Технологическая схема, последовательность операций и их характеристика

 

Хорошие защитные свойства цинка и его низкая стоимость по сравнению с другими цветными металлами определили широкое распространение цинкового покрытия, которое составляет более 60% от всех видов гальванических покрытий.

Толщина цинковых покрытий выбирается в зависимости от условий эксплуатации изделий и устанавливается ГОСТ 9.303–84. В таблице 1.2 представлены данные о рекомендованных минимальных значениях толщины покрытия цинком по основным условиям эксплуатации изделия [3].

 

Таблица 1.2 − Выбор толщины цинкового покрытия

Группы условий эксплуатации	Минимальная толщина покрытия, мкм	Обозначение
Лёгкие условия (Л). Отапливаемые и вентилируемые помещения. Относительная влажность 65−45%, при Т 25оС.		Ц6
Средние условия (С). Неотапливаемые помещения. Отсутствие атмосферных осадков. Температура от –60 до +60оС. Относительная влажность 92−98%, при Т 30оС.		Ц15.Хр
Жёсткие условия (Ж). Эксплуатация на открытом воздухе. Воздействие атмосферных осадков, загрязнённых промышленными газами. Относительная влажность 92−98%, при Т 35оС		Ц24.Хр
Особо жёсткие условия (ОЖ). Длительное пребывание в воде. Атмосфера насыщена промышленными газами.		Ц36.Хр

 

Перечень материалов, используемыхв технологическом процессе, приведен в таблице 1.3

 

Таблица 1.3 – Исходные материалы, используемые в технологическом процессе цинкования на линии АЛГ-346

Наименование	Химическая формула	ГОСТ или ТУ
Аноды цинковые	Zn	ГОСТ 1180-91
Окись цинка	ZnО	ГОСТ 10262-73
Кислота борная	Н3ВО3	ГОСТ 9656-75
Кислота соляная	НС1	ГОСТ 857-95
Кислота азотная х/ч	HNO3	ГОСТ 4461-77
Кислота серная х/ч	H2SO4	ГОСТ 4204-77
Шлифшкурка н/б № 16	−	ГОСТ 6456-82
Ткань хлорин	−	ГОСТ 20714-75
Сода каустическая	NaOH	ГОСТ 2263-79
Добавка ЛВ-4584	(C8H16NO2SCl)10	ТУ 113-06-28-2913-89
Пеноцинк	−	ТУ 6-09-09-320-93
Трилон Б	−	ГОСТ 10652-73
Тринатрийфосфат	Na3РO4	ГОСТ 201-76
Сода кальцинированная	Na2CO3	ГОСТ 5100-85
Композиция желтой пассивации	−	KN 932022

 

Монтаж деталей на приспособление в соответствии с ведомостью деталей.

Перечень технологических операций для процесса цинкования на подвесках представлен в таблице 1.4.

 

Таблица 1.4 – последовательность технологических операций для процесса цинкования

Операция	Наименование компонентов	Концентра-ция, г/л	Плотность тока, А/дм2	Темпера-тура, оС	Время опера-ции, мин	Примечание
Обезжи-ривание	Натр едкий Сода кальциниров Тринатрийфосфат Добавка НТ	30−40 20−25 20−25 3−5	4−10	25−35	2−10	2 ванны V = 2000 л каждая, сброс раз в 5−7 лет, аноды стальные
Промывка теплая каскадная	−	−	−	40−59	1−2	Расход 48 л/ч
Промывка холодная	−	−	−	−	1−2	Расход 48 л/ч
Травление	Кислота соляная Кислота серная	175−200 80−100	−	15−30	3−15	V = 1500 л, сброс один раз в месяц
Промывка холодная	−	−	−	−	1,0−4,0	Расход 125 л/ч
Промывка холодная	−	−	−	−	1,0−4,0	Расход 125 л/ч
Цинкование	Окись цинка Натр едкий Добавка ЛВ-4584	8−15 80−150 2−6	0,5−4	20−35	−	2 ванны V = 2000 л каждая, аноды стальные и цинковые
Промывка холодная	−	−	−	−	0,3−0,5	Расход 850 л/ч
Промывка холодная	−	−	−	−	0,3−0,5	Расход 42 л/ч
Промывка в холодной воде	Вода непроточная Допускается добавлять азотную кислоту	2,5−5 мл/л	−	−	0,08−0,1	−
Пассивация радужная	Композиция желтого хроматирования KN 932022	9−11	−	15−45	0,8−1,2	V = 1500 л, сброс один раз в месяц
Промывка холодная	−	−	−	−	0,6−1,0	Расход 40 л/ч
Сушка	−	−	−	5−10	10−15	−

 

1. Обезжиривание заключается в том, что жиры, представляющие собой сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот, при воздействии щёлочи омыляются и переходят в растворимые соли, а минеральные масла при воздействии щёлочи могут образовывать эмульсию.

При химическом обезжиривании применяют разбавленные растворы щёлочи, так как концентрированные щелочные растворы обладают способностью образовывать оксидные плёнки на поверхности детали, изготовленной из стали. Кроме того, образовавшиеся при обезжиривании мыла в концентрированных растворах щёлочи не растворяются, что отрицательно сказывается на прочности сцепления покрытий. Кроме едкого натра, растворы для обезжиривания содержат легко гидролизующиеся соли щелочных металлов (углекислый натрий, тринатрийфосфат и др.). Концентрация едкого натра в растворах для обезжиривания стальных деталей обычно не превышает 100 г/л.

Электрохимическое обезжириваниев щелочных растворах производится при помощи постоянного, а иногда и переменного тока. При постоянном токе обезжиривание осуществляется на катоде и на аноде. В процессе электролиза на поверхности детали наблюдается интенсивное выделение пузырьков газа, облегчающих отрыв капелек масла от поверхности детали, чем значительно улучшается обезжиривание.

При электрохимическом обезжиривании с увеличением поляризации уменьшается прочность сцепления масла с поверхностью электрода. Параллельно с усилением поляризации увеличивается степень смачивания водой поверхности металла.

Скорость обезжиривания деталей на аноде меньше, чем на катоде. Это объясняется тем, что в прианодном пространстве не происходит защелачивания электролита, вследствие чего процесс омыления жиров у анода происходит медленнее. Кроме того, количество выделяющегося при электролизе кислорода меньше, чем количество водорода, а пузырьки кислорода больше пузырьков водорода и меньше задерживаются на поверхности капелек масла, а поэтому и удаление масла с поверхности происходит менее интенсивно. Однако процесс катодного обезжиривания сопровождается наводораживанием.

Скорость электрохимического обезжиривания значительно выше химического. Качество обезжиривание также лучше. При электрохимическом обезжиривании пользуются в основном теми же химикатами что и при химическом, только в меньших концентрациях.

2. Промывка в теплой проточной воде. Время 1−2 мин. Промывка каскадная. Для предотвращения попадания рабочих растворов из предыдущих ванн в последующие и удаления с поверхности деталей растворов и продуктов реакций, применяют промывочные операции. Плохое качество промывки может быть причиной некачественного покрытия, а обильная промывка ведет к высокому расходу воды. Промывка может осуществляться погружением, диффузионным способом (конденсация паров на деталях), струйным способом. Промывная вода может быть холодной (температура не нормируется), теплой (25−55°С) и горячей (60−90°С). Струйный способ более экономичен по сравнению со способом погружения. Он применяется для промывки изделий простой формы, при кратковременной промывке (например, после пассивирования) и при смыве с изделий вязких растворов. Для изделий сложной формы надо применять совмещенный способ.

3. Промывка в холодной проточной воде. Время 1−2мин.

4. Поверхность поступающей на покрытие детали покрыта слоем оксидов, который образуется при её изготовлении. В состав плёнки входят: FeO, Fe₂O₃ и Fe₃O₄.

Активацией называется процесс удаления с поверхности металлических деталей тончайшего, зачастую незаметного глазу слоя окислов, которые могли образоваться в промежутках между операциями. При активации одновременно происходит легкое протравливание верхнего слоя металла и выявление кристаллической структуры металла, что благоприятствует прочному сцеплению покрытия с основой.

При активации могут наблюдаться два процесса: химическое растворение окислов и растворение железного подокисного слоя, которое приводит к отстаиванию и удалению окислов. Эти два процесса могут протекать одновременно; в зависимости от природы кислоты, её концентрации и температуры меняется скорость, а, следовательно, преобладание того или иного процесса. Поверхность деталей после травления или химической активации должна быть чистой, однотонной, блестящей или матовой. Не должно оставаться окалины, ржавчины, пленки окислов и не допускается растравливание.

5. Промывка в холодной проточной воде последовательно в двух ваннах, продолжительность 1−4мин.

6. Нанесение цинкового покрытия из электролита состава:

Окись цинка 8−15 г/л;

Натр едкий 80−150г/л;

Добавка ЛВ-4584 2−6.

Процесс протекает при температуре 20−35°С и плотности тока 0,5−4 А/дм².

7. Промывка в холодной воде последовательно в двух ваннах, продолжительность 0,3−0,5 мин.

8. Промывка в холодной воде с добавление небольшого количества азотной кислоты, для осветления покрытия.

9. Для усиления защитных свойств цинкового покрытия применяется операция пассивирования путём обработки цинковых покрытий в растворах хромовой кислоты и её солей. При этой обработке происходит частичное растворение цинка с образованием плёнки хроматов цинка и соединений трёхвалентного хрома, придающих плёнке характерные цвета побежалости радужных оттенков. Толщина плёнки составляет до 0,5 мкм. Хроматные плёнки не допускают нагрева их до температуры 62°С, так как при этом происходит дегидратация, вследствие чего снижаются защитные и механические свойства плёнок.

Образующаяся хроматная плёнка улучшает антикоррозионные свойства цинковых покрытий. Благодаря высокой пористости, которой обладают пассивирующие плёнки, они существенно улучшают адгезионные свойства оцинкованных поверхностей, облегчая тем самым нанесение на них лакокрасочных покрытий защитного и специального назначения.

Операции пассивирования обычно предшествует операция осветления. В результате этой операции цинковое покрытие приобретает более светлый оттенок. Эти операции можно проводить в одной гальванической ванне, при условии применения специальных растворов.

10. Промывка в холодной воде, продолжительность 0,6−1мин.

11. Сушка. Температура 50−60°С, продолжительность 10−15 минут.

Демонтаж.

Укладка в тару для транспортировки (ящик вместимостью 30 килограмм или контейнер вместимостью 500 килограмм).

Доставка в кладовую готовой продукции кран-балкой или краном мостовым.