Цинк-ламельные покрытия

Цинк-ламельные покрытия обеспечивают эффективную катодную защиту при небольшой толщине покрытия. Поэтому такие покрытия востребованы везде, где предъявляются особые требования к коррозионной стойкости. От небольших гаек и болтов до крупных стальных деталей, необходимая защита от коррозии должна закладываться для каждого металлического компонента еще на этапе планирования. Электрохимические реакции изменяют свойства металла и могут весьма негативно сказаться на его функциональности. Эффективным решением этой проблемы является катодная защита с помощью цинк-ламельного покрытия.

Как создается цинк-ламельное покрытие? Цинк-ламельное покрытие — это, по сути, “краска” с множеством микроскопических чешуек (пигменты для коррозионной защиты). Согласно стандартам ISO 10683 и ISO 13858, это сочетание цинковых и алюминиевых чешуек, удерживаемых вместе неорганической матрицей. Цинк-ламельное покрытие представляет собой модульную систему, состоящую из базового и верхнего слоя. С момента его разработки около 40 лет назад, специалисты по коррозии сосредоточили свое внимание на компонентах, не содержащих хром (VI) и обеспечивающих экономию ресурсов.

Базовый слой — это цинк-ламельное покрытие, которое наносится непосредственно на подложку. Базовый слой определяет характеристики коррозионной защиты благодаря входящему в состав цинку и обеспечивает высокий уровень катодной защиты от коррозии деталей. Будучи менее благородным металлом, цинк корродирует и защищает сталь от разрушения. Это означает, что при повреждении покрытия неблагородный цинк в базовом слое жертвует собой при контакте с водой и кислородом в пользу более благородной стальной подложки. На базовый цинк-ламельный слой обычно наносится верхний слой покрытия. Это улучшает защиту от коррозии, задерживая растворение цинка и железа. Коррозионная среда (вода, соли, очищающие средства) удерживается дальше от поверхности. Система коррозионной защиты остается эффективной даже при механическом повреждении поверхности (например, в случае царапины или удара камнем), покрывающей подложку. Только после того, как цинк в непосредственной близости от повреждения разрушается и его защитное действие становится недостаточным, основной металл начинает корродировать (красная ржавчина). Верхний слой не только усиливает коррозионную защиту, он также придает покрытию дополнительные функциональные свойства, такие как повышенная химическая и механическая стойкость, цвет, определенный коэффициент трения, необходимый для деталей с резьбой.

Общая толщина покрытия в среднем составляет всего 8-20 мкм (тоньше человеческого волоска). Несмотря на это, достигается высокоэффективное защитное действие, около 1000 часов до коррозии основного металла (испытание в солевом тумане согласно стандарту ISO 9227).

Еще одним преимуществом можно считать то, что цинк-ламельные системы также подходят для высокопрочной стали, поскольку в процессе нанесения не образуется водород и отсутствует риск возникновения водородного растрескивания под напряжением. Таким образом, цинк-ламельные покрытия подходят для высокопрочной стали категории 10,9 и выше (>1000 МПа).

Как правило, перед нанесением покрытия выполняется предварительная обработка. Покрытие наносится с использованием различных методов в зависимости от размеров и геометрии деталей. Можно использовать распыление предварительно подготовленного материала покрытия на детали либо погружение деталей в емкость, заполненную составом. В последнем случае сыпучие продукты погружаются в состав с последующим центрифугированием, что обеспечивает удаление излишек материала покрытия. Это значит, что требуемую толщину покрытия можно получить даже на деталях сложной формы. Детали с подходящей геометрией также можно эффективно покрывать с помощью процесса погружения с последующим стеканием. В данном процессе толщина покрытия достигается благодаря определенной скорости извлечения деталей из ванны и вязкости материала покрытия.

После нанесения покрытия следует предварительная сушка и отверждение в печи. Низкая температура поперечного сшивания 220°C также позволяет избежать повреждения стали из-за чрезмерного нагрева.

Благодаря своиv свойствам цинк-ламельные покрытия идеально подходят для компонентов, которые по стандартам требуют высокого уровня точности, например, винты с метрической резьбой. Крупные детали, такие как детали шасси автомобилей (детали подвески, оси или рычаги управления), также могут быть оптимально защищены от коррозии. Кроме того, технология цинк-ламельных покрытий поддерживает упругую и/или пластическую деформацию, не ухудшая функциональные свойства покрытия. Это позволяет использовать данное покрытие для всех видов пружин.

Цинк-ламельная технология применяется не только в автомобилестроении, но и в ветроэнергетике, строительстве, железнодорожной инфраструктуре, сельском хозяйстве и других отраслях. Основным преимуществом цинк-ламельных покрытий является их использование для деталей крепежа в автомобильной промышленности.

Каждый второй болт от ведущих производителей покрыт цинк-ламельными системами. В строительном секторе предпочтительным материалом остается нержавеющая сталь, а цинк-ламельные покрытия рассматриваются как альтернатива с точки зрения стоимости и характеристик. В спецификациях ASTM F3125 и F3019 одобрено использование данных материалов в строительстве.

Альберт Геллес — технический директор компании Doerken Corporation USA, входящей с группу компаний Dörken MKS.

Сайт: http://www.doerkenusa.com.