Lai aizsargātu metālu no nežēlīgās korozijas gaitas, ir nepieciešama fiziska barjera, ko parasti nodrošina, izmantojot galvanizāciju vai cinkošanu. Galvanizācijā tiek izmantota elektriskā strāva, lai uzklātu plānu, precīzu viena metāla slāni uz otra, savukārt cinkošana balstās uz izkausēta cinka vannas, lai izveidotu izturīgu, leģētu vairogu, kas īpaši paredzēts tēraudam un dzelzs.
Iezīmes
Galvanizācijā luksusa precēm var izmantot dārgmetālus, piemēram, sudrabu un zeltu.
Cinkošana rada cinka-dzelzs sakausējuma slāni, kas ir fiziski cietāks par pamattēraudu.
Cinkota tērauda "spangle" raksts ir cinka kristālu atdzišanas rezultāts.
Galvanizācija ir būtiska elektronikas rūpniecībā shēmas plates kontaktu pārklāšanai.
Kas ir Galvanizācija?
Sarežģīts process, kurā izmanto elektrolītiskās šūnas, lai funkcionāliem vai estētiskiem nolūkiem pārklātu vadošu objektu ar plānu metāla slāni.
Izmanto elektrisko strāvu, lai reducētu izšķīdušos metālu katjonus, lai tie veidotu plānu koherentu metāla pārklājumu.
Pārklājumam var izmantot dažādus metālus, tostarp zeltu, sudrabu, hromu, niķeli un varu.
Ļauj panākt ārkārtīgu precizitāti pārklājuma biezumā, ko bieži mēra mikrometros.
Parasti izmanto, lai uzlabotu elektrovadītspēju vai nodrošinātu dekoratīvu, spīdīgu apdari.
Nepieciešams, lai pārklājamais objekts tiktu iegremdēts ķīmiskā elektrolīta šķīdumā.
Kas ir Cinkošana?
Spēcīgs rūpniecisks process, kurā dzelzs vai tērauds tiek pārklāts ar aizsargcinka slāni, galvenokārt ar karstās iegremdēšanas palīdzību.
Ietver pamatmetāla iegremdēšanu izkausēta cinka tvertnē aptuveni 450 grādu pēc Celsija temperatūrā.
Veido metalurģisku saiti starp cinku un tēraudu, radot vairākus atšķirīgus sakausējuma slāņus.
Nodrošina "upurēšanas aizsardzību", ja pārklājums tiek saskrāpēts, un cinks korodē pamatā esošā tērauda vietā.
Iegūtais apdares slānis parasti ir blāvi pelēks un var būt kristālisks “mirdzošs” izskats.
Galvenokārt paredzēts ilgstošai izturībai ārpus telpām, nevis estētiskam skaistumam.
Salīdzinājuma tabula
Funkcija
Galvanizācija
Cinkošana
Primārais pārklājuma materiāls
Daudzpusīgs (zelts, hroms, cinks utt.)
Tikai cinks
Pielietošanas metode
Elektrolītiskā vanna (elektrība)
Karstā vanna (kausēta karstuma)
Pārklājuma biezums
Ļoti plāns un precīzs
Biezs un nedaudz nevienmērīgs
Izturība
Vidējs; atkarīgs no izmantotā metāla
Ļoti augsts; izturīgs pret laikapstākļiem
Virsmas apdare
Gluds, atstarojošs vai matēts
Rupja, blāva vai raiba
Galvenais mērķis
Estētika vai īpatnējā vadītspēja
Ekstrēma korozijas aizsardzība
Detalizēts salīdzinājums
Līmēšanas mehānisms
Galvanizācija balstās uz jonu saiti, kur metāla atomi tiek uzslāņoti uz virsmas, izmantojot elektrisko pievilkšanos. Cinkošana iet soli tālāk, radot metalurģisku saiti; izkausētais cinks faktiski reaģē ar tēraudā esošo dzelzi, veidojot virkni cinka-dzelzs sakausējumu, kas pārklāti ar tīru cinku. Tas padara cinkotus pārklājumus daudz grūtāk lobāmus vai lobāmus salīdzinājumā ar galvanizētiem pārklājumiem.
Precizitāte un sarežģītība
Runājot par sarežģītām detaļām, piemēram, pulksteņu detaļām vai augstas klases rotaslietām, galvanizācija ir nepārprotams uzvarētājs, jo tā saglabā smalkas detaļas. Cinkošana, salīdzinot ar to, ir neass instruments; biezais cinka slānis var aizsprostot mazus caurumus un savienot vītnes uzgriežņiem un skrūvēm. Tāpēc galvanizāciju izmanto precīzai inženierijai, savukārt cinkošanu izmanto tikai konstrukcijas sijām un lielām caurulēm.
Korozijas aizsardzības stils
Galvanizācija nodrošina barjeru — ja pārklājums tiek caurdurts, zem tā esošais metāls kļūst nekavējoties neaizsargāts. Cinkošana piedāvā pilnīgu aizsardzību, pateicoties cinka pozīcijai galvaniskajā sērijā. Pat ja cinkots žogs ir dziļi saskrāpēts, apkārtējais cinks vispirms ķīmiski reaģēs ar vidi, darbojoties kā “miesassargs” atklātajam tēraudam.
Vides un izmaksu faktori
Cinkošana parasti ir izmaksu ziņā efektīvāka liela mēroga infrastruktūrai, jo process ir ātrāks un prasa mazāku ķīmisko koncentrāciju uzraudzību. Galvanizācija ietver sarežģītas cianīda vai skābes vannas, kurām nepieciešama stingra vides kontrole un atkritumu apstrāde. Tomēr enerģijas izmaksas, kas saistītas ar milzīgas cinka tvertnes uzturēšanu kausētā veidā cinkošanai, ir ievērojams pastāvīgs rūpnieciskais izdevums.
Priekšrocības un trūkumi
Galvanizācija
Iepriekšējumi
+Augsta estētiskā pievilcība
+Precīza biezuma kontrole
+Plašs metālu klāsts
+Lieliska vadītspēja
Ievietots
−Plāna barjera nolietojas
−Kompleksie ķīmiskie atkritumi
−Augstākas izmaksas par daļu
−Mazāka triecienizturība
Cinkošana
Iepriekšējumi
+Izcila aizsardzība pret rūsu
+Pašdziedinošas skrambas
+Zema apkope
+Izturīga izturība
Ievietots
−Blāvs izskats
−Precizitātes trūkums
−Tikai cinks
−Nevar pārklāt mazas detaļas
Biežas maldības
Mīts
Cinkošana un cinkošana ir viens un tas pats.
Realitāte
Abos izmanto cinku, bet "cinkošana" parasti tiek veikta, izmantojot galvanizāciju. Tā rezultātā iegūst daudz plānāku, skaistāku slāni, kam trūkst dziļas metalurģiskas saites un karstās cinkošanas ārkārtējas izturības.
Mīts
Jūs nevarat krāsot virs cinkota tērauda.
Realitāte
Var, bet tam nepieciešama īpaša sagatavošana. Tā kā cinka virsma ir dabiski eļļaina un reaģējoša, standarta krāsas lobīsies nost, ja vien neizmantosiet specializētu grunti, kas paredzēta cinkotām virsmām.
Mīts
Galvanizācija ir paredzēta tikai tam, lai lietas izskatītos kā zelta vai sudraba.
Realitāte
Lai gan tas ir izplatīts rotaslietās, tas ir vitāli svarīgs tehnoloģijām. Vara pārklājums tiek izmantots, lai izveidotu vadošus ceļus uz shēmas plates, un hroma pārklājums tiek izmantots dzinēja detaļām, lai samazinātu berzi un nodilumu.
Mīts
Nerūsējošais tērauds ir tikai cinkots tērauds.
Realitāte
Tie ir pilnīgi atšķirīgi. Cinkots tērauds ir parasts tērauds ar pārklājumu virspusē, savukārt nerūsējošais tērauds ir sakausējums, kurā kausēšanas laikā hroms ir sajaukts visā metālā.
Bieži uzdotie jautājumi
Kurš process ilgst ilgāk āra vidē?
Cinkošana ir daudz labāka attiecībā uz ilgmūžību ārpus telpām. Karstās cinkošanas pārklājums var aizsargāt tēraudu 50 gadus vai ilgāk lauku vidē un vairāk nekā 20 gadus skarbos piekrastes rajonos. Galvanizācija parasti ir pārāk plāna, lai izturētu gadu desmitiem ilgu lietu, sāli un sauli, pārklājumam galu galā nesabojājoties.
Vai es varu galvanizēt priekšmetu, kas nav izgatavots no metāla?
Jā, bet tas prasa papildu soli. Tā kā procesam ir nepieciešama elektrības plūsma caur objektu, nemetāli, piemēram, plastmasa vai 3D izdrukas, vispirms jāpārklāj ar vadošu materiālu, piemēram, grafīta aerosolu vai vadošu krāsu, pirms tos var galvanizēt.
Kāpēc dažiem cinkotajiem spaiņiem ir ziedu raksts?
Šo rakstu sauc par "spangle". Tas rodas, kad izkausētais cinks atdziest un sāk kristalizēties uz tērauda virsmas. Šo kristālu izmērs un forma ir atkarīga no dzesēšanas ātruma un īpašajām ķīmiskajām piedevām cinka vannā.
Vai galvanizācija ir videi draudzīga?
Tas ir viens no sarežģītākajiem rūpnieciskajiem procesiem attiecībā uz ietekmi uz vidi. Izmantotās "vannas" bieži satur toksiskas ķīmiskas vielas, piemēram, cianīdus vai smagos metālus. Modernās ražotnēs tiek izmantotas slēgtas cilpas sistēmas ūdens un ķīmisko vielu pārstrādei, taču atkritumu apsaimniekošanas prasības ir ļoti stingras salīdzinājumā ar galvanizāciju.
Kas notiek karstās cinkošanas laikā?
Kad tērauds tiek iegremdēts 450 °C karstā izkausētā cinkā, notiek ķīmiska reakcija. Tēraudā esošais dzelzs migrē cinkā, veidojot cinka-dzelzs sakausējuma slāņus. Šie slāņi faktiski ir cietāki par sākotnējo tēraudu, nodrošinot izturīgu "bruņu" slāni, kas ir daudz izturīgāks nekā vienkāršs virsmas pārklājums.
Vai galvanizāciju var izmantot, lai uzbūvētu nolietotas mašīnu detaļas?
Jā, to sauc par “rūpniecisko” vai “cieto” pārklāšanu. Piemēram, cieto hromēšanu bieži izmanto, lai atjaunotu biezumu nolietotiem rūpnieciskajiem veltņiem vai hidrauliskajiem cilindriem, ļaujot tos apstrādāt atpakaļ to sākotnējos izmēros, nevis nomainīt.
Kāpēc automašīnu virsbūves parasti tiek cinkotas, nevis galvanizētas?
Patiesībā mūsdienu automašīnu virsbūvju ražošanā bieži tiek izmantota tā saucamā elektrocinkošana. Šī ir hibrīda pieeja, kurā cinka uzklāšanai tiek izmantota galvanizācija. Tā nodrošina cinka aizsardzību pret rūsu, bet saglabā gludu, plānu virsmu, kas nepieciešama augstas kvalitātes automašīnu krāsošanai, ko nevar nodrošināt karstā iegremdēšana.
Vai cinkotas caurules pārklājums kādreiz nodilst?
Jā, bet tas prasa ļoti ilgu laiku. Cinks reaģē ar skābekli un mitrumu, veidojot aizsargpatinu (cinka karbonātu). Šī patina ir ļoti stabila un ievērojami palēnina turpmāku koroziju. Galu galā, gadu desmitu laikā, šis slānis nodils, bet tas notiek daudz lēnāk nekā tīra dzelzs rūsēšana.
Spriedums
Izvēlieties galvanizāciju, ja nepieciešama skaista, precīza apdare vai specifiskas īpašības, piemēram, zelta vadītspēja elektroniskajiem savienotājiem. Izvēlieties cinkošanu, ja būvējat āra konstrukcijas, piemēram, tiltus vai žogus, kur ilgtermiņa aizsardzība pret rūsu ir svarīgāka par spīdīgu izskatu.