Легирование, как один из методов защиты от коррозии

Легирование — добавление в состав материалов примесей для изменения (улучшения) физических и/или химических свойств основного материала. [1]

Различают два вида легирования:

• Объёмное.
• Поверхностное.

В качестве мер защиты от коррозии применяется поверхностное легирование. Наиболее известный процесс называется цинкованием, которое в зависимости от способа обработки металла делится на горячее и холодное.

Горячее цинкование.

Процесс горячего цинкования разделён на восемь этапов:

1 этап – обезжиривание.

Обезжиривание позволяет избавится от маслянистых пятен, остатков смазки и различных органических загрязнений. Для этого используются различные щелочные и кислотные растворы. Оптимальная температура для этого процесса 60-80 °С.

2 этап – промывка.

Промывка применяется для того, чтобы убрать остатки обезжиривающего средства, так как оно не должно попасть в следующие этапы.

3 этап – травление.

Травлением устраняются окалины и налёт ржавчины. Для этого деталь помещают в раствор соляной кислоты с концентрацией 120-210 г/л. Оптимальная температура для этого процесса 20-25 °С. Также для предотвращения вреда металлу от соляной кислоты в раствор добавляются ингибиторы, позволяющие кислоте растворять только окалину и ржавчину, не повреждая саму сталь.

4 этап – промывка.

Промывка применяется для того, чтобы удалить остатки раствора соляной кислоты, так как они не должны попасть в следующие этапы.

5 этап – флюсование.

После промывки на детали образуется оксидная плёнка, для её устранения производят флюсование. Оно позволяет получить пассивную плёнку, которая защитит деталь от последующего окисления. Для создания флюса используют хлориды цинка и аммония. Их концентрация в растворе должна быть 410-590 г/л. Оптимальная температура для этого процесса 60 °С. Периодически требуется очистка ванн с применением перекиси водорода.

6 этап – сушка.

В расплавленный цинк нельзя опускать мокрое изделие, так как это может привести к неравномерности покрытия. Сушку производят в сушильной печи при температуре около 100 °С.

7 этап – цинкование.

При окунании в ванну флюс начинает плавится, смачивая расплавленный цинк. Очень важна скорость опускания детали, она рассчитывается исходя из габаритов и формы детали. Оптимально держать деталь в ванне от 3 до 10 минут. Во время процесса необходимо убирать шлак, образующийся на поверхности ванны, чтобы он не осел на поверхность детали. Толщина слоя на прямую зависит от скорости подъёма детали, чем она меньше, тем толще слой цинка. Скорость рассчитывается исходя из габаритов и формы детали.

8 этап – сушка.

После всех этапов изделие необходимо остудить. Сначала эту процедуру производят на открытом воздухе в цехе, затем на тёплом складе.

Преимущества горячего цинкования:

• Высокая устойчивость к коррозии.
• Невысокая цена.
• Горячее цинкование поглащает удары и защищает основной металл.
• Оцинкованный металл не требует повторной окраски.

Недостатки горячего цинкования:

• Невозможно наносить тонкий слой цинка.
• Высокий расход цинка.
• Непрезентабельный внешний вид.

Холодное цинкование.

Холодное цинкование – нанесение на подготовленную металлическую поверхность специального состава с содержанием цинка 92-96%. Состав выпускается в банках, наносится как обычные ЛКМ, кистью, валиком или краскопультом. [4]

Преимущества холодного цинкования:

• Дешевизна.
• Простота технологического процесса.
• Возможность обрабатывать изделия любых форм и размеров.

Недостатки холодного цинкования:

• Невысокая прочность.
• Неконтролируемость толщины слоя.