Технология нанесения цинкового покрытия

Ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. разработали новую технологию нанесения цинкового покрытия, имеющую ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами гальванического и горячего цинкования.

Политеховцы предлагают использовать термодиффузионное цинкование, которое применяется для резьбовых деталей, конструкций контактной сети, арматуры и других изделий углеродистой и низкоуглеродистой стали.

«В основе термодиффузионного способа нанесения лежит процесс диффузии в поверхностные слои деталей какого-либо металла при наличии высокой температуры. Обрабатываемое изделие помещается в контейнер с цинковым порошком и нагревается. Покрытие практически не подвергается скалыванию и отслаиванию при механическом воздействии, ударах и деформациях, так как имеет прочное сцепление за счет взаимной диффузии железа и цинка. Перенос диффундирующего металла (цинка) на обрабатываемую поверхность происходит посредством газовой фазы, которая образуется при нагревании металла», – рассказывает один из авторов технологии, кандидат технических наук, доцент кафедры «Материаловедение и биомедицинская инженерия» Института машиностроения, материаловедения и транспорта СГТУ Сергей Барабанов.

Покрытие, полученное в результате термодиффузионного цинкования, непористое и коррозионно-стойкое. Оно обладает высокой адгезией с поверхностью изделия, твердостью и стойкостью к механическому износу даже в нефтегазовой промышленности, где производится разборка трубных соединений, а их использование без замены достигает 10-15 лет. Кроме того, покрытие повторяет контуры обрабатываемых деталей, в том числе сложной формы, и на них отсутствуют наплывы, так как слой диффузионного цинка получается равномерным. Важно, что технологии получения цинковых покрытий экологически чистые, вредные отходы и испарения отсутствуют.

«Покрытие в целом изготавливается толщиной от 15 мкм до 150 мкм и, чаще всего, используется для мелких и средних деталей, например, дверных петель, скоб, гвоздей, болтов и гаек. Небольшая толщина, прочность и равномерность делает покрытие оптимальным для резьбовых соединений, обеспечивая многократную свинчиваемость. Это преимущество является актуальным в применении для соединительной арматуры, труб, фитингов и сантехнических изделий», – поясняет Сергей Барабанов.

Ученый СГТУ отмечает, что химический состав сталей и чугунов, подлежащих обработке, не ограничен. При этом сохраняются механические свойства элементов (прочность и твердость деталей), не происходит отпуска металла и его водородного охрупчивания.

Разработкой и выпуском технологии занимается индустриальный партнер СГТУ – Научно-производственное предприятие «Альсеп». В наличии имеется установка термодиффузионного цинкования.

Отметим, что диффузионное цинковое покрытие допущено к контакту с водой питьевого и бытового водоснабжения, соответствует требованиям ГОСТа и зарубежным стандартам, а также инструкции Департамента электрофикации и электроснабжения ОАО «РЖД».

В настоящее время в ГОСТах на высокопрочный крепеж для металлических конструкций есть указания на применение термодиффузии для защиты от коррозии гаек, болтов и шайб.