Термодиффузионное цинкование — это процесс напыления, при котором на поверхность стальных изделий наносится цинк с целью защиты от коррозии. В отличие от гальванического цинкования, термодиффузионный метод включает в себя взаимодействие цинка с железом при высоких температурах, что приводит к образованию прочных цинковых покрытий.
Эффективность термодиффузионного цинкования
Защитное покрытие тдц, будучи надежным способом защиты от коррозии, имеет свои особенности в зависимости от способа нанесения и толщины слоя. Обычно толщина слоя гальванического цинка составляет от 5 до 15 мкм, в то время как толщина слоя горячего цинкования обычно превышает 65 мкм и даже может достигать 100 мкм. Горячее цинкование обеспечивает хорошее покрытие, оно получается компактным и не содержит органических примесей.
Широко известно, что механизм противостояния цинка атмосферной коррозии включает в себя как механическую, так и электрохимическую защиту. Помимо этого, важно отметить, что толщина слоя цинка также влияет на его эффективность в защите от коррозии.
В условиях атмосферной коррозии на поверхности цинкового слоя образуется защитная пленка, состоящая из ZnO, Zn(OH)2 и основного карбоната цинка. Эта химическая реакция является ключевой для сохранения интегритета металла под покрытием и предотвращения проникновения коррозионных элементов. Важно знать, что правильный выбор толщины и типа покрытия цинком играет важную роль в продлении срока службы металлических изделий.
Уникальная способность цинка образовывать защитную пленку на поверхности способствует замедлению процесса коррозии. Эта пленка, которая известна как «белая ржавчина», не только предотвращает проникновение влаги и кислорода к металлической основе, но и обеспечивает дополнительный уровень защиты. Под воздействием внешних факторов, таких как удары или царапины, защитная пленка цинка может быть повреждена, но в этом случае цинк демонстрирует свою удивительную способность к самовосстановлению. При возникновении повреждений цинк формирует новый защитный слой, который продлевает срок службы металлической конструкции.
Важно отметить, что при значительных повреждениях защитного слоя цинка возрастает риск возможной коррозии железной основы. Однако цинк, действуя как анод, обеспечивает электрохимическую защиту металлической основы, предотвращая разрушительные процессы окисления. Таким образом, с помощью цинка удается сохранить целостность и долговечность металлических конструкций на протяжении длительного времени.
Как выглядит процесс
Процесс термодиффузионного цинкования обычно включает следующие этапы:
- Подготовка поверхности: перед нанесением цинка поверхность металлических изделий очищается, чтобы удалить ржавчину, масло, грязь и другие загрязнения. Это может быть выполнено механически (шлифованием, взрывом абразива) или химически (кислотные ванны).
- Насыщение цинком: очищенные стальные изделия помещают в контейнер с цинковым порошком и температурой, достаточной для того, чтобы цинк начал прилипать к поверхности стали и диффундировать в нее. Температура при этом процессе составляет обычно около 360–400 °C.
- Диффузия: в условиях высокой температуры и в присутствии активатора диффузии происходит проникновение атомов цинка в верхние слои стали, что ведет к образованию нескольких слоев сплава.
- Охлаждение: после достаточного насыщения и формирования сплавленных слоев покрытия изделия охлаждаются до комнатной температуры.
Преимущество термодиффузионного цинкования заключается в том, что покрытие, получаемое таким способом, более равномерно и имеет лучшие антикоррозийные свойства, чем при гальваническом цинковании. К тому же такое покрытие прочнее связано со стальной основой и выдерживает более тяжелые условия эксплуатации, включая ударные нагрузки, изгиб и т.д. Этот метод широко используется в автомобильной промышленности, строительстве, при производстве метизов и других отраслях, где важна защита металлов от коррозии.