Гаряче і гальванічне цинкування -
відмінності, довговічність і застосування
Гаряче і гальванічне цинкування захищають сталь тим самим металом, але відрізняються товщиною покриття, а отже і довговічністю. Гарячеоцинкований лист з покриттям Z275 має близько 20 мкм цинку з кожного боку, а електролітично оцинкований лист у поширеному варіанті ZE50/50 близько 5 мкм. Оскільки час захисту зростає пропорційно товщині цинку, в однакових умовах різниця в довговічності приблизно чотирикратна. Гальванічне цинкування обирають там, де важлива гладка поверхня під фарбування і точність розмірів, а гаряче всюди, де найважливіший захист від корозії.
Три технології цинкування та їхні стандарти
За побутовим поняттям цинкування стоять три різні процеси. На ринку листа найважливіше безперервне гаряче цинкування рулонів, друге місце посідає електролітичне цинкування листа, а окремим світом є штучне цинкування готових конструкцій.
| Технологія | Стандарт | Типова товщина цинку | Вироби |
|---|---|---|---|
| безперервне гаряче цинкування листа | EN 10346 | бл. 7-42 мкм з кожного боку (Z100-Z600) | рулони, штаби, листи |
| електролітичне цинкування листа | EN 10152 | 2,5-10 мкм з кожного боку (ZE25/25-ZE100/100) | рулони для автомобільної галузі та побутової техніки |
| штучне гаряче цинкування | EN ISO 1461 | у середньому 45-85 мкм залежно від товщини сталі | готові конструкції та деталі |
| гальванічне цинкування дрібних деталей | EN ISO 2081 | зазвичай 5-25 мкм | болти, фурнітура, кріплення |
Як утворюється покриття
Під час безперервного гарячого цинкування сталева штаба після відпалу проходить через ванну з розплавленим цинком температурою близько 450°C, а газові ножі здувають надлишок металу, точно встановлюючи масу покриття. Невелика добавка алюмінію у ванні обмежує наростання крихких фаз залізо-цинк, тому лист добре витримує гнуття і профілювання. Покриття металургійно зв'язане з основою.
Під час електролітичного цинкування цинк осідає на штабі з розчину солей під дією струму за температури, близької до кімнатної. Утворюється тонкий шар чистого цинку, дуже рівний і гладкий, без характерного квіту і без шару сплаву. Матеріал зберігає властивості сталі основи, а поверхня ідеально підходить для фарбування.
Довговічність у різних середовищах
Цинк кородує повільно і передбачувано. Стандарт EN ISO 9223 наводить швидкість втрати цинку для категорій корозійності середовища, що дає змогу оцінити час до витрачання покриття. Наведене нижче зіставлення це розрахунок HEN-STOL на основі цих значень для поверхонь без лакофарбового покриття.
| Категорія корозійності | Втрата цинку на рік | Z275 (бл. 20 мкм) | ZE50/50 (бл. 5 мкм) |
|---|---|---|---|
| C2, низька (сільська місцевість, неопалювані цехи) | 0,1-0,7 мкм | понад 25 років | 7 років і більше |
| C3, середня (міста, легка промисловість) | 0,7-2,1 мкм | бл. 10-29 років | бл. 2-7 років |
| C4, висока (промисловість, прибережна зона) | 2,1-4,2 мкм | бл. 5-10 років | бл. 1-2 роки |
| C5, дуже висока | 4,2-8,4 мкм | бл. 2-5 років | бл. 1 року |
У внутрішніх застосуваннях обох покриттів зазвичай вистачає на весь строк служби виробу. Ззовні різниця стає принциповою, і електролітично оцинкований лист майже завжди потребує додаткового лакофарбового покриття. Товщий шар цинку також краще захищає кромки різу, бо цинк захищає оголену сталь катодно. Альтернативні покриття, цинк-магнієві та алюміній-цинкові, докладніше описує стаття про види металевих покриттів.
Де перевагу має гальванічне цинкування
Якість поверхні. Гладка однорідна поверхня без цинкового квіту є стандартом для видимих фарбованих деталей, наприклад в автомобілебудуванні та побутовій техніці.
Точність і формованість. Тонке покриття не змінює допусків товщини і добре витримує глибоку витяжку.
Контактне точкове зварювання. Менше цинку означає менше зношування електродів.
Де перевагу має гаряче цинкування
У конструкціях, корпусах, профілях, повітроводах, покрівлях і всіх виробах, що зазнають дії вологи, гаряче цинкування забезпечує в кілька разів довший захист за порівнянної вартості матеріалу. Гарячеоцинкований лист є також основною заготовкою для профілювання і гнуття, а за потреби добре приймає фарбу в дуплекс-системі, про що йдеться у статті про фарбування оцинкованого листа.
Критерії вибору
Середовище роботи виробу. Починаючи з категорії C3, без фарбування багаторічний захист практично дає лише гаряче цинкування.
Оздоблення. Фарбовані деталі з високими вимогами до вигляду схиляють до електролітичного цинкування або до гарячого з обмеженим квітом і покращеною якістю поверхні.
Технологія з'єднання. У великосерійному точковому зварюванні тонке покриття полегшує процес, а під час дугового зварювання обидва вимагають відведення цинкових випарів.
Загальні витрати. Важить вартість захисту за весь строк служби, а не лише ціна тонни листа.
Доступні марки сталі, види покриттів і формати рулонів, штаби та листів представлені в пропозиції сталевого листа HEN-STOL, з окремими сторінками про оцинкований лист, холоднокатаний лист і гарячекатаний лист.
Перевірте, як ми можемо допомогти
HEN-STOL постачає гарячеоцинкований лист у рулонах, штабах і листах, у марках для формування та конструкційних, від 5 тонн. Надішліть специфікацію та опис застосування, і ми перевіримо доступність та порадимо покриття, що відповідає середовищу роботи виробу.
Найчастіші запитання
Чим відрізняється гаряче цинкування від гальванічного?
Товщиною покриття і способом нанесення. Під час гарячого цинкування сталь занурюють у розплавлений цинк температурою близько 450°C, і на листі з Z275 утворюється близько 20 мкм з кожного боку. Під час гальванічного цинкування цинк осаджується електролітично, покриття тонше (на листі зазвичай 2,5-10 мкм з кожного боку), гладкіше і рівніше.
Яке цинкування довговічніше?
Гаряче, бо довговічність цинкового покриття зростає пропорційно його товщині. У міському середовищі C3 покриття Z275 за розрахунком на основі EN ISO 9223 служить близько 10-29 років, а електролітичне ZE50/50 близько 2-7 років без додаткового фарбування.
Як відрізнити гаряче цинкування від гальванічного?
Гарячеоцинкований лист часто має видимий цинковий квіт або матово-сріблясту поверхню, а гальванічно оцинкований рівномірно гладкий і світлий. Дрібні гальванічно оцинковані деталі часто мають кольорову пасивацію, жовтувату або блакитнувату. Найнадійніше виміряти товщину покриття магнітним товщиноміром.
Чи підходить гальванічне цинкування для зовнішнього застосування?
Без додаткового захисту лише в м'яких умовах і на короткий час, бо тонкий шар цинку швидко витрачається. Ззовні електролітичне цинкування зазвичай використовують як основу під фарбу, наприклад у кузовах автомобілів. Для виробів, що працюють просто неба без фарбування, обирають гаряче цинкування.
Що означають Z275 і ZE50/50?
Z275 це гаряче цинкове покриття за EN 10346 масою не менше 275 г/м² сумарно на обидва боки, тобто близько 20 мкм з кожного боку. ZE50/50 це електролітичне покриття за EN 10152 номінальною товщиною 5 мкм з кожного боку.
Чи можна фарбувати гарячеоцинкований лист?
Так. Гаряче цинкування є доброю основою для рідких фарб і порошкового фарбування, а поєднання обох покриттів у дуплекс-системі подовжує захист у 1,5-2,3 раза порівняно із сумою обох шарів. Умови: правильна підготовка поверхні та фарба, призначена для цинку.
Джерела
- EN 10346, Сталевий плоский прокат з безперервним гарячим покриттям, 2015
- EN 10152, Холоднокатаний сталевий плоский прокат з електролітичним цинковим покриттям, 2017
- EN ISO 1461, Гарячі цинкові покриття на виробах із заліза і сталі, 2022
- EN ISO 9223, Корозія металів і сплавів - корозійність атмосфер - класифікація, 2012
- EN ISO 14713-1, Цинкові покриття - настанови та рекомендації щодо захисту від корозії, 2017