Цинкование в домашних условиях – правильное нанесение покрытия Видео

Покрытие изделий из металла цинком – наиболее простой, распространенный и дешевый метод защиты от коррозии. Цинкование в домашних условиях характеризуется легкой и доступной технологией.

1 Цинкование как способ коррозийной защиты металлов

В мировой практике из антикоррозийных металлических покрытий наиболее широко применяют цинковые. Это обусловлено относительно небольшой стоимостью цинка и достаточно высокой эффективностью получаемой защиты от внешней среды. В тоже время, технологический процесс нанесения покрытия, называемый цинкование, характеризуется низкими затратами. В атмосфере цинк взаимодействует с кислородом, в результате чего на его поверхности образуется тонкая оксидная пленка, предохраняющая защищаемый металл от губительных воздействий внешней среды. Способов цинкования металлических деталей несколько:

• горячий;
• газо-термическое напыление;
• термодиффузионный;
• холодный;
• гальванический.

Выбирают метод цинкования, исходя из условий последующего использования изделия и желаемых свойств защитного слоя. Для одной детали может применяться несколько видов покрытия. Чтобы результат был качественным во всех случаях, важен правильный подбор толщины покрытия из цинка, зависящий от температуры и времени процесса. Следует помнить, что оцинкованная металлическая деталь не должна подвергаться каким-либо механическим воздействиям.

2 Технологии различных методов цинкования

Горячее – покрытия наносят погружением в емкость с расплавленным цинком, температуру которого поддерживают в интервале 460–4800 °С. Горячецинковые покрытия по долговечности, качеству – одни из лучших, а по объему производства находятся на 2 месте. Технологический процесс энергозатратен и сложен в плане обеспечения экологической безопасности, что обусловлено использованием химических способов подготовки поверхности и наличием расплавленного цинка.

Газо-термическое напыление – порошкообразный или проволочный цинк расплавляют и напыляют в газовом потоке на металл обрабатываемой детали. Этот метод оптимален для антикоррозионной защиты крупногабаритных металлических конструкций, которые не умещаются в гальваническую или с расплавом цинка ванну. Частицы расплавленного цинка ударяются о поверхность изделия и, деформируясь, образуют пористое («чешуйчатое») покрытие, которое, как правило, требует обработки порозаполнителем (лакокрасочным материалом). Комбинированное покрытие не теряет защитных качеств в различных средах (атмосфера, вода морская и пресная) 30 лет и более.

Термодиффузионное (шерардизация) – цинковое покрытие получают за счет проникновения атомов цинка в железную подложку с образованием железноцинкового сплава, имеющего сложную структуру. Эффект достигается благодаря тому, что атомы цинка при температурах свыше 2600 °С переходят в паровую фазу. Процесс проводят в замкнутом объеме муфелей или реторт, заполненных обрабатываемыми деталями и порошковой цинкосодержащей смесью. Технологию используют, когда необходимо получить слой цинка толще 15 мкм (обычно 25–110 мкм). Метод экологически безопасен. Покрытие беспористое, с высокой адгезией, защитная способность выше, чем у полученного гальваническим методом в 3–5 раз, и сопоставима со стойкостью горячецинкового.

Гальваническое – обеспечивает создание очень гладкого и точного покрытия, которое наносят при электрохимическом воздействии. Метод применим не только для электропроводящих материалов, но также и для неэлектропроводящих. Получаемое покрытие равномерное, точного размера, декоративного вида, блестящее, толщина, как правило, не превышает 20–30 мкм. Технология – цинковые пластины и обрабатываемую конструкцию погружают в резервуар с электролитом, а затем подключают к источнику постоянного тока. В процессе электролиза анод из цинка растворяется, а его молекулы оседают на поверхности изделия. Электрохимический метод связан с образованием опасных отходов.

Холодное – окраска изделий из металла грунтами, насыщенными высокодисперсным порошкообразным цинком (в готовом покрытии содержится 89–93 % цинка). Метод отличается высокой технологичностью, является самым простым, в настоящее время широко распространен. Очень эффективен для изделий, конструкций, которые нельзя обработать иным способом – закрепленные линии передач, трубы, элементы нефтяной аппаратуры, железнодорожных путей, дорожных ограждений, фурнитуры для мебели и прочие стационарные, неподвижные, труднодоступные объекты. «Холодное» покрытие может прослужить дольше, чем «горячее», в 3–4 раза. Недостатки – относительно низкая стойкость к различным механическим воздействиям и высокие требования к санитарно-гигиеническим условиям работы маляров из-за применения органических растворителей.

Все приведенные методы применяются в промышленных масштабах. Последние 2 можно реализовать самостоятельно с соблюдением необходимых мер безопасности.

3 Гальваническое цинкование в домашних условиях

Цинкование в домашних условиях – процедура, требующая большой точности и аккуратности. Источником тока может служить зарядное устройство на 2–6 А, 6–12 В или автомобильный аккумулятор. Для изготовления электролита, теоретически, можно использовать любую соль, способную растворяться в воде. Однако на практике проще сделать раствор соли цинка. Его состав:

• 200 г сернокислого цинка;
• 50 г сернокислого аммония или магния;
• 15 г уксуснокислого натрия;
• 1 л воды.

Можно воспользоваться аккумуляторным электролитом (водный раствор серной кислоты), в который необходимо поместить цинк. Когда реакция прекратится, кислота преобразуется в соль, а цинк останется. Если раствор кислоты окажется чрезмерно концентрированным, то на дне появится осадок (кристаллический сульфат цинка). Раствор в этом случае слегка разбавляют водой. Важно помнить, что электролит – опасный яд, с которым следует работать крайне осторожно и в защитной одежде. Помещение, где ведутся работы, должно хорошо проветриваться.

Подбирают посуду из винипласта или стекла. Когда деталь небольшая, то подойдет даже литровая банка. Предусматривают возможность прикрепления на ней изделия и электрода из цинка. Электролит процеживают и заливают в емкость. Деталь, предназначенную для цинкования, необходимо тщательно очистить и обезжирить. Сделать это надо как можно лучше, чтобы цинк лег ровно и прочно. Затем деталь на 2–10 секунд опускают в раствор, после чего сразу промывают под проточной водой. Эту процедуру называют химическим активированием. После этого приступают к анодированию изделия.

Цинковый электрод изготавливают из куска цинка, для чего в нем просверливают отверстие и подвешивают его на медной проволоке. Электрод должен соответствовать следующим требованиям:

• площадь поверхности сопоставима с площадью изделия;
• форма плоская и удобная для размещения в емкости.

Для подключения к источнику питания используют медные провода. Минус подводят к детали, а плюс к цинковому электроду, который «растворится», а на изделии образуется слой цинка. Время обработки – 10–40 минут.

4 Параметры домашнего гальванического цинкования

Самым сложным в работе является подбор режима цинкования. От него зависит качество покрытия детали. На нее либо осядет цинковый порошок, беспрепятственно удаляемый тряпкой, или прочный слой, который долго прослужит.

Факторы, определяющие добротность покрытия:

1. Плотность тока – величина силы тока, поделенная на площадь поверхности изделия. Должна быть 0,5–10 А на 1 квадратный дециметр (оптимально 1,5 А/дм 2 ). Регулятором напряжения добиваются не слишком бурного протекания реакции. Если с поверхности изделия пузырьки будут идти чрезмерно активно, то покрытие получится неровным и слабым.
2. Температура электролита должна быть комнатной (18–25 °С).
3. Плотность электролита – варьируется в широком диапазоне (от нуля и до величины растворимости солей цинка).
4. Геометрия изделия – у детали сложной формы, в зависимости от удаления различных ее фрагментов от цинкового электрода, может быть существенная разница в толщине покрытия разных участков (слабое покрытие в углублениях, а на острой кромке образуются наросты).

Исходя из выше описанного, целесообразно расстояние до электрода увеличить, использовать 2 цинковых анода, деталь покрутить, поэкспериментировать. Цинкование возможно проводить в 2 или 3 слоя с сопутствующим удалением образовавшихся наростов.

5 Холодное цинкование своими руками

Холодное цинкование – нанесение покрытия в виде краски. В этой формулировке заложен основной смысл используемого материала – это не краска, содержащая цинк, а именно этот металл в виде краски.

Для холодного цинкования на рынке можно найти большое множество материалов от различных производителей. У многих составов иногда основные характеристики (содержание цинка, к примеру) варьируются в широких пределах. Соответственно, эффективность их применения тоже может меняться. Некоторые составы очень требовательны к качеству подготовки поверхности металла, у других недостаточная сила адгезии с деталью, и они легко отслаиваются, какие-то обладают низкой эластичностью и покрываются паутиной трещин, есть такие, которым нужен фирменный растворитель, для нанесения ряда материалов требуется специальное оборудование, бывают не совместимые с финишными покрытиями.

Все предлагаемые материалы включают два компонента, поставляемых в отдельных упаковках – цинковый порошок и связующий жидкий компонент. Перед применением оба вещества смешивают согласно нормативам, указанным в документах на краску. Пропорции «порошок»-«связующее» бывают от 1:1 до 3:1. Средство наносят при температуре 5–40 °С и влажности воздуха 30–98 %. Во время работ и после их проведения помещение тщательно проветривают. Необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Хорошо зарекомендовал себя российский материал Гальванол, обладающий оптимальными характеристиками:

• содержание мелкодисперсной химически чистой цинковой пудры 96 %;
• быстро сохнет – до нанесения следующего слоя требуется выждать 30 минут;
• можно наносить любым способом (погружением, валиком, кистью, краскопультом и так далее);
• можно окрашивать любыми ЛКМ, возможно нанесение полимерных покрытий;
• допустимо нанесение на ржавчину;
• возможно наносить на влажный металл и при отрицательных (до -35 °С) температурах;
• растворим доступными растворителями (ксилол, сольвент).

Гальванол настолько технологичен и прост в нанесении, что позволяет высокоэффективно защищать чугун, сталь и железо даже в обычных домашних условиях.

6 Основные требования к холодному цинкованию дома

Важная составляющая холодного цинкования металла – жидкий цинк предварительно перемешивают. Из-за большой плотности составы сильно раcслаиваются и непосредственно перед использованием их необходимо тщательно перемешать до получения однородной массы, жидкости. Кроме того, чем качественней подготовлен к нанесению покрытия металл, тем долговечней будет защитный цинковый слой. Поэтому лучше всего произвести механическую зачистку детали с последующим обезжириванием.

Оцинковка, нанесенная на такое изделие в 2 слоя, прослужит минимум 10 лет. Очередной слой делают всего через 30 минут после предыдущего. Перед нанесением финишных покрытий и ЛКМ необходимо выдержать 24 часа (чтобы остатки растворителя полностью улетучились). Холодное цинкование, своими руками проведенное с соблюдением технологии и инструкции по применению состава, по качеству и надежности не уступает фабричному исполнению.

Всего наилучшего — 73!

Блог программиста и радиолюбителя

Самодельная батарейка ( Медно-цинковая )

Данную статью я хочу посвятить описанию создания батарейки в домашних условиях.

Я конечно мог вам рассказать о батарейке из лимона ( воткните цинковую и медную пластинку в лимон — «плюсом» будет медная, а «минусом» цинковая, на выходе вы получите около вольта , можете попробовать ), но это не есть серьезно.Ибо она не долговечна и большой ток вы с нее не получите.

А рассказать вам хочу вот о чем.

Медно-цинковой батарейка , она является самой просто из множества вариантов (например, медно-марганцевый элемент, но он намного сложнее в сборке ). Медно-цинковый элемент дает на выходе 0,8-0.9 вольта , а максимальный ток напрямую зависит от размеров элемента, то есть, чем больше вам нужен ток на выходе, тем больше должны быть размеры элемента.

Теперь собственного о сборке. В начале расскажу » идеальный » вариант сборки, но этот способ не всем подойдет.Итак, нам понадобится стеклянная банка (целесообразнее всего, я считаю, использовать 0,5 литра), фанерный лист, небольшой медный лист 1-2 мм толщиной, стеклянную трубку (чуть меньше высоты банки) , цинковую пластину (такую , чтобы её можно было согнуть в форме короткой трубы диаметром чуть меньшим, чем диаметр банки ), медную проволоку (1-2 мм) и резиновую трубочку, равную по длине высоте банки. А из химикатов нам нужна поваренная соль (не йодированная!) и медный купорос (продается в любом хозяйственном магазине в виде порошка — 15 рублей пачка).

1)Теперь делаем из цинковой пластины трубу ( размеры смотрите выше ) и оставляем небольшие ушки для крепления, затем припаиваем к цинку проводок (если нет возможности припаять, просто просверливаем дырку в пластине, хорошо зачищаем шкуркой и прижимаем проводок болтом и гайкой , провод лучше взять в изоляции).

2) Вырезаем из медного листа кружок чуть меньшего диаметра, чем дно банки. Припаиваем к диску медную проволоку (опять же можно прикрутить) и надеваем на проволоку резиновую трубочку.

3)Дальше нужно сделать крышку.Вырезаем два кружка из фанеры — один с внешним диаметром верха банки , другой внутреннего диаметра.Сбиваем крышку гвоздиками, красим все лаком или провариваем сапожным варом.Проделываем отверстие в центре для стеклянной трубки, два отверстия для электродов (медного кружка и цинковой пластины) и еще три отверстия для крепления цинковой трубы.

4)Все собираем. Медный диск должен не касаться дна, а быть немного выше. А цинковая труба должна начинаться на трети банки и не в коем случае не касаться медного диска.

5) Делаем 10%-й раствор поваренной соли, наливаем его в банку, так, чтобы до верха оставалось 10-15 мм. Вставляем крышку с электродами. Вставили. Теперь через трубку засыпаем медный купорос так, чтобы в синий цвет окрасилась треть банки (ни в коем случае не взбалтываем и не перемешиваем).

6)Вот и все , теперь замыкаем электроды накоротко, то есть соединяем проводом «плюс» (медный диск) и «минус» (цинковая пластинка). Через 10-15 минут размыкаем электроды — батарейка готова к использованию.Вот что примерно у вас должно получиться :

Элемент прослужит до тех пор , пока не разложится или не покроется толстым слоем осадка.Время от времени нужно доливать электролит ( раствор соли ). Такая батарейка должна долго служить.

Теперь вариант этой же батарейки , но из подручных средств.

Нам нужна медная проволока ( 1-2 мм в диаметре ), банка стеклянная ( любая ) , цинк в любом виде (варианты где достать оный будут ниже ), два медных проводка в изоляции и желательно обычная пластмассовая крышка для банки .

Сначала делаем спиральку из медной проволоки , вот такую (чем больше площадь , тем лучше) :

А теперь про цинк .Когда мне пришла идея сделать батарейку , я долго думал где взять цинк. Обошел все строительные магазины райцентра — нигде его нет и не было никогда. Затем начал спрашивать у людей, где его можно достать (вариант выковырять из батареек готовых не подходит, так как в старых цинк уже плохой , а новые жалко портить, хотя ради интереса можно ), еще из цинка раньше делали тазики, кастрюли и т.д.Кроме всего прочего цинковые пластинки есть в плавких предохранителях, вот в таких :

Также из цинка делают ручки всякие и детали.А вот с деталями самый лучший вариант, а собственно из почти чистого цинка делают карбюраторы .

Я так и сделал, нашел старый карбюратор сломанный и вырезал оттуда пластинку. Можно его еще переплавить в пластины, цинк плавится легко, почти как свинец, но я решил пойти более простым путем.

Так, вырезали мы пластину из карбюратора (а это может быть любой кусок цинка , лишь бы как можно большей площади). Затем хорошо зачищаем пластинку шкуркой (что нужной делать с любым куском цинка , который вы будете использовать в батарейке ). Затем нужно просверлить дырку в пластине ( куске ) и прикрутить (плотно!) к ней кусочек провода (это будет отрицательный вывод батарейки ).
Вот фото карбюратора откуда я вырезал пластину (карбюратор можно найти в любом пункте приема металла или у знакомых) :

Затем берем медную спиральку и опускаем ее в банку и загибаем ее на кромке, чтобы закрепить её. Также поступаем с цинковой пластиной. По резьбе банки накладываем изоленту (для того чтобы электроды крепче сидели).

Теперь заливаем все 10%-м раствором поваренной соли. Насыпаем медный купорос, так чтобы треть окрасилась в синий цвет, замыкаем электроды на 15-ть минут .Все, батарейка готова. По характеристикам она конечно немного хуже » идеальной «, но зато намного проще в изготовлении. А вот что получилось у меня :

Пожалуйста , если что-то непонятно или где-то надо поправит статью — пишите.Также хорошо, что бы ВЫ описали свои результаты в комментариях.

Цинкование в домашних условиях

Теория процесса.

Гальваническое цинкование (оцинковывание) представляет собой процесс осаждения катионов металла на аноде. Реакция проходит в электролитической ванне под воздействием электрического тока.

Электролит.

Электролитом может служить любой раствор соли цинка. Самый распространенный в быту является раствор ZnCl (хлорид цинка) и HCl (соляная кислота), который называется паяльной кислотой. Так же можно получить раствор ZnSO4 при помощи травления цинка в растворе H2SO4 (серная кислота — аккумуляторный электролит). При травлении цинка стоит быть предельно осторожным, поскольку реакция проходит с выделением теплоты и взрывоопасного водорода H2.

Цинк.

Где взять цинк? Вариантов есть несколько:

— солевые батарейки (это самые дешевые. индекс L);

— плавкие предохранители из СССР;

— детали с цинковым покрытием;

— покупка чистого цинка в магазинах хим. реактивов и на радио базарах.

Подготовка к цинкованию (оцинковыванию).

1. Прежде всего нужно подготовить саму гальваническую ванну. В качестве ванны можно использовать стеклянную либо пластиковую тару. Необходимо установить штативы для катода и анода.
2. Электролит не должен содержать нерастворенных кристаллов соли. Для уменьшения концентрации соли можно добавлять в раствор дистиллированную воду, до полного исчезновения отдельных кристаллов на дне ванны.
3. Анод. Анодом служит цинковая пластина на которую присоединяется «плюс» от источника питания. Чем больше площадь цинкового анода, тем более равномерное покрытие будет у вас на катоде. Использование нескольких цинковых анодов позволяет получать покрытие сразу на всей поверхности катода.
4. Катод (присоединяем «минус») — деталь на которой будет осаждаться цинк. Поверхность катода должна быть качественно очищена от окислов (ржавчины), обезжирена и «активирована». Для активации поверхности катода, вам нужно окунуть его в раствор кислоты. В ванной катод должен размещаться на одинаковом расстоянии от любого анода для получения однородного слоя цинка со всех сторон.
5. Источником питания может служить любой блок питания с постоянным напряжение на выходе либо аккумулятор. Чем сильнее сила тока и вольтаж — тем быстрее будет проходить процесс и тем более рыхлая поверхность получится у Вас в результате. Для бытовых условий можно использовать автомобильный аккумулятор, НО в схему нужно будет включить лампочку накаливания (от 10 до 20 Ватт) для снижения силы тока.

Цинкование.

После всех предварительных процедур Вам остается только включить блок питания в розетку (или закрепить клеммы на аккумуляторе) и окунуть катод в гальваническую ванну.

Процесс должен протекать без бурного кипения, если таковое наблюдается — это значит у Вас сильно большая сила тока и ее следует уменьшить путем добавления потребителей в электрическую цепь.

На поверхности катода появляется цинковое покрытие, чем дольше катод будет находится в ванне, тем толще слой вы получите в итоге.

ВНИМАНИЕ. Процесс гальванического цинкования (оцинковывания) проходит при использовании растворов кислот и источников электрического тока. Во избежание травм рекомендуем соблюдать правила техники безопасности при работе с кислотами и правила электробезопасности при работе с бытовыми электроприборами.