Proces cynkowania ogniowego

Obróbka strumieniowo-ścierna:

Pierwszy etap procesu polega na mechanicznym usunięciu niejednorodności przylegających do powierzchni cynkowanego przedmiotu. Zanieczyszczenia tj.: piasek, rdza, zgorzelina, żużel czy pozostałości starej powłoki antykorozyjnej, usuwane są metodą obróbki strumieniowo-ściernej. Podczas obróbki strumień sprężonego powietrza wzbogacony w materiał ścierny (tj.: staliwo, żeliwo, ziarna cięte z drutu stalowego), kierowany jest na powierzchnię poddaną mechanicznemu czyszczeniu. W zależności od rodzaju zastosowanego materiału ściernego i prędkości, z jaką uderza on w przedmiot, uzyskuje się efekt wygładzenia, utwardzenia, nagrzewania, deformacji bądź umocnienia struktury powierzchniowej. Obróbka strumieniowo-ścierna jest metodą ekonomiczną i bezpieczną dla środowiska. Innym przykładem przygotowania elementów stalowych o niewielkich rozmiarach do pokrycia powłoką cynkową jest obróbka wibrościerna. Terminem tym określa się mechaniczne wygładzenie lub polerowanie powierzchni, usuwanie produktów korozji gazowej i rdzy. Procesy te przeprowadza się w wygładzarkach wibracyjnych, na mokro z dodatkiem substancji chemicznych, środków ściernych i żywic syntetycznych o zróżnicowanych kształtach i efektywności ścierania. Specyficzną odmianą obróbki ściernej jest bębnowanie, w którym oddziaływanie materiału ściernego na powierzchnię stalową zachodzi w urządzeniu mieszającym podczas ruchów rotacyjnych bębna.

Obróbka strumieniowo-ścierna nie jest bezwzględnie wymaganym etapem procesu cynkowania. Jest elementem opcjonalnym obróbki materiału przed cynkowaniem.

Odtłuszczanie:

Elementy stali przed zanurzeniem w kąpieli cynkowej powinny być wolne od tłuszczu, substancji woskowatych i oleju, które uniemożliwiają reakcję żelaza z cynkiem. Etap odtłuszczania ma na celu uzyskanie chemicznie czystej powierzchni, na której powstanie stop stali z cynkiem. Czyszczące i odtłuszczające właściwości posiada wiele nieorganicznych roztworów o odczynie alkalicznym, kwaśnym i neutralnym.

Trawienie:

Pozwala ono na skuteczne usunięcie substancji niemetalicznych (tj.: rdza, zgorzelina i inne produkty korozji) powstałych podczas walcowania i wyżarzania elementów konstrukcyjnych. Najbardziej popularnym sposobem trawienia jest kąpiel w kwasie solnym. W wyjątkowych sytuacjach, kiedy usunięcie piasku z elementów żeliwnych poprzez trawienie w kwasie chlorowodorowym nie przynosi oczekiwanych efektów, można zastosować roztwór kwasu fluorowodorowego, bądź mieszaninę kwasów chlorowodorowego i fluorowodorowego.

Topnikowanie:

Wytrawiona w kwasie stal przechodzi do kolejnej fazy zwanej topnikowaniem. Etap ten polega na zanurzeniu elementów stalowych w roztworze wodnym chlorku cynku i chlorku amonu (ZnCl2/NH4Cl), celem zapewnienia prawidłowego przebiegu reakcji chemicznych zachodzących podczas cynkowania. W metodzie suchej chlorek amonu stanowi 15% roztworu, natomiast w mokrej sole występują w proporcji 1:3. Zadaniem topników jest oczyszczenie powierzchni stalowych ze śladowych ilości tlenków, co skutecznie minimalizuje ryzyko utlenienia stali przed jej wprowadzeniem do płynnej kąpieli cynkowej.

Suszenie:

Po obróbce w kąpieli topnikowej elementy stalowe zostają poddane suszeniu w temperaturze 120°C-150°C. Jest to etap wymagający wysokiej precyzji i szczególnej ostrożności. Ważne jest stałe kontrolowanie temperatury układu. Gwałtowna zmiana warunków termicznych może wywołać zapalenie substancji chemicznych wchodzących w skład topnika i wpłynąć na zmniejszenie skuteczności obróbki. Suszenie powinno być przeprowadzone sprawnie i szybko, by zapobiec trawieniu żelaza i powstawaniu związków żelazowych wpływających niekorzystnie na procesy z udziałem topników.

Cynkowanie:

Ostatni etap procesu cynkowania ogniowego polega na zanurzeniu uprzednio przygotowanego podłoża stalowego w kąpieli stopionego cynku o temperaturze 445°C-455°C. W tych warunkach cynk i żelazo ulegają bardzo szybkiej reakcji chemicznej, co skraca czas zanurzenia powierzchni stalowych w ciekłym cynku do kilku minut. Na drodze dyfuzji, czyli przenikania atomów cynku w zewnętrzną warstwę stali, powstaje powierzchniowy stop żelazo-cynk zawierający różny stosunek obydwu składników. Ogniowa powłoka cynkowa po ostudzeniu w wodzie cechuje się wysoką odpornością mechaniczną i estetycznym wyglądem.