Norint apsaugoti metalą nuo negailestingo korozijos poveikio, reikia fizinio barjero, kuris paprastai sukuriamas galvanizuojant arba cinkuojant. Galvanizuojant elektros srovės nusodina ploną, tikslų vieno metalo sluoksnį ant kito, o cinkuojant naudojama išlydyto cinko vonia, kad būtų sukurtas tvirtas, legiruotas skydas, specialiai skirtas plienui ir geležiai.
Akcentai
Galvanizuojant prabangos prekėms galima naudoti tauriuosius metalus, tokius kaip sidabras ir auksas.
Cinkavimas sukuria cinko ir geležies lydinio sluoksnį, kuris yra fiziškai kietesnis nei bazinis plienas.
Cinkuoto plieno „blizgučių“ raštas atsiranda atvėsus cinko kristalams.
Galvanizavimas yra būtinas elektronikos pramonėje, norint padengti plokščių kontaktus.
Kas yra Galvanizavimas?
Sudėtingas procesas, kurio metu elektrolizės elementai padengiami plonu metalo sluoksniu funkciniais arba estetiniais tikslais.
Naudoja elektros srovę ištirpusių metalų katijonams redukuoti, kad jie sudarytų ploną koherentinę metalinę dangą.
Dangai galima naudoti įvairius metalus, įskaitant auksą, sidabrą, chromą, nikelį ir varį.
Leidžia pasiekti itin tikslų dangos storį, dažnai matuojamą mikrometrais.
Dažniausiai naudojamas elektros laidumui pagerinti arba dekoratyvinei, blizgančiai apdailai suteikti.
Reikalingas, kad dengiamas objektas būtų panardintas į cheminį elektrolito tirpalą.
Kas yra Cinkavimas?
Intensyvus pramoninis procesas, kurio metu geležis arba plienas padengiami apsauginiu cinko sluoksniu, daugiausia karštojo panardinimo būdu.
Apima bazinio metalo panardinimą į išlydyto cinko indą, kurio temperatūra yra apie 450 laipsnių Celsijaus.
Sudaro metalurginį ryšį tarp cinko ir plieno, sukurdamas kelis skirtingus lydinio sluoksnius.
Suteikia „aukojamąją apsaugą“, kai subraižius dangą, cinkas koroduoja vietoj pagrindinio plieno.
Gauta apdaila paprastai yra blankiai pilka ir gali turėti kristalinę „blizgančią“ išvaizdą.
Pirmiausia sukurta ilgalaikiam patvarumui lauke, o ne estetiniam grožiui.
Palyginimo lentelė
Funkcija
Galvanizavimas
Cinkavimas
Pirminė dangos medžiaga
Universalus (auksas, chromas, cinkas ir kt.)
Tik cinkas
Taikymo metodas
Elektrolitinė vonia (elektra)
Karšta vonia (išlydyta šiluma)
Dangos storis
Labai plonas ir tikslus
Storas ir šiek tiek nelygus
Patvarumas
Vidutinis; priklauso nuo naudojamo metalo
Labai aukštas; atsparus oro sąlygoms
Paviršiaus apdaila
Lygus, atspindintis arba matinis
Šiurkštus, blankus arba blizgus
Pagrindinis tikslas
Estetika arba specifinis laidumas
Ekstremali apsauga nuo korozijos
Išsamus palyginimas
Klijavimo mechanizmas
Galvanizavimas remiasi joniniu ryšiu, kai metalo atomai yra sluoksniuojami ant paviršiaus elektrinės traukos būdu. Cinkavimas žengia dar vieną žingsnį, sukurdamas metalurginį ryšį; išlydytas cinkas reaguoja su pliene esančia geležimi ir sudaro cinko ir geležies lydinių seriją, padengtą grynu cinku. Dėl to cinkuotas dangas daug sunkiau nulupti ar atšokti, palyginti su galvanizuotomis dangomis.
Tikslumas ir sudėtingumas
Kalbant apie sudėtingas detales, tokias kaip laikrodžių komponentai ar aukštos klasės papuošalai, galvanizavimas yra aiškus nugalėtojas, nes išsaugo smulkias detales. Cinkavimas, palyginti, yra bukas įrankis; storas cinko sluoksnis gali užkimšti mažas skylutes ir sujungti veržlių bei varžtų sriegius. Todėl galvanizavimas naudojamas tiksliajai inžinerijai, o cinkavimas skirtas tik konstrukcinėms sijoms ir dideliems vamzdžiams.
Korozijos apsaugos stilius
Galvanizavimas sukuria barjerą – jei danga praduriama, po ja esantis metalas tampa iš karto pažeidžiamas. Cinkavimas suteikia apsaugą dėl cinko vietos galvaninėje serijoje. Net jei cinkuota tvora yra giliai subraižyta, aplinkinis cinkas pirmiausia chemiškai reaguos su aplinka ir veiks kaip „apsauga“ nuo atviro plieno.
Aplinkos ir sąnaudų veiksniai
Galvanizavimas paprastai yra ekonomiškesnis didelio masto infrastruktūros objektams, nes procesas yra greitesnis ir reikalauja mažiau cheminių medžiagų koncentracijų stebėjimo. Galvanizavimas apima sudėtingas cianido arba rūgščių vonias, kurioms reikalinga griežta aplinkos kontrolė ir atliekų apdorojimas. Tačiau energijos sąnaudos, reikalingos dideliam cinko rezervuarui laikyti išlydytame cinkavimui, yra didelės nuolatinės pramonės išlaidos.
Privalumai ir trūkumai
Galvanizavimas
Privalumai
+Didelis estetinis patrauklumas
+Tikslus storio valdymas
+Platus metalų pasirinkimas
+Puikus laidumas
Pasirinkta
−Plonas barjeras susidėvi
−Sudėtingos cheminės atliekos
−Didesnė kaina vienai daliai
−Mažesnis atsparumas smūgiams
Cinkavimas
Privalumai
+Aukščiausios kokybės apsauga nuo rūdžių
+Savaime gyjantys įbrėžimai
+Mažai priežiūros
+Tvirtas patvarumas
Pasirinkta
−Nuobodu išvaizda
−Tikslumo stoka
−Tik cinkas
−Negalima padengti smulkių detalių
Dažni klaidingi įsitikinimai
Mitas
Cinkavimas ir cinkavimas yra tas pats.
Realybė
Abu naudoja cinką, tačiau cinkavimas dažniausiai atliekamas galvanizavimo būdu. Taip gaunamas daug plonesnis, gražesnis sluoksnis, kuriam trūksta gilaus metalurginio sukibimo ir ypatingo patvarumo, būdingo karštajam cinkavimui.
Mitas
Negalite dažyti ant cinkuoto plieno.
Realybė
Galite, bet tam reikia specialaus paruošimo. Kadangi cinko paviršius yra natūraliai riebus ir reaktyvus, standartiniai dažai nusilups, nebent naudosite specialų gruntą, skirtą cinkuotiems paviršiams.
Mitas
Galvanizavimas skirtas tik tam, kad daiktai atrodytų kaip auksas arba sidabras.
Realybė
Nors dažnai naudojamas juvelyrikoje, jis yra gyvybiškai svarbus technologijoms. Vario padengimas naudojamas laidiems keliams ant plokščių sukurti, o chromo padengimas naudojamas variklio dalims, siekiant sumažinti trintį ir nusidėvėjimą.
Mitas
Nerūdijantis plienas yra tiesiog cinkuotas plienas.
Realybė
Jie visiškai skiriasi. Cinkuotas plienas yra įprastas plienas su viršutine danga, o nerūdijantis plienas yra lydinys, kuriame lydymo metu chromas sumaišomas su visu metalu.
Dažnai užduodami klausimai
Kuris procesas trunka ilgiau lauko aplinkoje?
Cinkavimas yra daug geresnis pasirinkimas lauko sąlygoms. Karšto cinkavimo danga gali apsaugoti plieną 50 metų ar ilgiau kaimo aplinkoje ir daugiau nei 20 metų atšiauriose pakrančių zonose. Galvanizavimo sluoksnis paprastai yra per plonas, kad atlaikytų dešimtmečius lietaus, druskos ir saulės, kol danga galiausiai nesuges.
Ar galiu galvanizuoti daiktą, kuris nėra pagamintas iš metalo?
Taip, bet tam reikia papildomo žingsnio. Kadangi procesui reikalinga elektra, kad per objektą tekėtų elektros energija, nemetalai, tokie kaip plastikas ar 3D spaudiniai, prieš galvanizuojant, pirmiausia turi būti padengti laidžia medžiaga, pavyzdžiui, grafito purškikliu arba laidžiais dažais.
Kodėl kai kurie cinkuoti kibirai turi gėlių raštą?
Šis raštas vadinamas „blizgučiais“. Jis atsiranda, kai išlydytas cinkas vėsta ir pradeda kristalizuotis plieno paviršiuje. Šių kristalų dydis ir forma priklauso nuo aušinimo greičio ir konkrečių cheminių priedų cinko vonelėje.
Ar galvanizavimas yra ekologiškas?
Tai vienas iš sudėtingesnių pramoninių procesų, susijusių su poveikiu aplinkai. Naudojamose „voniose“ dažnai yra toksiškų cheminių medžiagų, tokių kaip cianidai ar sunkieji metalai. Šiuolaikiniuose įrenginiuose vanduo ir cheminės medžiagos perdirbamos uždaro ciklo sistemomis, tačiau atliekų tvarkymo reikalavimai yra labai griežti, palyginti su cinkavimu.
Kas vyksta karštojo cinkavimo metu?
Kai plienas panardinamas į 450 °C temperatūros išlydytą cinką, įvyksta cheminė reakcija. Pliene esanti geležis migruoja į cinką, sudarydama cinko ir geležies lydinio sluoksnius. Šie sluoksniai iš tikrųjų yra kietesni nei originalus plienas, todėl sudaro tvirtą „šarvus“, kurie yra daug atsparesni nei paprasta paviršiaus danga.
Ar galvanizavimas gali būti naudojamas susidėvėjusioms mašinų dalims sustiprinti?
Taip, tai vadinama „pramoniniu“ arba „kietuoju“ chromavimu. Pavyzdžiui, kietasis chromavimas dažnai naudojamas norint atkurti susidėvėjusių pramoninių volelių arba hidraulinių cilindrų storį, kad juos būtų galima apdirbti iki pradinių matmenų, o ne keisti.
Kodėl automobilių kėbulai dažniausiai cinkuojami, o ne galvanizuojami?
Iš tiesų, šiuolaikinių automobilių kėbulams dažnai naudojamas „elektrocinkavimas“. Tai hibridinis metodas, kai cinkavimas galvanizuojant atliekamas. Tai užtikrina cinko apsaugą nuo rūdžių, tačiau išlaiko lygų, ploną paviršių, reikalingą aukštos kokybės automobilių dažų apdailai, kurios negalima užtikrinti karštuoju būdu panardinant.
Ar cinkuoto vamzdžio danga kada nors nusidėvi?
Taip, bet tai užtrunka labai ilgai. Cinkas reaguoja su deguonimi ir drėgme ir sudaro apsauginę patiną (cinko karbonatą). Ši patina yra labai stabili ir žymiai sulėtina tolesnę koroziją. Galiausiai, per dešimtmečius, šis sluoksnis nusitrins, bet tai vyksta daug lėčiau nei gryno geležies rūdijimas.
Nuosprendis
Rinkitės galvanizavimą, kai norite gražaus, tikslaus apdailos arba specifinių savybių, tokių kaip aukso laidumas elektroninėms jungtims. Cinkavimą rinkitės, kai statote lauko konstrukcijas, tokias kaip tiltai ar tvoros, kur ilgalaikė apsauga nuo rūdžių yra svarbesnė nei blizganti išvaizda.