Как оцинковать металл своими руками

5 Холодное цинкование своими руками

Холодное цинкование – нанесение покрытия в виде краски. В этой формулировке заложен основной смысл используемого материала – это не краска, содержащая цинк, а именно этот металл в виде краски.

Для холодного цинкования на рынке можно найти большое множество материалов от различных производителей. У многих составов иногда основные характеристики (содержание цинка, к примеру) варьируются в широких пределах. Соответственно, эффективность их применения тоже может меняться. Некоторые составы очень требовательны к качеству подготовки поверхности металла, у других недостаточная сила адгезии с деталью, и они легко отслаиваются, какие-то обладают низкой эластичностью и покрываются паутиной трещин, есть такие, которым нужен фирменный растворитель, для нанесения ряда материалов требуется специальное оборудование, бывают не совместимые с финишными покрытиями.

Все предлагаемые материалы включают два компонента, поставляемых в отдельных упаковках – цинковый порошок и связующий жидкий компонент. Перед применением оба вещества смешивают согласно нормативам, указанным в документах на краску. Пропорции «порошок»-«связующее» бывают от 1:1 до 3:1. Средство наносят при температуре 5–40 °С и влажности воздуха 30–98 %. Во время работ и после их проведения помещение тщательно проветривают. Необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Хорошо зарекомендовал себя российский материал Гальванол, обладающий оптимальными характеристиками:

• содержание мелкодисперсной химически чистой цинковой пудры 96 %;
• быстро сохнет – до нанесения следующего слоя требуется выждать 30 минут;
• можно наносить любым способом (погружением, валиком, кистью, краскопультом и так далее);
• можно окрашивать любыми ЛКМ, возможно нанесение полимерных покрытий;
• допустимо нанесение на ржавчину;
• возможно наносить на влажный металл и при отрицательных (до -35 °С) температурах;
• растворим доступными растворителями (ксилол, сольвент).

Гальванол настолько технологичен и прост в нанесении, что позволяет высокоэффективно защищать чугун, сталь и железо даже в обычных домашних условиях.

Термический термодиффузионный способ оцинковки

Термический способ заключается в помещении обрабатываемого элемента в ванну с горячим цинковым раствором, где под воздействием температуры защита тонким слоем ложится на металл. Отдельные производители автомобилей практикуют нанесение цинка на листы стали, из которой изготавливается кузов, еще в процессе ее проката. Данный способ немного уступает по эффективности гальваническому, однако также служит отличной защитой от ржавчины. Первыми производить автомобили с горячей оцинковкой кузова начали американцы, но уже через несколько лет технология распространилась и на Европу.

Полезные советы

Специалисты рекомендуется обращать особое внимание на некоторые моменты:

1. После зачистки соединения стальной щеткой требуется восстановление цинкового покрытия специальными защитными составами. Они бывают в аэрозольных упаковках, в небольших емкостях. Ими обрабатывают шов и место присоединения клеммы (крокодильчика).
2. На стыках увеличивают силу тока до 15 ампер, а скорость движения электрода снижают; должен образоваться плотный валик, способный выдержать динамическую нагрузку на изгиб.
3. Короткая дуга позволяет контролировать качество шва, меньше разбрызгивается металл ванны. Снижается вероятность прожигания цинкового покрытия искрами.
4. Настройка оборудования производится на низкотоковые режимы. На полуавтомате выставляется режим «Synergic», на инверторах – на 5-10 ампер ниже табличных значений.
5. Начинающие не должны забывать проверять качество шва. После снятия шлака он визуально осматривается, аккуратно простукивается, так проще выявить дефект.

Основные способы оцинковки

Защитное цинковое покрытие наносится двумя основными способами.

1. Горячий. Это заводской метод, когда кузов автомобиля, после очистки кислотами и нанесения флюса, окунают в ванну с расплавленным цинком. Он дорог и сложен, поэтому применяется далеко не всеми автопроизводителями, даже с мировым именем. Такое покрытие наиболее прочное и устойчивое к механическим воздействиям. Им обладают машины брендов Porsche, Volvo с 1975 года, Chevrolet Lachetti, некоторые модели Ford и Opel, а также ВАЗ 2110 (опционально).
2. Холодный. В свою очередь, он делится на гальванический и механический. Гальваника – это тоже достаточно надежно, но полностью кузов этим способом цинкуется только на заводах, поскольку связан с применением больших объемов агрессивных веществ – щелочей, кислот, аммиака. Им пользуются производители марок Mercedes, Skoda, Volkswagen, Toyota, Reno Logan. На ограниченных площадях его можно применять и для самостоятельной оцинковки. Механические способы нанесения защитного покрытия (покраска составами, содержащими цинк) наименее надежны, но они просты и дешевы.

Как приготовить раствор для оцинковки

Прежде чем начинать обработку поверхности машины своими руками, приготовьте цинкосодержащий раствор. Все материалы для обработки включают в себя цинковый порошок и жидкий связующий элемент. Для того чтобы цинкование принесло ожидаемые плоды, внимательно соблюдайте пропорции компонентов. Специалисты рекомендуют смешивать порошок и связующий элемент в пропорциях от 1:1 до 3:1.

Конечно, не забывайте о технике безопасности: ваши руки и органы дыхания должны быть тщательно защищены и обезжирены. Кроме этого, само холодное цинкование рекомендуется осуществлять в хорошо проветриваемом помещении.

Применение полуавтомата

Хороший результат получается при сварке оцинковки полуавтоматом с правильно выбранными присадками. Практикой подтверждена эффективность присадок, содержащих медь в сочетании с кремнием, алюминием или марганцем. Это могут быть следующие вещества: CuSi3, CuAl8, CuSi2Mn. От соотношения компонентов зависит прочность соединения и легкость последующей механической обработки.

Соединение меди с кремнием, которое содержит оцинковка, способствует образованию не очень прочного, но легко обрабатываемого шва.

Неорганический композит из меди и алюминия, прежде всего, рекомендуют для продукции, содержащей алюминий в свариваемых конструкциях.

Трехкомпонентное вещество из меди, кремния и марганца обеспечивает шов с повышенной прочностью. Впоследствии для его обработки нужно прилагать значительные усилия.

Медь плавится при температуре более низкой, чем температура плавления стальных сплавов. Поэтому такая сварка оцинковки в значительно мере напоминает запаивание.

Если все сделано профессионально грамотно, то от корродирования защищен как базовый металл, так и шов при минимальных затратах изначальной энергии на сварку.

Рабочая зона очищается строго в обозначенных размерах. Не происходит разбрызгивания материалов при нагреве до температуры сварки. Оцинковка в этом случае сваривается прочно.

https://youtube.com/watch?v=po6Q8Vds3dg

Для обеспечения стабильности процесса тщательно выбирают источник питания, режимы регулировки. Максимальное качество шва на оцинковке достигается при импульсном токе в инертной среде аргона. В качестве защитных газов могут быть применены также гелий, диоксид углерода или другие инертные газообразные вещества.

4 Параметры домашнего гальванического цинкования

Факторы, определяющие добротность покрытия:

1. Плотность тока – величина силы тока, поделенная на площадь поверхности изделия. Должна быть 0,5–10 А на 1 квадратный дециметр (оптимально 1,5 А/дм2). Регулятором напряжения добиваются не слишком бурного протекания реакции. Если с поверхности изделия пузырьки будут идти чрезмерно активно, то покрытие получится неровным и слабым.
2. Температура электролита должна быть комнатной (18–25 °С).
3. Плотность электролита – варьируется в широком диапазоне (от нуля и до величины растворимости солей цинка).
4. Геометрия изделия – у детали сложной формы, в зависимости от удаления различных ее фрагментов от цинкового электрода, может быть существенная разница в толщине покрытия разных участков (слабое покрытие в углублениях, а на острой кромке образуются наросты).

Исходя из выше описанного, целесообразно расстояние до электрода увеличить, использовать 2 цинковых анода, деталь покрутить, поэкспериментировать. Цинкование возможно проводить в 2 или 3 слоя с сопутствующим удалением образовавшихся наростов.

Обработка с помощью солевых батареек

Все начинается с подготовки. Вам понадобятся:

• Солевые батарейки. Например, для ВАЗ-2107 пяти солевых батареек будет вполне достаточно.
• Обезжириватель.
• Несколько видов наждачной бумаги.
• Шпатлевка и чистая тряпка.
• Провода.
• Кислота – ортофосфорная или паяльная.
• Грунт эпоксидный.
• Кислота лимонная.
• Лак, краска.

Поврежденное коррозией место тщательно зачищается и цинкуется батарейкой. Для этого с батарейки снимается верхняя оболочка с названием, на корпусе фиксируется провод. Второй конец подключается к автомобильному АКБ или зарядному устройству для авто аккумулятора. Чем длиннее провод, тем лучше – вам будет удобнее работать.

Затем нужно подать напряжение – с АКБ или ЗУ на кузов идет минус. Параллельно подключаем лампочку, чтобы не испортить аккумулятор. После этого батарейка оборачивается тряпкой, смачивается в кислоте. Медленно водите этим нехитрым приспособлением по защищенному месту. Вы услышите шипение, железо покроется светлым слоем цинка.

Процесс длительный, но эффективный. Когда обработка закончится, нужно приготовить раствор с лимонной кислотой и протереть обработанный металл. Затем обезжирить и подсушить, нанести эпоксидную грунтовку. Она хоть и обойдется в 500-600 рублей за баллон, но будет держаться отлично. Далее при необходимости наносится шпатлевка, грунтуется и наносится база. После нее поверхность покрывается лаком или акриловой краской.

Читать также: Уличный светодиодный светильник с фотореле

Как оцинковать деталь автомобиля

Холодное цинкование детали кузова машины – это очень ответственный процесс, поэтому отнеситесь к нему крайне серьёзно.

Подготовка к работе. Аккуратно обработайте деталь своими руками: удалите следы ржавчины и снимите старое лакокрасочное покрытие. Помните, что при обработке необходимо применять щадящие средства для удаления краски – агрессивные составы могут запросто испортить деталь кузова. Если же вам пришлось воспользоваться агрессивным средством, то после очищения обработайте поверхность детали водным раствором соды. Помните, что чем лучше вы подготовите жидкий цинк, тем дольше будет держаться покрытие. Не забудьте аккуратно перемешать жидкий цинк. Если вы этого не сделаете, то раствор будет неоднородным, и поверхность покроется неаккуратно.

Подготовка элементов кузова к цинкованию

• Оцинковка детали. Аккуратно наносите средство на деталь кузова автомобиля. Для достижения наилучшего результата температура воздуха в помещении должна быть от 5 до 40 градусов Цельсия. Своими руками эффективнее обрабатывать деталь в два слоя. При этом второе нанесение осуществляется спустя тридцать минут после нанесения первого слоя – цинк должен высохнуть и закрепиться на детали кузова автомобиля.
• Завершающий этап. Для того чтобы цинкование продержалось несколько лет, не забудьте тщательно закрепить вещество. Подождите двадцать четыре часа после нанесения последнего слоя и воспользуйтесь лакокрасочным покрытием. Так долго ждать нужно для того, чтобы остатки растворителя полностью выветрились. Помните, что обработанную деталь кузова машины нельзя подвергать никаким механическим воздействиям. Конечно, после процедуры необходимо проветрить помещение.

Гальваническая оцинковка кузова своими руками

Простой способ обработки отдельных деталей выглядит приблизительно так:

Берется раствор цинка, сульфат или хлорид. Если этого нет, раствор можно приготовить самому, для чего металл растворяется в соляной или серной кислоте. Ингредиенты можно найти в магазинах, где продаются радиодетали. Хлорид цинка используется в качестве паяльной кислоты. В магазинах автозапчастей продается серная кислота, часто применяющаяся в кислотных аккумуляторах в качестве электролита. Понадобится кислостойкая емкость, в которую сначала помещается цинк, а потом аккуратно и без спешки все заливается кислотой. Приблизительное содержание цинка: 400 г на 1 л кислоты

Действие важно выполнять на открытом воздухе, вдалеке от очагов возгорания, ведь при реакции выделяется водород. Простой способ определения того, выработалась ли кислота, — бросить еще немного цинка. Если пузырьков водорода не будет, значит, реакция завершилась

Прозрачный раствор отделяется от жидкого осадка. На предназначенную для цинкования к детали подключается минусовой провод от источника тока. Плюс подключается к цинку. Деталь и цинк помещаются в раствор, и включается напряжение. Вполне хватит 12 вольт от аккумуляторной батареи и зарядного устройства. Под действием тока растворенный металл осядет на детали, а кусок металла обогатит раствор. Важно, чтобы провод, к которому подключен цинк, не контактировал с раствором! Из-за этого возможна реакция, и процесс пойдет не так. При правильном течении процесса на детали образуется равномерный серый слой. Главное, чтобы процесс протекал не очень быстро, так как металл может потемнеть или стать рыхлым. Во избежание этого подводится ток силой не больше 1 А. По завершении процесса деталь промывается в растворе пищевой или водой. Это делается для нейтрализации остатков кислоты

Если пузырьков водорода не будет, значит, реакция завершилась. Прозрачный раствор отделяется от жидкого осадка. На предназначенную для цинкования к детали подключается минусовой провод от источника тока. Плюс подключается к цинку. Деталь и цинк помещаются в раствор, и включается напряжение. Вполне хватит 12 вольт от аккумуляторной батареи и зарядного устройства. Под действием тока растворенный металл осядет на детали, а кусок металла обогатит раствор

Важно, чтобы провод, к которому подключен цинк, не контактировал с раствором! Из-за этого возможна реакция, и процесс пойдет не так. При правильном течении процесса на детали образуется равномерный серый слой

Главное, чтобы процесс протекал не очень быстро, так как металл может потемнеть или стать рыхлым. Во избежание этого подводится ток силой не больше 1 А. По завершении процесса деталь промывается в растворе пищевой или водой. Это делается для нейтрализации остатков кислоты.

Гальваническая оцинковка вовсе не предполагает «купания» кузова в электролите. Этим способом оцинковываются отдельные детали авто. Во время подготовки счищается грязь и ржавчина, причем нельзя использовать ортофосфорную кислоту или уничтожитель ржавчины.

Далее кусок цинка обертывается тканью, желательно несколько раз. Металл можно добыть, к примеру, из разобранной круглой батарейки — стаканчик как раз из необходимого металла. К стаканчику подключают «плюс» от аккумулятора, «минус» остается на массе машины. Провода идеально соединяются зажимами для прикуривания, главное, чтобы их не касалась ткань.

Обернутый бинтом стаканчик смачивается паяльной кислотой либо хлористым цинком, и им бережно водят по обрабатываемой детали. Металл потихоньку будет осаживаться на поверхности.

В завершении процедуры оцинкованное место промывается раствором пищевой соды или водой.

Основные способы цинкования

Если вам необходимо защитить металлические изделия, стоит применить один из вариантов цинкования. Если в точности следовать технологии, у вас получится стойкая к коррозии поверхность. Выделяют следующие виды цинкования:

• горячее цинкование;
• холодное цинкование;
• газо-термическое напыление;
• термодиффузионный метод;
• гальванический метод.

Подбирая метод цинкования металла, важно руководствоваться желаемым эффектом. Не менее важно учитывать, в каких условиях планируется применять полученное изделие

Для одной детали можно использовать различные варианты обработки.

Горячее

Подобный вариант покрытия металла цинком предполагает погружение детали в емкость, в которой находится расплавленный цинк

При этом важно поддерживать температурный режим на уровне 460-480 градусов. По долговечности и качеству это один из самых оптимальных вариантов

Данный метод находится на втором месте по получаемому объему производства.

Холодное

Холодное цинкование представляет собой окраску металлических изделий при помощи грунтов, насыщенных цинком в порошкообразной форме. Когда покрытие будет готово, содержание в нем цинка дойдет до 89-93%. Данный вариант оцинкования связан с использованием высокотехнологичного процесса. Он широко используется благодаря своей простоте. Холодное цинкование создает поверхность, которая будет служить в несколько раз дольше по сравнению с предыдущим методом.

На видео: как получить цинковый порошок.

Газо-термическое

В данном случае расплавляют цинк, имеющий порошкообразную или проволочную форму. Затем его наплавляют на металлический элемент в газовом потоке. Данный способ часто применяется, чтобы защитить большую конструкцию, не помещающуюся в специальной ванне с раствором цинка. Полученное покрытие не теряет своих свойств в течение 30 лет и имеет высокий класс.

Термодиффузионное

Такая технология цинкования металла позволяет получить прочное покрытие благодаря тому, что в железную подложку проникают атомы цинка. В результате получается сплав со сложной структурой. Эффект получается благодаря высокой температуре, которая превышает 2600 градусов. Это экологически безопасный метод, имеющий высокий класс устойчивости.

Гальваническое

Гальваническое цинкование создает не только прочное, но и гладкое гальваническое покрытие. Гладкие и блестящие металлические изделия не требуют в большинстве случаев дополнительной обработки. Кроме того, при данном методе есть возможность после обработки подвергать металл сварке.

Все представленные методы широко используются в заводских условиях. Для цинкования металла своими руками применяется холодный или гальванический способ. При соблюдении технологии получается качественное покрытие с высокими защитными свойствами.

Особенности гальванического метода

При самостоятельной работе часто используется электрохимический метод или холодное цинкование. Это связанно с тем, что данные способы просты в использовании. Электрохимическое цинкование требует тщательной подготовки поверхности. Она заключается в предварительной очистке поверхности и ее обезжиривании. Предмет протравливают кислотой и промывают водой.

Электролитом может выступать раствор любой соли, в которой есть цинк. Подобное электролитическое цинкование создает надежную и долговечную защиту. Полученный раствор перед применением необходимо процедить.

Осуществляя цинкование в домашних условиях, необходимо учитывать, что качество и толщина покрываемого изделия окажут влияние на такие факторы:

• геометрические параметры изделия;
• сложность представленной формы;
• плотность и температуру используемого раствора с электролитом;
• плотность тока, которая приходится на единицу покрытия обрабатываемой детали.

Составы для холодного цинкования металла — технология нанесения антикоррозионного покрытия

На специализированных сайтах можно найти только положительные отзывы по результатам холодного цинкования в домашних условиях. Все делается качественно и надежно, а главное, намного дешевле, чем в заводских условиях.

Подготовка к холодному цинкованию

Холодное цинкование металла проводят довольно простым способом, поскольку для этого не требуется спецоборудование и сложная процедура. Фактически, этот процесс похож на покраску. На металлическую поверхность наносят цинкосодержащий состав, создающий непроницаемую влагозащитную пленку.

Как правильно выбрать ЦНК?

Покупая ЦНК, необходимо учесть, что ГОСТ определяет для краски, которая используется при холодном цинковании, количество чистого цинка – 94% и не меньше! Чтобы избежать подделки не ориентируйтесь на цвет краски – все ЦНК серого матового оттенка

Надо обратить внимание на процент содержания цинка, стоимость, гарантийный срок использования, время, отведенное для высыхания, плотность краски, которая должна быть не меньше 2,2 кг на литр, а также температурные условия нанесения краски на поверхность

Способы и методы цинкования

• горячее;
• холодное;
• гальванизация;
• термодиффузионное цинковое покрытие;
• напыление под воздействием термических газов.

При выборе технологии цинкования металла нужно отталкиваться от предназначения изделия и способов его эксплуатации. Заранее необходимо определить класс толщины цинкового слоя, так как от этого зависит весь технологический процесс, включая настройку производных температур.

Горячее цинкование

Сталь цинкуется горячим методом в 2 этапа:

1. Подготовительные меры.
2. Процесс цинкования.

Подготовка изделий также делится на следующие друг за другом производственные стадии:

1. Зачистка и обезжиривание поверхности.
2. Травление с помощью кислот.
3. Промывание деталей.
4. Флюсование (вычленение из металла солей и оксидов).
5. Просушка.

После завершения этапа 1 деталь погружают в специальный резервуар с расплавленным цинком, после чего начинает формироваться тонкий защитный слой из железа и цинка. Далее изделие подвергается продуванию, которое призвано обеспечить полное высыхание изделия, а также удаление лишних образований.

Холодное цинкование

Для холодного цинкования потребуется специальный цинковый состав (например «Цинокол») и малярный инструмент (кисть, валик). Смесь включает от 86% цинка, благодаря чему защитное покрытие образуется сразу после нанесения состава на металлическую поверхность.

Если конфигурация поверхности не позволяет нанести цинковую смесь малярным инструментом равномерно, применяют краскопульт – устройство для распыления различных материалов.

Холодный метод цинкования не имеет аналогов, если речь идет о нанесении или восстановлении защитного слоя металлоконструкций, в отношении которых невозможно применить иные способы цинкования (например, уже смонтированное оборудование, леса или трубы). Также такой метод является лучшим решением для проведения ремонтных работ.

Холодный способ цинкования можно производить в широком температурном диапазоне, при этом защитный покров сохраняет гибкость и устойчивость к различным повреждениям.

Гальванический метод

Гальванизация сопровождается высокой адгезией элементов металла и цинка, соединенных на молекулярном уровне. Можно достичь не только максимально равномерного цинкового покрытия по всей площади детали, но и придать ему декоративный вид.

Процесс электрохимической гальванизации происходит так:

• пластины или другие объекты из металла погружаются в специальную электролитическую жидкость;
• объект обработки подключается к источникам тока с разными зарядами;
• разность потенциала заставляет материал разрешаться, после чего молекулы цинка начинают подниматься к поверхности изделия, образуя тем самым защитный слой.

Главный недостаток процедуры – высокая стоимость, которая складывается из цен на электроэнергию, состав электролита, оборудование и другие производственные элементы.

Термодиффузионное покрытие цинком

Подготовка самих деталей происходит по стандарту. Термодиффузионный метод, как и другие технологии, обладает рядом положительных и отрицательных черт.

Преимущества:

• безопасность и экологичность;
• возможность контролировать толщину цинковой наслойки;
• высокое качество защитного покрытия без образования пор;
• после процедуры не остается специфических отходов, нуждающихся в особом виде утилизации;
• можно осуществить цинкование изделий даже со сложной геометрической конструкцией.

Недостатки:

• наличие налета на оцинкованных деталях, отсутствие зеркального блеска;
• образование цинковой пыли в окружающей среде;
• средний уровень производительности;
• цинкование может получиться неравномерным.