Свойства и основные области применения цинкового покрытия
Цинк — весьма распространенный металл голубовато-серебристого цвета со следующими основными физическими свойствами: плотность 7130 кг м3, температура плавления 420°С, микротвердость электролитического цинка 500—600 МПа, удельное электрическое сопротивление 0,055 Ом-мм, удельная теплоемкость 385,2 кг-К.
В химических соединениях цинк двухвалентен и является амфотерным металлом, который реагирует как с кислотами, так и со щелочами, образуя соли. Стандартный электродный потенциал цинка равен —0,76 В. Будучи более электроотрицателен, чем железо, в контакте с ним цинк создает гальванопару, в которой он является анодом, поэтому в результате коррозии цинк растворяется, защищая этим железо от коррозионного разрушения. Электрохимическая защита стали от коррозии с помощью цинка используется в технике как протекторная защита различных подводных сооружений и в виде защитного покрытия на стальных деталях различного назначения. Цинковые покрытия являются самыми распространенными из металлических покрытий.
Цинковые покрытия не только хорошо защищают стальные детали от коррозии, но будучи эластичными, хорошо выдерживают развальцовку, изгибы, вытяжку; свежеосажденные покрытия легко паяются с бескислотными флюсами. Цинкованию подвергаются листы кровельного железа, трубы, каркасные детали, шасси радиоприемников, детали автомобилей, приборов, станков, сельскохозяйственных машин, крепежные детали, проволока и другие изделия массового производства.
В результате воздействия влажного воздуха, содержащего углекислый газ, сернистые соединения, хлориды, сульфаты и некоторые другие вещества, на поверхности цинка образуются светло-серые продукты коррозии в виде основных солей цинка, а также солей более сложного состава.
Анодный характер цинка
Характерно, что продукты коррозии цинка, заполняя поры в покрытии, тормозят коррозионный процесс и этим улучшают защитные свойства покрытия.
Защитное действие цинкового покрытия значительно ослабляется в атмосфере, содержащей продукты органического происхождения: синтетические смолы, олифу, хлорированные углеводороды и другие вещества.
Анодный характер цинка по отношению к стали обусловливает возможность защиты оголенных участков поверхности, отстоящих на расстоянии нескольких миллиметров от кромки покрытия. Забоины и царапины в покрытии существенно не влияют на коррозию изделий. Протекторное действие цинка обусловливает также защиту от коррозии непокрытой резьбы гаек, если они навинчены на оцинкованные болты, срезы листовых оцинкованных материалов, проволоки и т. п.
Для повышения химической устойчивости цинка при воздействии агрессивной атмосферы его поверхность подвергают хроматированию, т. е. обработке в растворах, содержащих хромовую кислоту или ее соли. При этом в результате образуются пленки хроматов цинка. Повышение устойчивости достигается также обработкой оцинкованных деталей в растворах, содержащих соли фосфорной кислоты (фосфатирование).
Толщина цинкового покрытия на деталях устанавливается в зависимости от условий эксплуатации изделий, а также условий сопряжения деталей при сборке.
При выборе толщины покрытия для мелких резьбовых
крепежных деталей необходимо учитывать условия свинчиваемости, поэтому толщина слоя цинка на резьбовых деталях с шагом до 0,8 мм устанавливается 3—6 мкм, для деталей с шагом более 0,8 мм — 9—12 мкм.