в чем плавить цинк в домашних условиях

Технология выполнения цинкования в домашних условиях

Метод цинкования – один из самых распространенных для создания надежной защиты для металла от коррозии. Он отличается простотой и дешевизной. Поэтому такой способ обработки можно выполнять в домашних условиях, для чего необходимо лишь соблюдать определенные условия.

Цинкование как распространенный способ коррозийной защиты металлов

При создании качественных и долговечных металлических покрытий чаще всего применяют именно технологию цинкования. Это объясняется невысокой стоимостью расходных материалов и отличным результатом. Само цинкование происходит по простейшей технологии. Для ее осуществления не нужны дополнительные расходы и много усилий, что позволяет проводить подобную обработку в домашних условиях.

Цинковое покрытие формируется в результате того, что цинк вступает в реакцию окисления с кислородом, находящимся в составе воздуха. В последующем на поверхности обрабатываемого металла образуется прочная защитная пленка, которая ограждает его от негативного воздействия внешней среды.

Цинк является более активным металлом, чем железо или сталь. Поэтому он в первую очередь взаимодействует с кислородом и водой, предотвращая коррозию. Даже если на поверхности изделий из металла присутствует хоть часть покрытия, оно защищает его от разрушения.

Проведение цинкования в домашних условиях

Технологический процесс цинкования подразумевает под собой осаждение катионов металла на аноде. Подобная химическая реакция протекает в ванне с электролитом при воздействии электрического тока.

Где найти электролит

В качестве электролита можно использовать любой раствор солей цинка. Самыми популярными и легкодоступными считаются хлорид цинка и соляная кислота. Также электролит с необходимыми свойствами можно получить методом травления цинка в серной кислоте. Эту реакцию следует проводить очень осторожно. Она сопровождается выделением большого количества тепловой энергии и взрывоопасного водорода.

Как получить цинк

Для цинкования в домашних условиях необходимо подготовить цинк, который можно получить следующими способами:

Подготовка к выполнению процедуры

Для создания качественного металлического покрытия следует выполнить несколько подготовительных операций:

Технология создания цинковой пленки

Для создания качественного защитного покрытия на поверхности металла после проведенных подготовительных операций источник тока подключают к сети, а катод окунают в гальваническую ванну. Данный процесс должен проходить без бурного кипения. Если такое наблюдается, можно заподозрить слишком большую силу тока в системе. Чтобы снизить ее, в электрическую цепь присоединяют несколько дополнительных потребителей.

Постепенно на поверхности катода будет формироваться металлическое покрытие. Чем дольше протекает этот процесс, тем больше будет толщина защитного слоя на металле.

Популярные методы

Существует много эффективных химических способов выполнения цинкования, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В любом случае созданное покрытие будет служить долго, если не подвергать его механическим воздействиям и правильно выбрать толщину защитного слоя с учетом особенностей эксплуатации изделий.

Горячий метод

Данный способ цинкования является одним из самых эффективных. После проведения подобной обработки удается создать надежное покрытие, которое надолго остается на поверхности металлических изделий. Недостатком горячего метода является его вредность для окружающей среды.

Для выполнения данной обработки необходимо придерживаться следующей технологии:

Такой метод цинкования не подходит для обработки больших по площади деталей и требует определенной подготовки, поиска подходящих емкостей.

Холодный метод

Данный метод обработки подразумевает окраску металлоизделий специальными смесями. Они содержат в составе цинк, что позволяет в кратчайшие сроки сформировать на поверхности надежное покрытие. Наносят такую краску обычным способом – валиком, кистью, краскопультом. Такой метод обработки идеален для деталей, которые невозможно покрыть защитным слоем обычным горячим цинкованием.

Гальваническое цинкование

Такое цинкование в домашних условиях проводится с применением электрохимических воздействий на металл. При его выполнении на поверхности металла образуется тонкая защитная пленка, которая эффективно защищает металл от внешнего негативного воздействия.

Для обработки изделие помещают в специальную емкость, где находится цинковая пластина. После этого подводится электричество. Именно оно переносит частицы цинка с пластин на поверхность обрабатываемых изделий.

Основным недостатком данного метода называют его дороговизну. Также в процессе обработки металла остаются опасные яды, которые требуют специальной утилизации.

Термодиффузионное цинкование

При выполнении термодиффузионного цинкования создается среда, которая характеризуется наличием высоких температурных показателей. Примерно при +2600°С цинк расщепляется на мелкие частицы, которые оседают на поверхности металлических изделий. Основным преимуществом данного метода цинкования является то, что в результате его выполнения образуется особенно толстый защитный слой.

Процесс нанесения защитного покрытия на изделия из металла осуществляется в специальной камере закрытого типа. Вначале на поверхность детали наносится порошковый цинк, после чего она подвергается нагреву. Данная технология применяется исключительно в промышленных условиях. Дома ее использовать очень сложно, дорого и небезопасно.

Преимуществом термодиффузионного цинкования называют его безопасность для окружающей среды. Создаваемое покрытие имеет значительную толщину, что обеспечивает отличные защитные качества.

Газотермическое цинкование

Нанесение цинка осуществляется при помощи интенсивного газового потока. После выполнения подобной обработки поверхность обязательно окрашивают. Несмотря на особенности подобной технологии, она обеспечивает высокое качество и долгий срок службы обрабатываемых деталей.

Видео по теме: Цинкование металла в домашних условиях

Источник

Где используется цинк в быту. Цинкование в домашних условиях

Где дома можно достать цинк

Получить цинк для последующей выплавки в домашних условиях возможно и это не займет большого количества времени. В первую очередь, стоит обратить внимание на старые карбюраторы и бензонасосы от автомобилей ГАЗ 53, ЗИЛ. Корпуса данных деталей авто изготовлены из цинка. Отметим, что в конструкции этих механизмов присутствуют элементы не из цинка – их нужно убрать в обязательном порядке. Этот способ актуальный для автолюбителей, т.к. найти эти детали от авто им не составит особого труда.

К сведению. Найти такие комплектующие можно на авторынках, по объявлениям или на СТО. Отметим, что не обязательно приобретать рабочие карбюраторы или бензонасосы – главное чтобы был целый корпус.

Следующий способ найти цинк является самым простым для каждого человека – различная мебельная фурнитура (крючки, ручки), в том числе и советские петли. Такие элементы с большой долей вероятности найдутся в каждом доме.

Для добычи цинка также могут использоваться солевые батарейки (L), точнее их корпус под стальной оберткой. Отметим, что такой способ добычи данного металла актуален для разового покрытия, т.е. для профессионального нанесения защитного покрытия он не подойдет.

Еще одним вариантом добычи являются старые замочные механизмы и ключи – наверняка они найдутся в каждом доме, особенно в частном секторе. Старые плавкие предохранители советского производства – один из способов получить цинк.

Совет. Для оцинковки большого количества деталей рекомендуется принимать к сведению способ поиска мебельной фурнитуры, карбюраторов или бензонасосов. Это обусловлено тем, что эти элементы могут полностью состоять (или большая их часть) из цинка, что позволяет сэкономить время. К примеру, одна мебельная ручка по массе эквивалентна 10 оболочкам батареек.

Обработка с помощью солевых батареек

Все начинается с подготовки. Вам понадобятся:

Поврежденное коррозией место тщательно зачищается и цинкуется батарейкой. Для этого с батарейки снимается верхняя оболочка с названием, на корпусе фиксируется провод. Второй конец подключается к автомобильному АКБ или зарядному устройству для авто аккумулятора. Чем длиннее провод, тем лучше – вам будет удобнее работать.

Затем нужно подать напряжение – с АКБ или ЗУ на кузов идет минус. Параллельно подключаем лампочку, чтобы не испортить аккумулятор. После этого батарейка оборачивается тряпкой, смачивается в кислоте. Медленно водите этим нехитрым приспособлением по защищенному месту. Вы услышите шипение, железо покроется светлым слоем цинка.

Процесс длительный, но эффективный. Когда обработка закончится, нужно приготовить раствор с лимонной кислотой и протереть обработанный металл. Затем обезжирить и подсушить, нанести эпоксидную грунтовку. Она хоть и обойдется в 500-600 рублей за баллон, но будет держаться отлично. Далее при необходимости наносится шпатлевка, грунтуется и наносится база. После нее поверхность покрывается лаком или акриловой краской.

Читать также: Пропускная способность провода сип

Как выплавить цинк в домашних условиях

Подготовительные работы включают в себя следующую последовательность этапов:

Плавление рекомендуется выполнять в специально оборудованном месте – мастерская, гараж или на открытом воздухе.

К сведению. Чем меньшие элементы сырья (цинка), тем быстрее выполняется плавка. В случае отсутствия возможности помельчить металл, можно плавить элементы целыми (ключи, корпуса батареек, детали, ручки и т.д.) в емкости подходящего объема.

После завершения выплавки нужно придать форму расплавленному металлу – самым простым вариантом является использование обычного половника. Цинк застынет в форме чушки. Чтобы придать форму пластин или прямоугольных болванок нужно воспользоваться отливочной формой. Ее можно сделать самому – самый простой способ заключается в создании в пеноблоке требуемой формы. Предварительно блок нужно разделить пополам.

Совет. Если отсутствует пеноблок, возможно использовать старый метод – использовать глину для создания формы. Подойдет как обычная, так и гончарная.

Каковы преимущества холодного цинкования

Техника безопасности при выполнении работ

В каких случаях плавка цинка в домашних условиях выгодна

Главная необходимость в выполнении данного процесса дома – обеспечить защиту стальных деталей автомобилей советского производства. Создание защитного слоя выполняется при помощи гальванизации – цинковые пластины, заготовки являются основным элементом для проведения оцинковки.

Также, обработка металлических изделий цинком позволяет исключить коррозийные процессы, которые могут возникать в ходе эксплуатации. При необходимости, такой способ защиты стальных поверхностей применяется для любых изделий.

К преимуществам домашней плавки цинка нужно отнести:

Способы цинкования

Цинкование металлических изделий является наиболее популярным способом борьбы с коррозией. Это обусловлено соотношением высокого показателя в результате испытаний и доступной стоимостью. Применяются следующие способы оцинковки металла:

Чтобы выбрать для себя наиболее подходящий вариант, необходимо сначала проанализировать условия, в которых будет эксплуатироваться изделие в будущем. Качество цинкования зависит от толщины покрытия, времени и температуры защиты. Оцинковка металла своими руками возможна только двумя способами: холодным и гальваническим. Стоит отметить, что долговечность обработанной таким образом детали будет зависеть от условий эксплуатации. Цинковый слой легко подвергается механическим воздействиям.

Физические свойства цинка

Чистый металл имеет серебристо-серый цвет, при взаимодействии с воздухом со временем меняет свой изначальный оттенок на голубоватый. При воздействии незначительных усилий цинк ломается, т.к. по своей структуре он хрупок.

Температура плавления составляет 419, 5 градусов. При увеличении t до 500-600 град. – цинк испаряется (пар), что подразумевает использование распираторов и других средств для защиты органов дыхания. Наличие примесей влияет на физические свойства цинка – он может иметь большую прочность, эластичность и другие показатели. Создание дополнительных свойств осуществляется наличием добавок и их количеством.

К сведению. Сплав ЦАМ (95% — цинк, 4% — алюминий, 1% — медь, 0,05 – магний) — оптимальный вариант для цинкования деталей в домашних условиях.

Цинковые литейные сплавы

Чистый или технический цинк хорошо обрабатывается прокатом, на штампах и другими методами обработки металла. Его можно обрабатывать как в холодном, так и в подогретом до 170 градусов, состоянии. Плотность цинка равна 7,13 кг на кубический дециметр. Кроме того, цинк обладает низкой температурой плавления – 420 градусов Цельсия. Металлургическая промышленность выпускает несколько сортов цинка, которые отличаются друг от друга набором примесей. Для маркировки цинковых сплавов применяют следующий набор букв и цифр. Буква Ц, обозначающую принадлежность материала к цинку. Затем указывают буквы А, М или другие, которые обозначают названия примесей А – алюминий, М – медь и пр. на третьем стоят цифры, указывающие на процентное содержание примеси.

Цинковые литейные сплавы

Для литья из цинка применяют сплавы ЦА4, ЦАМ4-1 их применяют для литья под давлением и многие другие. Состав и механические параметры антифрикционных сплавов определены в ГОСТ 21437-95.

К особенностям применения цинковых сплавов можно то, что вторичная плавка этого материала приводит к потере ими жидкотекучести.

Когда плавка цинка дома не оправдана

Первое, что нужно помнить – если затраченные средства и силы не стоят итогового результата. Перед плавкой цинка нужно знать, имеет ли смысл заниматься этим. Готовая цинковая пластина/чушка применяется только для гальванизации стальных деталей, в другом направлении она не может использоваться в домашних условиях.

В случае, если потраченные усилия оправдывают цель – выплавкой цинка стоит заняться, если нет – проще купить подходящую деталь или обратиться в компанию, занимающиеся оцинковыванием. Нужно принимать к сведению тот факт, что даже при наличии цинковой пластины, процесс гальваники может пойти не плану – простое несоблюдение технологии, невнимательность и т.д.

Что такое оцинковка

Оцинковка кузова автомобиля — это процесс его покрытия тонким слоем цинка. Этот металл практически не поддается коррозии и защищает элементы конструкции не только от влаги, но и от других химически активных веществ. Автопроизводители применяют оцинковку на этапе сборки машин. Она может быть полной или частичной. В первом случае обработке поддаются абсолютно все элементы кузова, причем как с наружной, так и с внутренней стороны. Второй вариант подразумевает покрытие цинком только тех деталей, которые чаще всего страдают от взаимодействия с агрессивной средой: днище, пороги, крылья и т.п.

Цена цинка за 1 кг

Фиксированной стоимости данного металла за 1 килограмм нет – стоимость покупки зависит от процентного содержания цинка в чушках. Соответственно, чем больше % — тем больше цена. Для проведения гальванического покрытия в большинстве случаев применяются пластины с долей цинка от 95% — это оптимальный вариант, т.к. достигаются все требования к такому защитному слою.

Основное правило при покупке цинка – обращать внимание на его массовую долю (производитель указывает подробную информацию о продукции).

Средняя цена цинка за кг в чушках – от 97 рублей. Перед покупкой рекомендуется тщательно изучить все предложения, т.к. имеется вероятность найти более дешевый вариант. Приобретать данный металл нужно у проверенных производителей или поставщиков, которые предоставляют сертификаты качества на товар.

Как узнать, оцинкован ли ваш автомобиль

Учитывая, что далеко не все компании, изготавливающие машины, используют перечисленные технологии защиты, не лишним будет узнать, проходила ли ваша машина подобную обработку, и можно ли надеяться на то, что ее металл способен противостоять коррозии. Но как определить оцинковку кузова автомобиля, если он покрашен?

Самый простой и верный способ — изучить руководство пользователя. Если кузов проходил подобную обработку, в документе вы обязательно найдете соответствующую отметку. Второй способ — это проверка машины по ВИН-коду. В полученном ответе будет содержаться информация о том, проходил ли кузов оцинковку.

Ну и последний метод — это визуальный осмотр машины. Если кузов имеет повреждения лакокрасочного покрытия, и под ними вы увидите характерный серый слой, можете быть уверены, автомобиль оцинкован. Можно также осмотреть днище, фрагментарно удалив с него грязь и слой антикоррозионки. Не будет лишним взглянуть и на пол салона, предварительно отодвинув ковролин.

Рекомендации при плавке цинка в домашних условиях

Такие рекомендации позволят провести работы и получить требуемый металл без риска для себя и окружающих.

В любом случае, поиск цинка дома – процесс, который со 100% вероятностью закончится успехом. В данном случае все зависит от того, сколько данного металла Вам требуется. Те, кто занимается выплавкой цинка для собственных нужд, могут обойтись наличием замочных механизмов, ключей и батареек. Занимающиеся гальванизацией на более профессиональном уровне, могут рассчитывать только на старые автомобильные детали, т.к. их большая масса способствует быстрому получению требуемого количества цинка для удовлетворения производственных потребностей.

Как приготовить раствор для оцинковки

Прежде чем начинать обработку поверхности машины своими руками, приготовьте цинкосодержащий раствор. Все материалы для обработки включают в себя цинковый порошок и жидкий связующий элемент. Для того чтобы цинкование принесло ожидаемые плоды, внимательно соблюдайте пропорции компонентов. Специалисты рекомендуют смешивать порошок и связующий элемент в пропорциях от 1:1 до 3:1.

Конечно, не забывайте о технике безопасности: ваши руки и органы дыхания должны быть тщательно защищены и обезжирены. Кроме этого, само холодное цинкование рекомендуется осуществлять в хорошо проветриваемом помещении.

Какими преимуществами обладает цинковое покрытие

Независимо от типа выполнения покрытия, будь то на производстве или в домашних условиях, цинковый защитный слой имеет следующие достоинства:

Получение цинка в домашних условиях позволяет выполнить оцинковку гальваническим способом, потратив минимум времени на подготовку и реализацию процесса. Этот вариант обработки металлических изделий заключается в электрохимической реакции – ионы цинка покрывают поверхность детали, создавая защитный слой на поверхности. Задача такого покрытия – обеспечить защиту от воздействия влаги и механических повреждений, которые могут привести к коррозии.

Главный плюс цинкового покрытия – при получении повреждения слоя (до металла под ним) коррозия не возникает, т.к. цинк защищает все изделие, не допуская распространение ржавчины.

Как итог, можно сказать, что найти цинк в домашних условиях просто – любой из предложенных элементов можно найти у каждого человека. Его плавка занимает небольшое количество времени и сил, что позволит без усилий создать защитный слой, который сохранить деталь от негативного влияния влаги и других воздействий.

Что собой представляет цинкование

Все металлические элементы подвергаются в той или иной степени коррозийным процессам. Без этого не обойтись. И данный процесс можно только отсрочить. Именно с этой целью и используют обработку цинком. Такой выбор вещества не случайный. Выбор сделан на основе характеристик двух компонентов: стали и цинка. Цинк обладает более электроотрицательным зарядом, нежели сталь. При нанесении на металлические изделия цинкового покрытия между металлом и цинком образуется гальваническая связь. За счет этого под воздействием внешних факторов окружающей среды в реакцию вступает цинк. Химические реакции с участием стали замедляются. И так будет продолжаться до тех пор, пока цинковое покрытие не разрушится полностью.

В тех случаях, когда цинковое покрытие распадается, защита продолжает действовать. Связано это с тем, что цинк вступает в реакцию с кислородом воздуха. В результате химических процессов образуется гидроксид цинка. А данное вещество также обладает защитными свойствами. Таким образом, оцинковка металла продолжает работать.

Источник

Плавка сплавов на основе цинка

Цинк является тяжелым легкоплавким металлом; Тпл = 420 °С, р = 7,13 кг/дм3. Низкая температура кипения цинка (*кип = 907 °С) ограничивает допустимую температуру металла при плавке всех сплавов, в которые он входит. Энтальпия цинка при 500 °С (около 300 кДж/кг) в три раза ниже, чем энтальпия расплавленного алюминия. Удельное электрическое сопротивление расплава цинка 0,35-10

При низких температурах на воздухе цинк окисляется, образуя плотную защитную пленку из Zn03* 3Zn(OH)2. Однако в плавильных печах цинк окисляется по реакциям:
2Zn + 02 = 2ZnO, Zn + H20 = ZnO + H2, Zn + C02 = ZnO + CO.

Для защиты от окисления можно вести плавку в защитной или нейтральной атмосфере, например в среде азота. Однако на практике в большинстве случаев оказывается достаточным не допускать перегрева металла выше температуры 480 °С, при которой начинается интенсивное окисление и насыщение газами цинка. При данной температуре цинк и его сплавы не оказывают заметного влияния на огнеупорную футеровку печи и чугунный или стальной тигель. Повышение температуры приводит к растворению железа тигля в расплаве цинка.

Печи для плавки цинковых сплавов

Учитывая низкую температуру плавления и кипения цинка, плавку цинковых сплавов ведут обычно в тигельных печах, нагреваемых путем сжигания топлива или использования электрического сопротивления и индукции. В дуговых печах плавить цинковые сплавы не следует, так как неизбежный локальный перегрев металла вблизи горения дуги приводит к интенсивному испарению и окислению цинка. Индукционные канальные печи используются для плавки цинковых сплавов. На КамАЗе сплав ЦАМ10-5 для литья под давлением выплавляли в трех индукционных канальных печах емкостью по 2 т с нейтральной футеровкой. Однако перегрев металла в канале приводит к неустойчивости электрического режима плавки (так называемой цинковой пульсации) и принуждает ограничивать мощность, передаваемую в печь.

Технология плавки

Основную часть шихты обычно составляют сплавы цинковые литейные в чушках, свой возврат и лом цинковых сплавов. В качестве покровных флюсов используют смесь хлоридов кальция, калия и натрия, хлористый аммоний или криолит. Для подшихтовки используют первичный алюминий в чушках, катодную медь и магний металлический. Все компоненты шихты должны быть очищены от масел, влаги и других включений. Плавку ведут, не допуская перегрева ванны выше 480 °С. По результатам экспресс-анализа проводят корректировку химического состава.
Для ввода магния используют стальной колокольчик. При получении заданного химического состава металл перегревают до 440…450°С и переливают в ковш, нагретый до той же температуры. В ковше под вытяжным зонтом производят рафинирование расплава таблетками комплексного дегазатора «Дегазер», в составе которых 87% гексахлорэтана, 12,7% NaCl, 0,3% ультрамарина. Рафинирование можно проводить также отстаиванием, продувкой инертными газами и фильтрацией.

Источник