Цинковые аноды
Анодами из цинка называются гальванические элементы, которые наносят на поверхность металлургических деталей электрохимическим способом. Металл с примесями растворяется на аноде, образуя защитный цинковый слой. Покрытие препятствует коррозии, воздействию кислот, а также предупреждает преждевременный износ.
Сортамент цинковых анодов
Их производство регламентирует ГОСТ 1180-2021 (взамен 1180-91). Документация устанавливает:
- Применяемые сплавы. В качестве сырьевых заготовок допускается брать марки Ц0, Ц1С и Ц1 по ГОСТ 3640-94.
- Размер. Толщина 5-20 мм, ширина 65-600 мм с шагом в 25 мм, а длина 400-1200 мм с шагом в 50 мм.
- Вес. Теоретическая масса 34,56-140,04 кг/м². Зависит от толщины анода, рассчитывается при плотности металла равной 7,2 кг/дм³.
Кроме габаритов, состава и нормативного документа, маркировка сообщает способ производства (горячекатаный, Г), форму сечения (прямоугольная, ПР). Готовая продукция должна иметь ровную очищенную поверхность, чтобы можно было визуально оценить состояние. Правила приемки, контрольные испытания, предельные отклонения величин контролирует ГОСТ. По согласованию с производителем допускается выпуск изделий иных габаритов и другими предельными отклонениями.
Купить цинковые аноды можно также в форме шариков или цилиндров, их сортамент регламентирует ТУ 1721-020-61252951-2013. Из-за округлой формы аноды получают повышенную активную поверхность цинка в отличие от пластин. Скорость гальванической обработки можно увеличить с помощью повышения токовой нагрузки, избежав образования анодных остатков.
Как цинковые аноды используют для гальваники?
Цинк нужен в качестве гальванического (или жертвенного) анода по причине высокой химической активности металла. Например, он быстро образует анодную пленку, но сам процесс происходит равномерно. Предварительно заготовку очищают от загрязнений, обезжиривают, проводят процесс травления в растворе соляной кислоты. Однако растворение цинковых элементов осложняется несколькими факторами:
- процесс электрохимического растворения вещества происходит одновременно с химическим;
- при растворении в объем электролита из прианодного слоя замедляется диффузия раствора;
- обилие новых фаз;
- образование цинкатов в избытке щелочи.
Количество щелочи в составе раствора влияет на плотность цинковой пленки. При слишком большом проценте увеличивается коэффициент диффузии, возрастает число дефектов. Полученный слой повышает прочность детали, делает ее износостойкой, а главное – защищает поверхность от коррозии. Способ гальванического цинкования самый распространенный ввиду равномерности нанесения покрытия, стабильного содержания цинка, а также ресурсоемкости метода.
Чтобы избежать загрязнения электролитов примесями, используют марки, регламентированные ГОСТом. По согласованию с производителем можно заказать более дешевые аналоги.
Другие методы оцинковки и преимущества анодов из цинка
Горячее цинкование — предварительно обработанная деталь погружается в расплавленный цинк. Подразумевает наличие специального металлургического оборудования (траверсы для погружения, закрытая печь, ванна с расплавленным металлом, находящегося при постоянной температуре в +450°С), сложные технологические процессы (сушка, предварительный разогрев заготовки, подготовка ванн с жидкостями). Поэтому, способ применяют крупные автоматизированные линии для повышения рентабельности продукции. Горячее цинкование позволяет наносить защитный слой 40-200 мкм, а при согласовании с производителем его можно увеличить. К недостаткам относят высокую ресурсоемкость и невозможность нанесения слоев меньшей толщины.
Холодной оцинковкой называют процесс внешнего напыления цинка на поверхность при помощи порошкового металла.
Порошковые элементы также применяют при термодиффузионном цинковании. Защитная пленка образуется за счет помещения детали в среду, насыщенную порошковым цинком.
В чем особенность цинковых анодов?
Гальванический метод выделяют от остальных способов оцинковки качественные показатели:
- наиболее равномерное покрытие без подтеков и капель;
- нанесение тонкого (10-20 мкм) слоя на детали сложной формы;
- готовое визуальное решение, не требует дополнительной механической обработки;
- низкое образование шлама, ванна загрязняется минимально.
Чтобы сохранить металлические свойства анодов, к их хранению и транспортировке предъявляют особые требования – нахождение в помещениях без доступа активных химических соединений, влаги, а также недопустимость механического воздействия.
