Ламельное цинкование
Защита стали цинк-ламельными покрытиями
Представьте себе цинковые и алюминиевые хлопья, которые, как опавшая листва, ложатся на стальную поверхность, перекрывая друг друга и создавая надежную преграду коррозии. именно так, живописно и эффективно, действует современный метод ламельного цинкования.
Как это работает?
Металлические хлопья цинка обеспечивают электрохимическую защиту стальной поверхности так же, как это делает классический гальванически осажденный цинк, а органические или неорганические связующие играют роль «цемента». Сравнивать системы ламельного цинкования с традиционными порошковыми или «мокрыми» ЛКП некорректно, поскольку ламельное покрытие активно взаимодействует со стальной основой. Процесс отверждения происходит от 20 до 40 мин при температуре от 30 до 320°С (в зависимости от типа связующего вещества).
Перед нанесением материала на стальную основу проводится предварительная подготовка. На этой стадии поверхность либо просто очищается от загрязнений механически (дробе-/пескоструйным методом) или химически, либо дополнительно покрывается любым конверсионным слоем (например, фосфатным), который обеспечивает еще лучшую результирующую защиту материала основы. Применение только «сухой» очистки позволяет избежать появления каких-либо сточных вод.
На подготовленную вышеуказанным образом поверхность далее наносится само ламельное покрытие называемое также еще и базовым, т.е основным. Отметим, что в его составе отсутствует хром и прочие тяжелые металлы.
Усилить базовую защиту позволяют многофункциональные финишные покрытия. Они могут быть органическими и неорганическими. При термо-обработке силикаты, входящие в состав финишных покрытий, вступают в реакцию со слоем цинка и алюминия, образуя еще более плотную и устойчивую к окружающей среде поверхность.
Финишные покрытия на основе силикатов – это лишь один пример. С развитием цинк-ламелей многообразие финишных покрытий также расширяется. Финишные покрытия дополнительно защищают металл от белой коррозии, выполняют декоративные функции, а с недавних пор придают поверхности еще и заданный коэффициент трения.
Эффективность ламельных покрытий доказана целым рядом испытаний. Так, «цинковые хлопья» успешно выдерживают тест в нейтральном соляном тумане: белая коррозия на деталях в такой среде начинает появляться только при 500 — 1000 ч, а красная коррозия на покрытиях толщиной 10 — 12 мкм при таких испытаниях гарантированно не появляется.
Ламельные покрытия с успехом проходят также дополнительные испытания на стабильность коэффициента трения (требования к крепежу предполагают многократную сборку-разборку узлов) и на совместимость и устойчивость к применяемым в автомобилях жидкостям: бензину, моторному маслу, жидкостям для стеклоочистителя и для охлаждения.
Нанесение покрытия
Способы нанесения цинк-ламельного покрытия имеют много общего с лакокрасочной обработкой.
Применяется метод окунания, распыление или вариации этих двух способов. Наиболее часто применяемый метод — окунание — проводится с использованием центрифуг. Техроцесс включает гораздо меньше стадий, чем традиционная гальваника. После подготовки-очистки поверхности покрытие
наносится и выравнивается по толщине в центрифуге. Затем детали подаются на конвейер, подсушиваются и поступают в печь, где процесс завершается полимеризацией материала. В отличие от классического цинкования, в ламельном отсутствует длительная стадия термообработки с целью обезводораживания. В результате, все нанесение покрытий состоит из двух ступеней (центрифуга и печь) и практически ничего более не требуется.
Особого внимания заслуживает принцип работы центрифужной линии. Детали в соответствии с их весом, формой и размерами помещают в цилиндрическую корзину и погружают в суспензию для нанесения покрытия. При этом корзина начинает вращаться на своей оси, одновременно еще три корзины движутся, как планеты, вокруг центральной оси.
Планетарная система вращения позволяет качественно выравнивать материал даже на очень сложных поверхностях — излишек суспензии при вращении удаляется. В итоге получается равномерный слой толщиной в 8 — 10 мкм. Эту величину можно контролировать, меняя вязкость, содержание сухого вещества и параметры вращения. Длина установки — 28 м, ширина — 6 м. При таких размерах она способна пропускать 5 — 8 т изделий в час. Производительность линии гальванического цинкования, занимающей такую же площадь, в 5 — 10 раз меньше.
Метод напыления при ламельном цинковании применяется в тех случаях, когда из-за конфигурации и веса деталей использовать окунание и вращение невозможно. Однако при нанесении цинк-ламельного покрытия на габаритные конструкции, например, на шпильки ветряных генераторов от полуметра до метра длиной, более предпочтительны обычное погружение и стекание.
При ламельном цинковании очень важно правильно выбрать метод нанесения покрытия, т.к. в противном случае на деталях могут остаться излишки наносимого материала. Кроме того, при обработке крепежных деталей размером меньше М5 обычными методами не удается уложиться в требуемые выходные показатели. Поэтому нанесение цинк-ламельных покрытий на мелкие объекты целесообразно
проводить в планетарной системе — она позволяет избежать остатков наносимого состава внутри резьбы.
Новые возможности
Недавно на рынке появились совершенно новые ламельные покрытия с органическим связующим на эпоксидной основе. Такие покрытия не требуют высоких температур для полимеризации: здесь можно обойтись умеренным нагревом до 75 — 160°С или, вводя отвердители и сшиватели эпоксидных смол, вообще ограничиться комнатой температурой (ZIntek 400). Среди других новинок — система коррозионной защиты тормозных дисков; финишное покрытие, защищающее материал от воздействия ультрафиолетового излучения; комбинации, придающие верхнему слою блеск.
Интересная инновация — система, стилизующая поверхность «под золото». Подобный эффект достигается с помощью всего одной заключительной стадии в дополнение к базовому ламельному покрытию.
