Файл: Соголовская А.Г. Прогрессивные методы горячего цинкования.pdf

не успевают сильно развиться хрупкие интерметаллические фазы), извлечение из расплава должно быть медленное, во избежание образования матовых пятен, на которых слой чистого цинка отсутствует. На большинстве заводов извле­ чение изделий производится быстро за счет медленной про­ водки, что увеличивает общую толщину покрытия. Вообще же время пребывания изделий в цинке обычно не устанавли­ вается и не контролируется и зависит только от цинковальщика и его производительности.

Качество полученного покрытия зависит и от химическо­ го состава цинкового расплава. В расплаве постоянно нахо­ дится железо, образующееся от растворения стальной ван­ ны и инструмента в цинке. При содержании его более 0,2% ванну необходимо остановить на отстой или перейти на оцинковку мелких изделий.

Олово, которое вводится в ванну (чаще всего в виде свин­ цово-оловянного припоя), способствует образованию на по­ верхности покрытия кристаллического узора. Но при обра­ ботке покрытия в мыльном растворе кристаллический узор не образуется, поэтому и добавка олова в расплав является нецелесообразной.

Сурьма также применяется для создания кристалличе­ ского узора, но она способствует растворению стали в цин­ ке, и поэтому является вредной примесью в расплаве.

В практике горячего цинкования алюминий обычно до­ бавляют в ванну для осветления поверхности и предупреж­ дения появления желтых пятен на покрытии. Но, как ука­ зывалось выше, алюминий способствует также образованию тонкого эластичного покрытия, поэтому присутствие его в расплаве очень важно. Однако алюминий, вводимый на зеркало расплава, не попадает в более глубокие слои цин­ ка. Поэтому на поверхности цинковых изделий не обра­ зуется пленка FeAl3, препятствующая росту хрупких желе­

87

случае, если алюминий в количестве 0,01—0,05% равно­ мерно распределен в цинковом расплаве (более высокое содержание алюминия в расплаве при цинковании наша­ тырным способом приводит к увеличению расхода наша­ тыря).

Вопрос о количестве свинца, необходимом для получения качественного покрытия, в настоящее время еще не решен

88

окончательно. На некоторых предприятиях считают, что к цинку ЦО следует добавлять до 1,5% свинца, так как при­ мерно столько же его содержится в цинке марки ДЗ и Ц4. В то же время исследования, проведенные в ЦЗЛ Лысьвенского металлургического завода, показали, что свинец, до­ бавляемый в ванну, насыщает расплав только до содержа­

санное выше введение свинца в виде сплава Zn — РЬ не на-

шло широкого применения, так как .приготовление этого сплава вызывает затруднение (необходим перегрев металла до 820° С, что приводит к интенсивному окислению и боль­ шому угару цинка).

На Лысьвенском металлургическом заводе после ряда исследований, проведенных в ЦЗЛ, был предложен следую­ щий метод введения свинца в расплав. Швеллер, заваренный с торцов, наполняют свинцом и погружают в расплав на глубину 30—50 мм от поверхности (рис. 29). При очистке поверхности расплава перед выемкой изделий скребок про­ ходит над швеллером, встряхивает его и небольшие порции свинца переходят в расплав. Поскольку верхние слои цинка

89

постоянно перемешиваются, свинец довольно равномер­ но распределяется в цинке. Однако стальной швеллер разъ­ едается цинком. Для защиты его была изготовлена обмазка, имеющая следующий состав: кварцевый песок — 94%, крем­ нефтористый натрий Na2SiF6 — 6%; связка — жидкое стек­ ло. Толщина обмазки— 1 — 1,5 мм. Предложено также покрывать швеллер грунтовой силикатной эмалью.

Отходы цветных металлов. При горячем цинковании отходами являются гартцинк, зола и нашатырный шлак (нашатырные опады).

Гартцинк, который скапливается на дне ванны, вычерпы­ вают через 7—15 сут работы (в зависимости от глубины ван­ ны). Вычерпывание производится при температуре 480— 490° С дырчатой ложкой. Через отверстия в ложке вытекает свинец, так как он тяжелее гартцинка. Но все же часть свин­ ца в смеси с гартцинком выносится из ванны. Об этом сви­ детельствуют результаты анализов гартцинка различных предприятий (табл. 16).

Втабл. 16 показано также содержание железа и свинца

вобразцах расплава.

Из таблицы видно, что даже при очень низком содержа­ нии свинца в расплаве гартцинк содержит свинец. Содержа­ ние цинка в гартцинке на предприятиях УССР превышает обычно 90%, причем почти половина его — это механиче­ ски примешанный цинк, для извлечения которого на отдель­ ных заводах (например, Новомосковском) применяют ван­ ны-отстойники.

В ванну загружают гартцинк, полученный от предыду­ щей чистки, расплавляют его и дают отстояться в течение суток. Благодаря разнице удельных весов, гартцинк осе­ дает на дно ванны, а чистый цинк образует верхний слой, который сливают отдельно и добавляют затем в ванну цинкования. Таким образом, из гартцинка удается извлечь

90

до 40% цинка, и содержание его в гартцинке уменьшается примерно на 5% (образцы 2 и 3); вместе с тем, в гартцинке после отстоя почти не содержится механических примесей свинца, так как он за время отстоя успевает осесть на дно ванны.

На Житомирском заводе «Металлист» гартцинк расплав* ляют открытым пламенем в наклонно установленной ванне. Метод основан на том, что температура плавления чистого цинка ниже, чем гартцинка, поэтому при омывании откры­ тым пламенем чистый цинк, обволакивающий частицы гарт-

91

цинка, оплавляется и стекает на дно ванны, а затем вытекает через летку в нижней части ванны. Как видно из табл. 16 (образцы 5 и 6), при переплавке открытым пламенем со­ держание цинка в гартцинке уменьшается на 6,4%; вместе с тем содержание свинца в гартцинке остается высоким — 0,89%, т. е. примерно таким же, как и в расплаве (образец 4). Анализ цинка, выплавленного из гартцинка, показал, что свинец в нем не содержится (образец 5). Таким образом, при переплавке открытым пламенем извлечь свинец из гарт­ цинка не удается. При отсутствии отстойника, что имеет место на большинстве заводов, свинец, в основном, попа­ дает в отходы.

Цинковая зола и нашатырные опады содержат 40—60% цинка. Для уменьшения выноса из ванны цинка с золой, ее пережигают в конце каждой смены на поверхности распла­ ва. Золу, извлеченную из ванны, измельчают и отсеивают цинковые корольки.

Нашатырные опады для извлечения цинка переплавляют с добавкой опилок и отработанного масла.

Обработка оцинкованной посуды. В настоящее время на большинстве предприятий УССР применяется обработка оцинкованных изделий в мыльном растворе. Первым на Украине эту обработку применил Новомосковский метал­ лургический завод, и здесь же была разработана техно­ логическая инструкция по применению мыльного раст­ вора.

Мыльный раствор готовят из 60—70%-ного мыла. Рабо­ та на более низкосортном мыле не допускается. Для за­ правки ванны применяется только мягкая вода. Содержание» мыла должно поддерживаться в пределах 2,5—3,5 г!л. Температура раствора для мелких изделий — 85—90° С, для крупных — 92—94° С. При повышении температуры до 95—96° С на изделиях появляются желтые пятна. Как по-

92

казали исследования, эти пятна представляют собой осадок, состоящий из продуктов разложения мыла. Поэтому рас­ твор необходимо периодически очищать с помощью сита от образующегося осадка. Если эти условия не выполняются, мыльный раствор часто не дает ожидаемого эффекта: блеск покрытия не улучшается, остаются изредка флюсовые пят­ на, плохо сглаживаются заусеницы, на поверхности изделий появляются матовые пятна от осевших продуктов разложе­ ния мыла. Все это портит внешний вид посуды.

На ряде заводов республики обработка в мыльном рас1 твореорганизована неверно: изделия, извлеченные из распла­ ва, сам цинковалыцик сразу же окунает в мыльный раствор; при этом излишки цинка не успевают полностью стечь с изделий и при быстром охлаждении в растворе мыла за­ стывают, образуя неровности. Так же быстро охлаждаются и щипцы, в которых зажато изделие, поэтому на всех по­ следующих изделиях образуются следы от холодного инстру­ мента, что портит внешний вид посуды.

При правильной организации работы изделия после цинкования устанавливают на подставку на 15—30 сек для стекания цинка, затем снимают изделие с подставки и пово­ рачивают в щипцах для равномерного распределения еще не застывшего цинка, и только после этого погружают в мыльный раствор.

На всех изделиях после оцинковки остаются острые за­ усеницы, которые удаляют напильником, пока изделие еще не остыло.

Бидоны для керосира и садовые лейки цинкуют без крыш­ ки. Крышки с ручками изготовляют из листов оцинкован­ ного железа, а затем соединяют с корпусом на закаточных станках. Обычно для создания водонепроницаемости таких швов применяют пайку оловом. На Нижнеднепровском за­ воде им. Коминтерна закатку крышек производят на жид-

93