Co znamená zinkování?
Zinkování, známé také jako galvanické pokovování zinkem, je elektrochemická technika, při níž se ionty zinku nanášejí na povrch kovového předmětu pomocí elektrického proudu.
Hlavním cílem tohoto povlaku je vytvořit ochrannou bariéru, která snižuje vystavení kovu vlhkosti a kyslíku, které přispívají ke vzniku rzi. Tím, že funguje jako obětní anoda, zinková vrstva koroduje přednostně a zachovává integritu kovu pod ní.
Jaké jsou různé typy zinkování?
Zinkování zahrnuje celou řadu procesů a povrchových úprav používaných ke zlepšení odolnosti kovových součástí proti korozi.
Žluté zinkování
Tento druh se běžně používá v automobilovém průmyslu a poskytuje mírnou ochranu proti korozi. Vyznačuje se zářivě žlutým odstínem, který se získává procesem chromátové konverze.
Modré nebo čiré zinkování
Tato povrchová úprava, která se běžně používá pro strojní součásti, šrouby a podložky, má lesklý vzhled a je oblíbená díky svým estetickým přednostem. Má silnou odolnost proti korozi, ale je méně ochranný než žlutý zinek.
Černé zinkování
Tento druh má tmavou povrchovou úpravu, od olivově šedé až po úplně černou. Běžně se používá pro okrasné účely a poskytuje zvýšenou odolnost proti korozi, zejména ve spojení s úpravou černým oxidem.
Kyselé zinkování
Kyselé zinkování, které se používá pro obtížně pokovitelné povrchy, využívá kyselý roztok elektrolytu, který zajišťuje rychlejší depozici a větší pokrytí komplikovaných geometrií. Díky své účinnosti je ideální pro velkosériovou výrobu.
Pokovování zinkem a niklem
Tato verze přidává do zinkového povlaku nikl, což má za následek vyšší odolnost proti korozi než běžné zinkování. To je velmi užitečné v náročných podmínkách, například v automobilovém průmyslu.
Pokovování zinkem a železem
Při tomto postupu se mísí zinek a železo, aby se zvýšila ochrana proti korozi a odolnost proti opotřebení. Běžně se používá v situacích, které vyžadují vyšší pevnost.
Pokovování hlavní
Metoda, při níž se drobné předměty vkládají do rotujícího sudu s roztokem zinku, aby se na všech površích vytvořil stejný povlak.
Rack Plating
Větší předměty jsou umístěny na stojanech a ponořeny do pokovovacího roztoku, což umožňuje jemnou kontrolu procesu pokovování.
Zinkovací zařízení a materiály
Zařízení a potřeby pro zinkování jsou důležitými součástmi procesu zinkování, který zahrnuje nanášení tenké vrstvy zinku na kovové podklady, aby se zabránilo korozi. Zde je přehled různých zařízení a materiálů používaných při zinkování.
Zinkovací zařízení
Nádrže na pokovování
Pokovování nádrží: Obrovská nádrž naplněná zinkovým roztokem, do které se ponoří předměty k pokovení.
Barrel plating: jedná se o otáčející se barel, který obsahuje menší kousky a při otáčení poskytuje konzistentní krytí.
Napájecí zdroj
K napájení procesu galvanického pokovování je zapotřebí zdroj stejnosměrného proudu (DC), který dodává vhodné napětí a proud napomáhající migraci zinečnatých iontů z anody na katodu (pokovovanou součást).
Anodes
Zinkové anody se používají v pokovovacích lázních k dodávání zinkových iontů. Tyto anody se během procesu pokovování postupně rozpadají, čímž je zajištěn stálý přísun zinku.
Vytápěcí zařízení
U některých postupů mohou být k udržení ideální teploty pokovovacího roztoku, a tím ke zvýšení rychlosti nanášení a kvality povlaku, zapotřebí topná tělesa.
Filtrační systémy
Filtrační systémy napomáhají čistotě pokovovacího roztoku tím, že odstraňují nečistoty a částice, které by mohly znehodnotit zinkový povlak.
Oplachovací stanice
Po pokovení se kusy omyjí vodou, aby se z povrchu odstranily všechny zbývající chemikálie, čímž se zabrání kontaminaci a zajistí se čistý povrch.
Materiály pro zinkování
Roztok na pokovování
V roztocích elektrolytů se běžně používají soli zinku (např. síran zinečnatý nebo chlorid zinečnatý) spolu s dalšími přísadami, které zlepšují vlastnosti pokovování, jako je jas a odolnost proti korozi.
Čisticí prostředky
Před pokovováním je třeba předměty očistit alkalickými čisticími prostředky nebo kyselinami, aby se z jejich povrchu odstranil olej, špína a oxidy. Tento krok je rozhodující pro zajištění účinné přilnavosti zinkové vrstvy.
Pasivační činidla
Po pokovení lze použít pasivaci, která zvyšuje odolnost proti korozi a mění vzhled zinkového povlaku. Mezi běžné úpravy patří chromátové konverzní povlaky, které mohou dodávat různé odstíny (například žlutý nebo duhový).
Bezpečnostní vybavení
Při manipulaci s chemikáliemi a obsluze pokovovacích zařízení jsou z bezpečnostních důvodů vyžadovány osobní ochranné prostředky (OOP), jako jsou rukavice a ochranné brýle.
Řešení pro nakládání s odpady
Pravidla ochrany životního prostředí vyžadují správné řešení likvidace nebezpečného materiálu, který vzniká při procesu pokovování.
Proces zinkování krok za krokem
Proces zinkování je systematická metoda používaná k nanášení ochranného zinkového povlaku na kovové povrchy, který zvyšuje jejich odolnost proti korozi. Zde je podrobný průvodce procesem zinkování krok za krokem:
Krok 1: Čištění povrchu
Před pokovováním je třeba kovový substrát důkladně očistit, aby se odstranily veškeré nečistoty, jako je tuk, olej a špína. To se obvykle provádí pomocí:
- Alkalická čisticí lázeň: Kov se namočí na 5-10 minut do horkého alkalického roztoku (cca 150°F), aby se odstranily povrchové nečistoty.
- Electrocleaning: Elektrický náboj působí na kov, což pomáhá čistit povrch na mikroskopické úrovni uvolňováním plynů, které odstraňují nečistoty.
Krok 2: Moření (aktivace)
Po vyčištění se substrát podrobí moření, aby se odstranily případné oxidy nebo usazeniny. Tento proces zahrnuje:
- Ošetření kyselinou: Kov se ponoří do kyselého roztoku, často obsahujícího kyselinu sírovou nebo chlorovodíkovou, který pomáhá připravit povrch na pokovení tím, že zajistí jeho čistotu a reaktivitu.
Krok 3: Příprava pokovovací lázně
Pro proces galvanického pokovování je rozhodující pokovovací lázeň. Obvykle se skládá z:
- Roztok elektrolytu: Roztok složený z vody, solí zinku (např. síranu zinečnatého nebo chloridu zinečnatého) a různých přídavků pro zlepšení kvality pokovení. Roztok musí být správně vyroben, aby se dosáhlo potřebných chemických a fyzikálních vlastností zinkového povlaku.
Krok 4: Galvanické zinkování
Jakmile je substrát připraven a pokovovací lázeň připravena, začíná vlastní proces pokovování:
- Ponoření: Očištěný a aktivovaný kov se ponoří do pokovovací lázně.
- Elektrická proudová aplikace: Stejnosměrný proud (DC) způsobí, že se ionty zinku z anody (zdroje zinku) usazují na substrátu (katodě). Tento krok lze provést buď pomocí pokovování ve stojanu (u větších dílů), nebo v sudu (u menších dílů), aby se zajistilo rovnoměrné pokovení.
Krok 5: Ošetření po elektrolytickém pokovení
Po procesu pokovování mohou být povlakované díly podrobeny dalším úpravám, které zlepší jejich vlastnosti:
- Oplachování: Oplachováním pokovených předmětů se odstraní zbytky pokovovacího roztoku.
- Sušení: Aby se zabránilo oxidaci nově pokoveného povrchu, používají se správné techniky sušení.
- Volitelné nátěry: Pro další zvýšení odolnosti proti korozi a zlepšení vzhledu mohou být použity další ochranné nátěry, např. chromátové konverzní nátěry.
Přínosy zinkování
Zinkování má mnoho výhod, a proto je oblíbenou volbou pro ochranu kovových součástí v různých odvětvích.
Odolnost proti korozi
Zinkování funguje jako obětní anoda a zajišťuje vysokou odolnost proti korozi. To znamená, že zinek koroduje dříve než podkladový kov, což výrazně prodlužuje životnost ocelových nebo železných výrobků. Zinek má mnohem nižší míru koroze než železné materiály, což z něj činí spolehlivou bariéru proti korozi a oxidaci v celé řadě situací.
Nákladová efektivita
Zinek je hojná a cenově dostupná látka, takže zinkování je cenově výhodnou alternativou k běžným metodám povrchové úpravy kovů. Nižší ceny materiálu spolu se sníženou spotřebou energie během procesu pokovování vedou k celkovým úsporám pro výrobce.
Tenký povlak
Zinkový povlak nanesený pokovováním je obvykle tenký (přibližně 8-12 mikronů), což je užitečné pro drobné a choulostivé součástky. Tento tenký povlak nemá podstatný vliv na rozměry dílů, takže je vhodný pro přesné technické aplikace.
Zvýšený estetický vzhled
Zinkování může vylepšit vizuální vzhled kovových předmětů, přičemž povrchová úprava může být od světlé a lesklé až po matnou nebo barevnou (např. žlutou nebo černou). Tato přizpůsobivost umožňuje výrobcům vytvářet požadovaný vzhled a zároveň těžit z ochranných vlastností.
Kompatibilita s jinými nátěry
Zinkování je vhodným podkladem pro další povrchové úpravy, jako je lakování nebo práškové lakování. Vysoká přilnavost zinku zlepšuje spojování následujících vrstev, což vede ke zvýšení celkové odolnosti a atraktivity.
Elektrická vodivost
Zinek je vynikajícím vodičem elektrické energie, a proto jsou pozinkované součásti vhodné pro použití v elektronice a telekomunikacích. Povlak zlepšuje pájitelnost a zaručuje spolehlivé elektrické spoje v zařízeních, jako jsou konektory a desky plošných spojů.
Všestrannost
Zinkování se široce používá v různých odvětvích, včetně automobilového, leteckého, stavebního a všeobecného průmyslu. Díky své schopnosti pokrýt širokou škálu kovových součástí, od spojovacích prvků až po konstrukční díly, je vynikajícím řešením pro různé aplikace.
Snížená údržba
Zinkování eliminuje potřebu pravidelné údržby a výměny kovových dílů díky své silné odolnosti proti korozi. To vede k levnějším dlouhodobým výdajům a vyšší provozní spolehlivosti.
Jaké jsou běžné aplikace zinkování?
Automobilový průmysl
Zinkování se často používá na automobilových dílech, jako jsou matice, šrouby, držáky a spojovací prvky. Chrání tyto součásti před korozí a opotřebením, čímž zvyšuje jejich životnost a výkon. Kromě toho jsou často zinkovány díly karoserie, jako jsou rámy a panely, aby byly chráněny před nepříznivými povětrnostními podmínkami a působením silniční soli.
Stavebnictví a infrastruktura
Zinkování se používá ve stavebnictví k zabránění koroze ocelových nosníků, potrubí a armatur. To platí zejména pro konstrukce vystavené povětrnostním vlivům, jako jsou mosty a budovy. Pozinkovaná výztuž se používá také v betonu, aby se zlepšila životnost základů.
Vojenské aplikace
Zinkování je nezbytné pro vojenské aplikace, kde musí součásti přežít extrémní podmínky. Používá se na součásti tanků, obrněných transportérů a dalších vojenských vozidel, aby se zvýšila jejich odolnost proti korozi a životnost.
Spotřební elektronika
Drobné součásti spotřební elektroniky, jako jsou konektory a spínače, se často zinkují, aby se zvýšila jejich trvanlivost a odolnost proti korozi. Zinkování má estetický vzhled, díky němuž je vhodné pro viditelné části elektronických zařízení.
Průmyslová zařízení
Zinkování se běžně používá v průmyslových aplikacích pro součásti, jako jsou strojní součásti, nástroje a zařízení, které vyžadují zvýšenou odolnost proti opotřebení. Patří sem spojovací prvky, které se používají v těžkých strojích a stavebních zařízeních.
Spotřebiče pro domácnost
Zinkování se často používá k ochraně kovových částí domácích spotřebičů před korozí a zároveň zlepšuje jejich vzhled. Jedná se o panty, držáky a další součásti hardwaru.
Letecké a kosmické komponenty
Zinkování se používá na různých součástech letadel, které musí být odolné proti korozi a zároveň zachovávat strukturální integritu za vysoce namáhaných podmínek.
Závěr
Zinkování je důležitý postup pro zlepšení trvanlivosti a odolnosti kovů proti korozi. Mnoho jeho povlaků, od šedých až po lesklé, má funkční i estetickou hodnotu. Zinkování se široce používá v automobilovém průmyslu, stavebnictví a elektronice a zajišťuje životnost a výkonnost, takže je vynikající volbou pro ochranu kovových povrchů.
