Сравнение цинковых покрытий
Вопрос.
Здравствуйте!
Подскажите пожалуйста, какие виды Zn покрытий на констукционной стали обладают наилучшей адгезией? (гальванические, «горячий» цинк, термодиффузионные покрытия). Как различаются эти покрытия по адгезионным свойствам? Интересует также стойкость всех перечисленных видов покрытий к воздействию температуры. Какова критическая температура рарушения покрытий всех перечисленных видов.
С уважением,
Алексей Власов.
Ответ.
Уважаемый Алексей!
На Ваш вопрос трудно дать однозначный ответ из-за большой разницы в механизмах образования этих покрытий. Еще В.В. Маяковский, сравнивая верблюда и лошадь, пришел к выводу, что «это животные разной породы», хотя и выполняют одинаковую работу.
Определение величины адгезии в «чистом виде», как силы сцепления покрытия с основой, для цинка проблематично по причине низких прочностных характеристик самого цинка. Существует также понятие «когезия», когда прочность покрытия меньше прочности сцепления с основой и происходит разрыв самого покрытия. На практике обычно пользуют качественные характеристики покрытия, получаемые такими методами, как нагрев с быстрым охлаждением, изгиб образца, царапание покрытия (ГОСТ 9.302) и другими, регламентируемыми нормативной документацией. Это косвенные методы оценки адгезии и результаты, полученные на одном покрытии разными методами, не всегда совпадают. Например, пластичные покрытия, не выдержавшие тест на нагрев, могут показать положительные результаты при изгибе.
Сравнивая названные в вопросе покрытия, могу сказать следующее.
Электролитическое цинковое покрытие имеет четкую границу с основой и адгезия таких покрытий достаточно высока. Однако, на прочность сцепления с основой существенно влияет качество подготовки покрываемой поверхности и содержание органических включений (блескообразующих добавок) в самом покрытии. Блестящие покрытия больше склонны к появлению точечных вздутий (мелких пузырей) при нагреве. Электролитические покрытия обычно имеют толщины 5-25 мкм.
Горячие (погружение в расплав) и термодиффузионные покрытия неоднородны по толщине. На границе со сталью образуются переходные интерметаллические и диффузионные слои железа и цинка переменного состава. Их адгезия к стали достаточно высока, однако, при механическом воздействии может возникать расслоение покрытия по границе цинк-интерметаллиды.
Толщина «горячих» и термодиффузионных покрытий 20-50 мкм и выше, за исключением горчеоцинкованного автомобильного листа, на котором толщина покрытия около 10 мкм.
Таким образом, на ваш вопрос нет однозначного ответа. Во всех случаях высокая адгезия любых покрытий обеспечивается строгим соблюдением технологии их нанесения и свойствами самого покрытия.
Вторая часть вопроса: «…стойкость всех перечисленных видов покрытий к воздействию температуры. Какова критическая температура рарушения покрытий всех перечисленных видов» еще более неопределенна.
Стойкость покрытий к воздействию температуры зависит от «среды обитания» покрытия. Так, цинковые покрытия перестают защищать сталь от коррозии в воде при температурах выше 70°С из-за потери протекторных свойств цинка. В атмосфере цинк подвержен окислению кислородом воздуха. Понятия «критическая температура разрушения покрытия» в общем виде не существует. Улучшить атмосферостойкость и термостойкость покрытия можно за счет осаждения вместо чистого цинка сплавов цинк-никель или цинк-кобальт.
По-видимому, Вы ищите решение для какого-то конкретного случая. Найти его можно только путем собственных испытаний вариантов покрытий в условиях эксплуатации вашего изделия. Только тогда Вы достигнете успеха.
Желаю удачи.
19.09.2010
