniowe może być stosowane do prawie wszystkich elementów stalowych lub żelaznych, dużych lub małych. Mogą być również stosowane w zastosowaniach zewnętrznych i wewnętrznych.

Cynkowanie ogranicza się głównie do małych metalowych elementów, takich jak nakrętki, śruby i śruby. Nadają się również głównie do zastosowań wewnętrznych. Mają one jednak lepszą spawalność niż części ocynkowane.

Galwanizacja Hot Dip Vs Cynkowanie - Która jest Najlepszym rozwiązaniem?

Podsumowując, ze względu na niższy koszt komponentu i niższą ogólną odporność na korozję, ocynkowane wykończenie jest najlepsze dla mniejszych części używanych w pomieszczeniach, takich jak nakrętki, śruby i śruby.

Z drugiej strony cynkowanie ogniowe tworzy grubszą powłokę cynkową, dzięki czemu części są mocniejsze i trwalsze wykończenie. Dzięki temu jest to lepsza opcja do zastosowań zewnętrznych, gdzie potrzebna jest silniejsza odporność na korozję.