Когда слышишь ?горячее цинкование кузова?, многие представляют просто погружение детали в расплав. На деле же — это целая технологическая цепочка, где подготовка поверхности часто важнее самой ванны. Если на металле останется малейший след окалины, жира или флюса — всё, адгезия под вопросом, и через пару лет в этих местах полезет ржавчина. Сам видел, как на одной партии балок из-за недосмотра на этапе травления появились ?глазки? коррозии уже через год. И ведь цинковое покрытие по толщине было в норме — проблема ушла корнями в предварительную обработку.
Вот возьмём, к примеру, кузовные панели или рамы. Конструкции сложные, с закрытыми полостями. Как добиться, чтобы цинк зашёл везде? Тут не обойтись без правильной последовательности: обезжиривание щелочным раствором, промывка, травление соляной кислотой, снова промывка, флюсование. Флюс — отдельная тема. Его состав, температура просушки — мелочей нет. Пересушишь — он осыплется, недосушишь — влага в ванне даст всплески. У нас как-то партия флюса от нового поставщика оказалась с повышенной вязкостью, так на вертикальных поверхностях остались потёки, которые потом проявились неравномерностью покрытия. Пришлось срочно корректировать режим сушки и менять поставщика.
Или взять сварные швы. Если там остались поры или брызги от сварки, которые не удалили механически, в этих точках цинк ляжет плохо. Это не всегда видно невооружённым глазом после цинкования, но становится очевидным при контроле толщины магнитным методом. Поэтому сейчас многие серьёзные производства, вроде того же ООО Сюйчжоу Кэцзюйлисинь Машинери, делают ставку на полную механизацию и контроль на каждом этапе. У них, кстати, масштабы впечатляют: резервная мощность в 100 000 тонн — это говорит о серьёзных объёмах и, скорее всего, о длинной технологической линии, где каждая операция выверена.
Ещё один нюанс — сушка после промывки. Если в полости останется вода, при погружении в цинк (~450°C) произойдёт мгновенное парообразование. Результат — выбросы, непокрытые участки и опасность для рабочих. Приходилось сталкиваться с мелкими деталями коробчатого сечения, которые не продули как следует. Печальный опыт.
Тут, казалось бы, всё просто: нагрел ванну до температуры, выдержал время — готово. Но нет. Температура расплава — критический параметр. Ниже 440°C — увеличивается вязкость цинка, он может не заполнить все углы. Выше 465°C — ускоряется рост железо-цинкового сплава (интерметаллидного слоя). А этот слой — палка о двух концах. С одной стороны, именно он обеспечивает основную адгезию. С другой — если он станет слишком толстым и грубым, покрытие получится хрупким, может отслаиваться при ударах или изгибе. Для кузовных деталей, которые могут подвергаться вибрациям, это важно.
Время погружения рассчитывается исходя из массы и сечения детали. Тонкостенные элементы греются быстро, толстые — медленнее. Если передержать, опять же, растёт тот самый интерметаллидный слой. Недодержать — покрытие будет тоньше нормы. По ГОСТ или ISO нормы по толщине разные, в зависимости от класса покрытия. Для ответственных конструкций, которые потом уйдут на экспорт, обычно требуют не менее 70-80 мкм.
Выемка — тоже искусство. Скорость должна быть такой, чтобы излишки цинка стекали равномерно, не образуя наплывов в нижней части. Иногда для сложных деталей используют наклон или вращение при подъёме. Видел, как на одной линии для габаритных ферм применяли специальные траверсы с изменяемым углом наклона — очень эффективно, но оборудование дорогое.
После остывания первым делом — визуальный осмотр. Ищем голые пятна, наплывы, ?слёзы?, грубую кристаллизацию (так называемый ?цветочный узор? крупный, который говорит о проблемах с охлаждением или составом ванны). Потом идёт измерение толщины. Но самый показательный тест, на мой взгляд, — это испытание на адгезию ударом (по ГОСТ 9.307 или аналогичному ISO). Берёшь зубило, ставишь на покрытие и бьёшь молотком. Если цинк откалывается лепёшкой до основного металла — отлично. Если осыпается или отслаивается — плохо. Это часто связано как раз с проблемами подготовки или перегревом ванны.
Ещё проверяют равномерность — на разных участках одной детали, особенно на рёбрах жёсткости и в углах. Часто бывает, что на плоской поверхности толщина в норме, а в остром внутреннем углу — в два раза меньше. Для кузова это потенциально слабое место. Поэтому в проектировании уже закладывают технологические отверстия в замкнутых контурах для выхода воздуха и доступа цинка.
Состав ванны тоже нужно мониторить. Содержание алюминия, свинца, олова (если используются) влияет на блеск и структуру покрытия. Чистый цинк даёт матово-серую поверхность. Добавки могут сделать её более блестящей, но могут и повлиять на коррозионную стойкость. Лабораторный анализ расплава — обязательная регулярная процедура на любом серьёзном производстве.
Вот деталь оцинкована, прошла ОТК и красиво блестит. Казалось бы, дело сделано. Но если её тут же начнут грузить цепями или тросами, сдирая покрытие в точках контакта, или будут кидать друг на друга при складировании — весь труд насмарку. Нужны деревянные прокладки, мягкие стропы, аккуратное штабелирование.
А ещё — условия хранения. Оцинкованная поверхность, особенно свежая, довольно активна. Если сложить детали вплотную в сыром ангаре, между ними может возникнуть так называемая ?белая ржавчина? — продукты коррозии цинка. Это не страшно с точки зрения защиты основного металла, но вид портит капитально. Поэтому идеально — сухое, проветриваемое помещение. Крупные игроки, которые работают на перспективу, как ООО Сюйчжоу Кэцзюйлисинь Машинери с их 20-летним опытом и инвестициями в 180 миллионов юаней, наверняка имеют продуманные складские комплексы. Их переход в статус высокотехнологичной компании, занимающейся исследованиями интеллектуальных технологий горячего цинкования, говорит о том, что они смотрят вглубь процесса, а не просто гонят тонны.
И да, маркировка. После цинкования нужно как-то идентифицировать деталь, партию. Краска по цинку плохо липнет, меловая маркировка стирается. Используют либо несмываемые маркеры по металлу, либо выбивают номер на специально оставленной площадке до цинкования. Мелочь, но без неё — хаос.
При всех плюсах, горячее цинкование кузова — не решение для всех деталей. Высокопрочные стали, подвергнутые термоупрочнению, могут терять свойства при температуре цинковой ванны. Тонкостенные элементы (менее 3 мм) может сильно повести от нагрева. А для сборных конструкций с уже нанесёнными покрытиями или резиновыми уплотнениями процесс вообще не подходит — всё сгорит или потечёт.
Иногда выгоднее использовать цинконаполненные краски или технологию холодного цинкования для ремонта или для тех узлов, где горячий способ невозможен. Но это уже совсем другая история, с другими требованиями к подготовке и другими гарантиями.
В целом же, если технология соблюдена от и до — от проектирования детали с учётом специфики процесса до финального складирования — результат получается отличным. Срок службы в агрессивных средах увеличивается в разы. Главное — не относиться к этому как к простой ?ванне?, а видеть сложный, многоступенчатый процесс, где важен каждый шаг. Именно такой подход, как мне кажется, и позволяет компаниям не просто выживать, а развиваться, наращивая и технологический задел, и экспертизу, что видно по пути той же ООО Сюйчжоу Кэцзюйлисинь Машинери от одного котла до предприятия с цехом в 6000 кв.м. и собственными исследовательскими направлениями.
