Metalli kaitsmine korrosiooni pideva leviku eest nõuab füüsilist barjääri, mis tavaliselt luuakse kas galvaniseerimise või tsinkimise teel. Kui galvaniseerimisel kasutatakse elektrivoolu, et sadestada õhuke ja täpne kiht ühest metallist teisele, siis tsinkimine tugineb sulatsingivannile, et luua vastupidav, legeeritud kilp spetsiaalselt terasele ja rauale.
Esiletused
Galvaanimisel saab luksuskaupade jaoks kasutada väärismetalle, nagu hõbe ja kuld.
Tsinkimine loob tsink-rauasulamist kihi, mis on füüsiliselt kõvem kui põhiteras.
Tsingitud terase „litter” muster on tsinkkristallide jahtumise tulemus.
Elektroonikatööstuses on galvaniseerimine trükkplaatide kontaktide katmiseks hädavajalik.
Mis on Galvaanimine?
Keerukas protsess, kus elektrolüütilisi rakke kasutatakse juhtiva eseme katmiseks õhukese metallikihiga funktsionaalsetel või esteetilistel eesmärkidel.
Kasutab elektrivoolu lahustunud metallikatioonide vähendamiseks, et need moodustaksid õhukese koherentse metallkatte.
Katmiseks saab kasutada mitmesuguseid metalle, sealhulgas kulda, hõbedat, kroomi, niklit ja vaske.
Võimaldab saavutada äärmist täpsust katte paksuse osas, mida sageli mõõdetakse mikromeetrites.
Tavaliselt kasutatakse elektrijuhtivuse parandamiseks või dekoratiivse, kõrgläikelise viimistluse saavutamiseks.
Nõuab kaetava objekti kastmist keemilisse elektrolüüdilahusesse.
Mis on Tsinkimine?
Tugev tööstusprotsess, mille käigus kaetakse raud või teras tsinkkihiga, peamiselt kuumsukeldamise teel.
Hõlmab mitteväärismetalli kastmist sula tsingi anumasse temperatuuril umbes 450 kraadi Celsiuse järgi.
Moodustab tsingi ja terase vahel metallurgilise sideme, luues mitu eraldiseisvat sulamikihti.
Pakub „ohverduskaitset“, mille puhul tsink korrodeerub aluspinna asemel, kui kate kriimustub.
Saadud viimistlus on tavaliselt tuhmhall ja võib olla kristallilise "särava" välimusega.
Peamiselt loodud pikaajaliseks vastupidavuseks välistingimustes, mitte esteetiliseks iluks.
Võrdlustabel
Funktsioon
Galvaanimine
Tsinkimine
Esmane kattematerjal
Mitmekülgne (kuld, kroom, tsink jne)
Ainult tsink
Kasutusmeetod
Elektrolüütiline vann (elekter)
Kuumaveevann (sula kuumus)
Katte paksus
Väga õhuke ja täpne
Paks ja mõnevõrra ebaühtlane
Vastupidavus
Mõõdukas; sõltub kasutatud metallist
Väga kõrge; ilmastikukindel
Pinna viimistlus
Sile, peegeldav või matt
Kare, tuhm või sädelev
Peamine eesmärk
Esteetika või erijuhtivus
Äärmuslik korrosioonikaitse
Üksikasjalik võrdlus
Liimimise mehhanism
Galvaanimine tugineb ioonsidemele, kus metalli aatomid kantakse pinnale elektrilise külgetõmbe abil. Tsinkimine läheb sammu edasi, luues metallurgilise sideme; sula tsink reageerib terases oleva rauaga, moodustades tsink-rauasulamite seeria, mille peal on puhas tsink. See muudab tsingitud katted galvaaniliselt kaetud katetega võrreldes palju raskemini kooruvamaks või helvetavaks.
Täpsus ja keerukus
Keeruliste detailide, näiteks kellaosade või kallite ehete puhul on galvaaniline katmine selge võitja, kuna see säilitab peened detailid. Tsinkimine on võrdluseks nüri instrument; paks tsingikiht võib ummistada väikesed augud ja ületada mutrite ja poltide keermeid. Seetõttu kasutatakse galvaanilise katmise meetodit täppismehaanika jaoks, samas kui tsinkimine on reserveeritud konstruktsioonitalade ja suurte torude jaoks.
Korrosioonikaitse stiil
Galvaanimine loob barjääri – kui kate puruneb, muutub selle all olev metall kohe haavatavaks. Tsinkimine pakub tsingi positsiooni tõttu galvaanilises reas ohverduslikku kaitset. Isegi kui tsingitud tara saab sügavalt kriimustada, reageerib ümbritsev tsink kõigepealt keemiliselt keskkonnaga, toimides paljastunud terase „ihukaitsjana“.
Keskkonna- ja kulutegurid
Tsinkimine on üldiselt kulutõhusam suuremahulise infrastruktuuri puhul, kuna protsess on kiirem ja nõuab vähem kemikaalide kontsentratsioonide jälgimist. Galvaanimine hõlmab keerulisi tsüaniidi- või happevanne, mis nõuavad ranget keskkonnakontrolli ja jäätmekäitlust. Tsinkimiseks mõeldud tohutu tsingivanni sulana hoidmise energiakulu on aga märkimisväärne pidev tööstuslik kulu.
Plussid ja miinused
Galvaanimine
Eelised
+Kõrge esteetiline atraktiivsus
+Täpne paksuse kontroll
+Lai metallivalik
+Suurepärane juhtivus
Kinnitatud
−Õhuke barjäär kulub maha
−Komplekssed keemilised jäätmed
−Kõrgem hind osa kohta
−Väiksem löögikindlus
Tsinkimine
Eelised
+Suurepärane roostekaitse
+Iseparanevad kriimustused
+Vähene hooldus
+Vastupidav vastupidavus
Kinnitatud
−Tuhm välimus
−Täpsuse puudumine
−Ainult tsink
−Ei saa katta väikeseid osi
Tavalised eksiarvamused
Müüt
Tsinkimine ja galvaniseerimine on täpselt sama asi.
Tõelisus
Mõlemad kasutavad tsinki, kuid tsinkimine toimub tavaliselt galvaniseerimise teel. Selle tulemuseks on palju õhem ja ilusam kiht, millel puudub kuumtsinkimisele omane sügav metallurgiline side ja äärmine vastupidavus.
Müüt
Tsingitud terast ei saa üle värvida.
Tõelisus
Saate seda teha, aga see nõuab spetsiifilist ettevalmistust. Kuna tsinkpind on loomulikult õline ja reaktiivne, kooruvad tavalised värvid maha, kui te ei kasuta spetsiaalset tsingitud pindadele mõeldud kruntvärvi.
Müüt
Galvaanimine on mõeldud ainult asjade kuldseks või hõbedaseks muutmiseks.
Tõelisus
Kuigi see on ehetes tavaline, on see tehnika jaoks ülioluline. Vasega katmist kasutatakse trükkplaatidel juhtivate radade loomiseks ja kroomimist mootori osadel hõõrdumise ja kulumise vähendamiseks.
Müüt
Roostevaba teras on lihtsalt tsingitud teras.
Tõelisus
Need on täiesti erinevad. Tsingitud teras on tavaline teras, millel on pealmine kate, samas kui roostevaba teras on sulam, milles kroom on sulamise ajal kogu metalli sisse segatud.
Sageli küsitud küsimused
Milline protsess kestab õues kauem?
Tsinkimine on välistingimustes vastupidavuse tagamiseks palju parem. Kuumtsingitud kate võib kaitsta terast maapiirkondades 50 aastat või kauem ja karmides rannikualadel üle 20 aasta. Galvaanimine on üldiselt liiga õhuke, et taluda aastakümneid vihma, soola ja päikest ilma, et kate lõpuks puruneks.
Kas ma saan galvaniseerida eset, mis ei ole metallist?
Jah, aga see nõuab lisasammu. Kuna protsess vajab objekti läbimiseks elektrit, tuleb mittemetallid, näiteks plastik või 3D-prindid, enne galvaniseerimist katta juhtiva materjaliga, näiteks grafiitsprei või juhtiva värviga.
Miks on mõnel tsingitud ämbril lilleline muster?
Seda mustrit nimetatakse litriks. See tekib siis, kui sula tsink jahtub ja hakkab terase pinnal kristalliseeruma. Nende kristallide suurus ja kuju sõltuvad jahutuskiirusest ja tsingivannis sisalduvatest keemilistest lisanditest.
Kas galvaniseerimine on keskkonnasõbralik?
See on keskkonnamõju seisukohast üks keerulisemaid tööstusprotsesse. Kasutatavad „vannid” sisaldavad sageli mürgiseid kemikaale, nagu tsüaniidid või raskmetallid. Kaasaegsed rajatised kasutavad vee ja kemikaalide ringlussevõtuks suletud ahela süsteeme, kuid jäätmekäitlusnõuded on võrreldes galvaniseerimisega väga ranged.
Mis toimub tsingimisel kuumsukeldamise ajal?
Kui teras uputatakse 450 °C-ni sulanud tsinki, toimub keemiline reaktsioon. Terases olev raud liigub tsinki, moodustades tsingi-raua sulami kihte. Need kihid on tegelikult kõvemad kui algne teras, pakkudes vastupidavat „soomust“, mis on palju vastupidavam kui lihtne pinnakate.
Kas galvaanilist katmist saab kasutada kulunud masinaosade ülesehitamiseks?
Jah, seda tuntakse kui „tööstuslikku“ või „kõva“ katmist. Näiteks kasutatakse kõva kroomkatmist sageli kulunud tööstusrullikute või hüdrauliliste silindrite paksuse suurendamiseks, mis võimaldab neid algsete mõõtmeteni tagasi töödelda, selle asemel et neid välja vahetada.
Miks autokered tavaliselt tsingitud, mitte galvaniseeritakse?
Tegelikult kasutatakse tänapäevaste autokerede puhul sageli elektrotsinkimist. See on hübriidmeetod, mille puhul tsingi pealekandmiseks kasutatakse galvaanilist katmist. See tagab tsingi roostekaitse, kuid säilitab sileda ja õhukese pinna, mis on vajalik kvaliteetsete autovärvide jaoks, mida kuumtsinkimine ei suuda pakkuda.
Kas tsingitud toru kate kulub kunagi maha?
Jah, aga see võtab väga kaua aega. Tsink reageerib hapniku ja niiskusega, moodustades kaitsva paatina (tsinkkarbonaat). See paatina on väga stabiilne ja aeglustab oluliselt edasist korrosiooni. Lõpuks, aastakümnete jooksul, see kiht kaob, kuid see on palju aeglasem kui palja raua roostetamine.
Otsus
Valige galvaaniline katmine, kui vajate kaunist ja täpset viimistlust või spetsiifilisi omadusi, näiteks kulla juhtivust elektroonilistel pistikutel. Valige tsingimine, kui ehitate väliskonstruktsioone, näiteks sildu või aedu, kus pikaajaline roostekaitse on olulisem kui läikiv välimus.