Детали из цинка

назадвперед

Пористость при цинковании ЦАМ

Вопрос.

Здравствуйте! Я работаю технологом гальванического участка. При цинковании деталей из сплава ЦАМ, столкнулась с такой проблемой.

При первоночальной приемке деталей визуально не выявлено никаких причин дефекта по покрытию. После того как детали постоят некоторое время, на покрытии появляются вздутия в виде пузырей и в конечном итоге шелушение. Детали проходят как химическую (ХО, травление, ЭХО), так и механическую подготовку поверхности (крацевание). При большей толщине покрытия появляются пузыри, при меньшей – мелкие поры. Детали из сплава ЦАМ льют на нашем же предприятии, только другой цех. Ранее деталь не изготавливали, проходим этап освоения производства. По такому же типу покрываем другие детали из сплава ЦАМ, но проблемы только с этой деталью. Отличие в том, что те детали, которые получаются мельче по размерам, галтуются перед покрытием и цинкуются в барабанах. Детали, которые новые, по размеру крупнее, конфигурация их сложнее и они покрываются на подвесках. (Sдет. = 4,3 дм2; плотность тока 1,0 А/дм2, количество на подвеске от 6-13 пробовали разное.

Может, происходит наводороживание? Или при литье детали что-то не так?

Ответ.

Уважаемая Елена Николаевна!

Цинк ЦАМ4-1

Вы уже имеете опыт бездефектного цинкования деталей из ЦАМ небольших размеров в барабанах. Отсюда делаю вывод, что причина дефектов — пузыри и вздутия — лежит в качестве литья. По-видимому, "литейнай корочка", образующаяся на поверхности при литье, недостаточно плотная, пористая или вы ее нарушаете в процессе подготовки поверхности. Надо очень бережно относиться к поверхности литых деталей. Проведите ревизию всей цепочки, начиная от режимов литья и последующей обработки. Проблема, полагаю, не в самой гальванике. Это извечная проблема (кто виноват?) на границе между «литейщиками» и «покрытчиками» деталей из ЦАМ, нужно искать проблему совместно в тесном сотрудничестве, искать консенсус.

Желаю успехов!

В.В. Окулов

Дополнение к ответу.

Обычно крупные литые детали бывают более пористые в результате большей усадки металла при кристаллизации.

При изучении этой проблемы, мы пришли к выводу, что причинами образования пузырей является не только пористость отливок, но и чрезмерно высокая концентрация силиката натрия в обезжиривающем растворе. Для обезжиривания алюминиевых и цинковых сплавов концентрацию силиката натрия нежелательно делать выше 10-15 г/л.

Дело в том, что плёнка силиката натрия плохо смывается и этим препятствует сцеплению покрытия с основой.

При использовании силиката натрия нужно очень тщательно отмывать детали после обезжиривания, так как в кислых растворах активации на поверхности образуется нерастворимая трудноудаляемая кремниевая кислота. Особенно опасно вводить силикат натрия в кислые обезжиривающе-травящие растворы.

Это, конечно, только одна из версий, но она согласуется с тем, что в барабанах проблемы нет.

Может быть, благодаря интенсивному перемешиванию в барабанах отмывка лучше?

Вероятность версии, что литые детали механически обрабатывают, литейная корочка удаляется и открывается более пористая основа, очень велика.

При обработке в барабанах на поверхности мелких деталей пор меньше, кроме того, поры загалтовываются, а на подвесках этого не происходит. Электролит попадает в поры, и после нанесения покрытия идёт коррозия с выделением водорода.

Нужно посмотреть на каких участках образуются поры. На обработанных или на необработанных (если, конечно, обработка имеет место).

А вообще-то, судя по содержанию вопроса, дело скорее в пористости отливок, так как пузыри образуются после хранения. Это значит, что в поры попадает электролит.

При малой толщине покрытия водород выходит через поры цинкового покрытия, (возможно, делая их большими по размеру или чуть вспучивая прорывает только что заросшую пору).

При большой толщине цинковое покрытие беспористое и выхода для водорода нет. В этом случае образуются большие пузыри. Отрыву цинкового покрытия, опять таки, может способствовать наличие на поверхности кремниевой кислоты, которая существенно ухудшает сцепление.

На некоторых заводах с целью очистки поверхности и закрытия пор литые детали подвергают пескоструйной обработке. Такая процедура значительно снижает вероятность образования пузырей, но и здесь есть опасность того, что некоторые частички песка могут застревать в поверхностном слое и способствовать пористости покрытия.

В.И. Мамаев

Цинкование мелких деталей – какой способ выбрать?

Металлические детали используются во всех конструкциях и оборудовании, будь то промышленные станки, сложные машины, или простые вспомогательные тележки. Даже обычные болты, гайки и саморезы изготавливаются из металла. Никому не хочется, чтобы из-за одного вышедшего из строя болта перестала работать рабочая машина или промышленный станок. Но, порой именно так и происходит, так как каждая металлическая деталь, даже самая маленькая страдает от коррозии. 

Металл сам по себе имеет прочную структуру, но это не спасает его от пагубного воздействия  окружающей среды. Для сохранения работоспособности металла просто необходимо применять антикоррозийные материалы.

Самым эффективным способом борьбы с коррозией давно признано цинкование. Цинкование – покрытие металла тонким слоем цинка. Покрытие наносится различными способами, существует: горячее цинкование, гальваническое, термодиффузионное, холодное цинкование и другие способы нанесения покрытий. В этой статье мы расскажем вам – какой способ лучше всего подойдет для оцинковки-защиты от коррозии мелких деталей.
 

Различные способы цинкования

Каждый способ цинкования имеет свои особенности, которые могут оказаться как плюсами, так и минусами в каждом конкретном случае. При выборе способа останавливаются на том, который удобнее, экономичнее и лучше подойдет для дальнейших условий эксплуатации. Иногда, в одной и той же конструкции или изделии применяется сразу несколько способов цинкования. Но, стоит отметить один общий проверенный признак – покрытие служит тем дольше и надежнее, чем больше и чище цинк в его составе.
 

Горячее цинкование мелких деталей

Горячее цинкование мелких деталей  – процесс, защищающий их поверхность от образования коррозии. Он предполагает погружение металлических деталей с предварительно очищенной поверхностью (химическая очистка) в ванну с горячим цинком (температура поддерживается в пределах 450-460°С), который, реагируя  с  железом, образует на поверхности изделий тонкий  защитный слой оцинковки.

  • Преимущества. Полученное цинковое покрытие обладает уникальными свойствами: оно не взаимодействует с нефтепродуктами, различными растворителями, смазочными материалами и другими часто встречающимися химически активными элементами среды. Оцинкованное изделие, как правило, имеет покрытие толщиной от 35 до 120 мкм.  При необходимости можно добиться значительного увеличения толщины защитного слоя (до 180 — 200 мкм). Горячее цинкование применяется для мелких деталей, изготовленных из любых мягких сортов стали, низколегированных сортов, литых деталей из чугуна.
     
  • Недостатки. Горячее цинкование обойдется вам дешево, только при больших объемах мелких деталей, так как стоимость в основном рассчитывается исходя из тонны железа. Способ не подходит для некоторых видов железа и стали, а так же не применяется для покрытия резьбовых деталей и деталей с узкими отверстиями, из-за не равномерности слоя цинка, который может перекрыть отверстия и сделать детали непригодными. Из-за использования высоких температур (более 400°С) тонкие детали могут деформироваться.
     

Гальваническое цинкование мелких деталей 

При гальваническом цинковании детали погружаются в специальный электролитический раствор. К деталям присоединяют катод от источника постоянного тока, а в раствор опускают цинковую болванку либо листовой цинк, подсоединенный к аноду. Ионы металла в электролите начинают двигаться от металлического цинка до покрываемой детали, где оседают тонким слоем.

  • Преимущества. Таким способом можно одновременно покрыть ровным слоем цинка большое количество деталей разнообразной формы и размера. Еще одно преимущество — низкая стоимость и высокая скорость.
     
  • Недостатки. К недостаткам относится слабая адгезия между металлом и покрытием, вследствие чего изделия слабо переносят физические нагрузки и значительные деформации. Поэтому гальванической обработкой производят цинкование труб, листового железа, металлоконструкций, крепежных элементов и гораздо реже, мелких деталей. Если применяется цианистый электролит, то возникает опасность для окружающей среды.
     

Термодиффузионное цинкование мелких деталей

Суть термодиффузионного цинкования в том, что под действием высокой температуры порошкообразные частицы цинка взаимодействуют с железом, в результате чего происходит спекание двух компонентов с образованием промежуточного диффузного слоя, в котором осуществляется взаимопроникновение железа и цинка друг в друга. В итоге возникает надежный защитный слой, который отлично противостоит коррозии, механической нагрузке и проникновению агрессивных веществ внутрь изделия.

  • Преимущества. Диффузионное покрытие составляет до трети общей толщины слоя и обеспечивает хорошую адгезию материалов. Диффузионный слой покрывает всю поверхность изделия, даже места резьбовых соединений, мелкие структурные элементы и маркировку. Обрабатываемая поверхность имеет высокий класс чистоты. Благодаря тому, что отсутствует необходимость предварительной кислотной протравки, металлическое изделие не теряет своих механических свойств, тогда как при других методах цинкования детали часто становятся хрупкими. Благодаря тому, что весь процесс происходит в закрытых емкостях, метод отличается высокой экологичностью и отсутствием вредных выбросов.
     
  • Недостатки. Обработанная поверхность не имеет блестящего декоративного вида, но, поскольку она предназначена в первую очередь для промышленных предприятий, данным недостатком можно пренебречь. Обработанные детали обладают пористостью и неравномерностью покрытия. При произведении обработки нужно внимательно следить за соблюдением всех правил безопасности и герметичностью системы, так как цинковая пыль, задействованная в технологическом процессе, опасна для здоровья людей. Необходимость использования большого количества оборудования: электрическая печь с вертикальной загрузочной камерой, цилиндр из нержавеющей стали, специальный механизм для опускания, подъема и вращения цилиндра. Большое количество сложного оборудования и высокие требования к помещению делают способ мало распространенным и поэтому малодоступным и дорогостоящим.
     

Еще несколько способов защиты металла

Способ металлизации основан на прилипании распыленных частиц металла. Распыление цинка осуществляется с помощью пульверизатора. Достоинством метода является возмож­ность покрытия цинком крупных конструкций в собранном виде, а также покрытия пластмасс, гипса, дерева и других материалов. Недостатком метода является повышенная пористость покрытия и большие (до 50%) потери металла.

Контактный способ осаждения цинка представ­ляет собой цинкование без внешнего источника тока за счет рабо­ты гальванической пары, образующейся при погружении стальных деталей в контакте с алюминием в раствор цинковой соли. Цинк при этом вытесняется алюминием. Покрытия, полученные данным способом, отличаются незначительной толщиной, низкими защит­ными свойствами и используются только для обработки неответст­венных деталей.

Электролитическое цинкование позволяет достичь: высокой степени чистоты осажденного цинка и высокой химической стойкости покрытий, возможность регулирования толщины осажда­емого цинка (малый расход металла), хорошие механические свой­ства цинкового покрытия (эластичность и сцепление покрытия с ос­новным металлом). Электролитическое цинкование осуществляют в кислых и ще­лочных электролитах. 

Эти методы цинкования гораздо менее распространенные и редко используются.
 

Холодное цинкование мелких деталей

Холодное цинкование – это нанесение на очищенную поверхность металла покрытия с высоким (более 92%) содержанием цинка лакокрасочным способом.

  • Преимущества. Быстрое высыхание, всего за 20 минут. Возможность нанесения поверх покрытия почти любых ЛКМ. Высокие защитные характеристики к повреждениям и агрессивной атмосфере. Долговечное действие – до 50 лет без обновления. Возможности сварки деталей после нанесения покрытия без его разрушения. Отсутствие коррозии даже при повреждениях. Легкость восстановления поврежденного покрытия.

    Литье из цинка

    Простота нанесения – как обычную краску и прямо на месте эксплуатации, что влечет отсутствие расходов на транспортировку. 
     

  • Из недостатков способа можно назвать только четкое соблюдение технологического процесса и тщательную подготовку поверхности. Но, такие пункты присущи всем вышеуказанным методам нанесения.

Одним из главных преимуществ холодного цинкования при применении его на мелкие детали является разные возможности нанесения. То есть, для того чтобы обработать все труднодоступные места мелких деталей, можно наносить покрытие методом погружения в состав. Если конструкция сложной формы и при погружении останутся не прокрашенные участки, их всегда можно докрасить с помощью обычной кисти любого размера. Наносить холодное цинкование можно самостоятельно, не прибегая к услугам профессионалов, а также прямо на месте. Сделать это совсем не сложно и при том сэкономить деньги на упаковку и транспортировку.

Оценив все достоинства и недостатки методов цинкования, вы можете выбрать наиболее оптимальный для вас. Мы рекомендуем вам воспользоваться холодным цинкованием, ввиду объективных причин – большего количества преимуществ и фактического отсутствия недостатков.
 

В нашем магазине вы можете выбрать и приобрести состав для холодного цинкования и защитную антикоррозийную эмаль, а наши менеджеры помогут вам с выбором и покупкой.
 

ЕСЛИ У ВАС ЕСТЬ ВОПРОСЫ ПО ВЫБОРУ АНТИКОРРОЗИЙНОГО СОСТАВА ИЛИ КРАСКИ ВЫ МОЖЕТЕ ОБРАТИТЬСЯ ЗА ОТВЕТАМИ К НАШИМ МЕНЕДЖЕРАМ ПО ТЕЛЕФОНАМ:

в Санкт-Петербурге: +7(921)927-58-47, +7 (812) 603-41-53

в других городах: 8 (800) 707-53-17

или почте: info@terazinc.ru

Литье цинковых сплавов (ЦАМ) на заказ в компании «Крит-М»

Есть классическая технология, по которой производится литье цинковых сплавов. Это метод литья под давлением. Его суть состоит в том, что в металлическую форму пускается расплав под высоким давлением. Цинковые сплавы активно используются для декорирования в дизайне и архитектурных сооружениях, а кроме того, для производства разнообразных конструкционных элементов.

Где же можно встретить сплавы цинка, помимо декоративных конструкций? В автомобилестроении.

Литье сплава (ЦАМ) в песчаную форму. Отливаем эмблему для мопеда вятка.

Перечислим основные отрасли их применения в данной сфере.

  • Производство дверных ручек
  • Изготовление корпусов очистителей стекол и зеркал
  • Производство элементов отделки кузова и салона
  • Изготовление кронштейнов, в том числе для двигателя и багажника
  • Изготовление элементов масляного насоса
  • Производство замков ремней безопасности

Самым популярным сплавом в промышленности является сплав ЦАМ 4-1

Благодаря последним достижениям науки и техники удалось снизить массу оконной рукоятки в авто более чем в два раза. Механическая обработка становится с каждым годом все проще и выгоднее за счет литья цинковых сплавов под давлением. Сплавы, которые были получены с помощью этой технологии, не нуждаются в сложной и длительной многооперационной механической обработке.

Компания «Крит-М» предлагает клиентам услуги по литью ЦАМ 4-1 на специализированных современных устройствах. Мы работаем и с нашим собственным материалом, и с материалом заказчика при необходимости. Хотелось бы отметить, что металлы, которые приобретает наше предприятие, сертифицированы и проходят строжайший входной контроль на соответствие Государственному стандарту. Кроме того, при литье цинковых сплавов у нас металлы дегазируются и рафинируются, что, в свою очередь, позволяет гарантировать выпуск высококачественных изделий. Наше оборудование отливает детали различного веса и размера по желанию клиента.

В компании «Крит-М» вы можете не только заказать литье ЦАМ 4-1 по готовым, уже имеющимся пресс-формам, но и оставить заказ на изготовление новых форм по вашим запросам. Мы проектируем пресс-формы в новейших компьютерных программах, тщательно контролируя каждую стадию процесса. Производство форм ведется на станках с ЧПУ профессиональными мастерами. Мы даем гарантию и на изготавливаемые пресс-формы, и на литье цинковых сплавов. Если вас заинтересовали услуги компании «Крит-М», то можете обратиться к нам по телефону или по электронной почте. Мы открыты для сотрудничества и возьмем на себя исполнение заказа любой сложности.

Специалисты «Крит-М» ждут Ваших писем и звонков!

Технически чистый цинк обладает удовлетворительными ме­ханическими свойствами, хорошо поддается прокатке, прессова­нию, волочению и штамповке в холодном состоянии и в интервале температур 130… 170 °С. Цинк имеет высокую плотность в твер­дом (7130 кг/м3) и жидком (6810 кг/м3) состоянии, низкую тем­пературу плавления (419,5 °С) и кипения (907 °С), линейную усадку 1,6 %. Выпускают несколько марок цинка, различающихся коли­чеством примесей: от ЦВ00 с суммарным содержанием примесей менее 0,005 % до Ц3 — менее 2,5 %.

Цинковые сплавы маркируются буквой «Ц», далее следуют бук­вы элементов, входящих в химический состав (например, А — алюминий, М — медь), и цифры, указывающие их процентное содержание.

Широкое распространение получили цинковые литейные спла­вы ЦА4 и ЦАМ4-1 для литья под давлением и антифрикционные литейные сплавы ЦАМ9-1,5Л и ЦАМ10-5Л. Химический состав и механические свойства литейных цинковых сплавов по ГОСТ 21437—95 приведены в табл. 6.10.

Главным производителем цинковых литейных сплавов в России является ПАО «Челябинский цинковый завод».

Химический состав некоторых цинковых литейных сплавов

Марка сплава Среднее содержание элемента, мас. % Механические свойства*, не менее
Al Cu Mg примеси предел прочн., Н/мм2 относ. удлинение, % HB
ЦА4Л 4,0 0,04 0,14 290 6…8 80
ЦАМ4-1Л 4,1 1,0 0,04 0,11 330 4…7 90
ЦАМ9-1,5Л 9,5 1,5 0,04 0,35 300 2…6 80
ЦАМ10-5Л 11 5,0 0,04 0,35 325 0,5 …4 90

Сплав ЦА4Л содержит 4,0 % Al. Его структура состоит из пер­вичных кристаллов α-твердого раствора алюминия в цинке (1,1 % Al), эвтектики, образующейся при температуре 382°С и состоя­щей из кристаллов того же α-раствора и кристаллов β-твердого раствора (правый угол диаграммы Al—Zn, см. рис. 6.4).

При температуре 265 °С должен происходить эвтектоидный распад, который при литье под давлением из-за большой скорости охлаждения блокируется. Но затем при комнатной температуре этот распад, получивший название «естественное старение», происходит с малой скоростью. В процессе старения изменяются свойства и уменьшаются примерно на 0,08 % линейные размеры. Для стабилизации размеров проводят отжиг — нагрев до 100 °С и выдержка в течение 3… 10 ч при этой температуре.

Следует отметить высокую чувствительность сплавов Zn—Al к межкристаллитной коррозии из-за загрязненности некоторыми примесями, особенно свинцом, оловом, кадмием. При этом содержание примесей ограничивается соответственно величинами, % (не более): Pb 0,015; Sn 0,001; Cd 0,003.

Магний в цинковых сплавах является полезной примесью, он повышает коррозионную стойкость и уменьшает объемные изменения.

Сплав ЦАМ4-1 отличается от ЦА4 добавкой меди (1,0 %), кото­рая целиком находится в твердом растворе, не вызывает появления новых фаз, придает сплаву более высокие прочность и твердость. Поэтому сплав ЦАМ4-1 находит более широкое применение.

Названные цинковые сплавы используются в автомобильной промышленности для изготовления корпусов карбюраторов, на­сосов и других деталей, а также для декоративных деталей.

Антифрикционные цинковые литейные сплавы являются, как правило, тройными Zn—Al—Cu с более высоким содержанием алюминия и меди. Для изготовления отливок используют литье под давлением, литье в кокиль и, реже, в песчано-глинистые формы.

Особенности литейных свойств цинковых сплавов.

Материаловедение: ЦАМ (Zamak)

Цинковые сплавы являются «узкоинтервальными», имеют высокую жидко- текучесть из-за низкой температуры Тл, благодаря чему воспроиз­водят тонкий рисунок. Широко используются в шрифтолитейном производстве. Из них получаются плотные отливки. Линейная усадка их составляет 1,0… 1,2 %.

При литье в металлические формы проявляется их склонность к образованию горячих трещин. Для предотвращения испарений, насыщения газами и образования неметаллических включений плавку ведут в защитной атмосфере (азот), не перегревая сплав выше 480 °С.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *