Różnice między cynkowaniem ogniowym a cynkowaniem

W przemyśle wytwórczym 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, podczas gdy cynkowanie wykorzystuje elektrolizę (prąd elektryczny) do pokrycia cynku.

W tym artykule przyjrzymy się bardziej dogłębnie różnicom między tymi dwoma procesami i tym, jak wpływają one na właściwości metalurgiczne elementu stalowego.

Kiedy i dlaczego potrzebne są powłoki cynkowe?

Stal jest jednym z najczęściej używanych materiałów w produkcji ze względu na swoją wszechstronność, wytrzymałość i konkurencyjne ceny. Jednak stal zawsze miała piętę achillesową; korozję. To czerwonawo-brązowe, szorstkie i łuszczące się rzeczy, które widzisz na starych mostach i wrakach statków. Tak więc stal wymaga pewnych modyfikacji, aby była bardziej trwała, szczególnie pod wpływem elementów.

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

Odporność na korozję jest niezbędna w przypadku małych elementów, takich jak nakrętki i śruby, a także podkładki i śruby maszynowe, ponieważ tego typu łączniki służą do łączenia wielu obiektów ze sobą. W rezultacie wszelkie uszkodzenia tych elementów 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 pokrycie elementów stalowych innym metalem. Drugi metal działa zasadniczo jako powłoka ofiarna, utleniana zamiast leżącej pod nią stali, aby zapewnić barierę ochronną.

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

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

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

Proces ten jest ważny, ponieważ jeśli komponent, na przykład śruba z gł owicą nasadkową, nie przejdzie procedury usuwania kruchości, będzie nieodpowiedni do użycia. Element ulegnie awarii przy poniżej połowy określonej siły dokręcania.

Podczas gdy cynk jest jedną z najpopularniejszych powłok ochronnych, inne popularne metale stosowane do poszycia to złoto, srebro i nikiel. Accu oferuje poszycie wszystkich tych metali, w tym cynku. Oferujemy również usługę produkcji na zamówienie, dzięki czemu możesz uzyskać niestandardowe śruby, które są pokryte tymi metalami.

Co to jest cynkowanie ogniowe?

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

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

Kroki w cynkowaniu ogniowym

1) Cykl czyszczenia w celu przygotowania powierzchni

Aby uzyskać dobrą jakość ocynkowania, metalowa powierzchnia musi być bardzo czysta. Proces czyszczenia powierzchni obejmuje 3 podstawowe etapy. Po pierwsze, odtłuszczanie następuje w celu usunięcia pozostałości organicznych, brudu i oleju. Następnie następuje marynowanie kwaśnym roztworem w celu usunięcia łusek młyna i rdzy. Wreszcie proces przepływu zapewnia, że metalu nieszlachetnego nie nastąpi utlenianie przed zanurzeniem go w stopionej kąpieli cynkowej.

2) Proces suszenia

Składnik poddawany jest płukaniu pomiędzy odtłuszczaniem, marynowaniem i przepływem w celu usunięcia pozostałych śladów utleniania na powierzchni. Następnie składnik suszy się, zanim będzie gotowy do zanurzenia w stopionej kąpieli cynkowej. Na tym etapie ważne jest, aby wszystkie zanieczyszczenia zostały usunięte z powierzchni elementu, ponieważ nieczysta stal nie reaguje z cynkiem.

3) Galwanizacja

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

4) Obróbka po ocynkowaniu

Część ocynkowana jest chłodzona i może podlegać 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 są doskonałe pod względem odporności 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 elementach stalowych lub żelaznych podczas zanurzania na gorąco, pozostanie w wannie cynkowej, gotowej do ponownego użycia.

Innym istotnym czynnikiem przy wyborze stosowania elementów stalowych z cynkowaniem ogniowo zamiast elementów ze stali nierdzewnej jest wytrzymałość na rozciąganie śruby, nakrętki lub śruby. Jeśli aplikacja wymaga śrub konstrukcyjnych do mocowania o wysokim naprężeniu i do mocowania ciężkich przedmiotów razem, producent może zdecydować się na użycie elementów złącznych ze stali o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.

Podczas gdy elementy ze stali nierdzewnej mogą być produkowane w gatunkach o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, znacznie wyższy koszt jednostkowy może często oznaczać, 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 rozkładania cynku na jony (drobne naładowane cząstki) i osadzania się na metalowym elemencie. Proces ten odbywa się poprzez utworzenie prostego ogniwa elektrolitycznego składającego się z cynku, roztworu wodnego i składnika do powlekania.

Jak działa proces cynkowania

Tutaj cynk nazywa się anodą (ładunek dodatni), a składnik, który ma być pokryty, nazywa się katodą (ładunek ujemny). Mówiąc prosto, kiedy przepuszczasz stały prąd elektryczny przez ogniwo, anoda cynkowa zaczyna rozkładać się do maleńkich jonów cynku.

Ponieważ jony cynku są naładowane dodatnio, są przyciągane do dodatniego końca (element stalowy wymagający powlekania), więc płyną w jego kierunku. Roztwór wodny ułatwia ruch jonów. Kiedy docierają do składnika, jony cynku tworzą zgrabną zewnętrzną warstwę cynku.

Typowe różnice między elementami ocynkowanymi i ocynkowanymi

1) Wygląd

Elementy ocynkowane, które nie są poddane obróbce, często mają stonowany szary kolor, który jest dość szorstki. Części ocynkowane są często gładsze i bardziej błyszczące, a także mogą mieć kolorowe wykończenie, takie jak niebieski lub żółty.

2) Grubość

Cynkowanie daje powłokę dość cienką, mniej więcej w zakresie od 0,005 mm do 0,025 mm. Uzyskanie grubszej powłoki staje się droższe niż w przypadku galwanizacji cynkowej. Dzięki cynkowaniu ogniowemu można uzyskać grubość powyżej 0,1 mm.

3) Trwałość

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

W przypadku cynkowania mniejsze grubości oznaczają, że części ocynkowane nie są tak trwałe jak ocynkowane. Dlatego nie nadaje się do stosowania na zewnątrz, chyba że został później poddany obróbce.

4) Siła

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

5) Koszt

W tym miejscu ocynkowanie wygrywa, ponieważ jest łatwiej dostępnym metalem, jest bardziej opłacalne niż cynkowanie ogniowe, szczególnie w przypadku mniejszych elementów. Cynk jest również znacznie tańszy niż inne metale, takie jak złoto.

6) Wszechstronność

Cyn@@ kowanie ogniowe może być stosowane do prawie każdego elementu stalowego lub żelaznego, dużego lub małego. Mogą być również stosowane w zastosowaniach zewnętrznych i wewnętrznych.

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

Cynkowanie ogniowe vs cynkowanie - która jest najlepsza opcja?

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

Z drugiej strony cynkowanie ogniowe daje grubszą powłokę cynkową, dzięki czemu części mają mocniejsze i trwalsze wykończenie. To sprawia, że jest to lepsza opcja do zastosowań zewnętrznych, gdzie potrzebujesz większej odporności na korozję.