Екологічно чиста технологія термодіффузіонного
цинкування на ТОВ «НВО« Захист металів »
Реферат
Виконав ст.гр. ЕО02а Петренко А.С.
Донецький Національний Технічний Університет
Донецьк-2008
Вступ
Суспільство
з обмеженою відповідальністю «Науково-виробниче об'єднання« Захист
металів »було засноване в 1992р. Основним напрямом діяльності компанії
є підвищення стійкості металевих виробів за допомогою дифузійних
зміцнюючих покриттів.
Компанія
є першим підприємством України, яке освоїло масове виробництво виробів з
дифузійним цинковим покриттям. В даний час обсяг виробництва перевищив
200 тонн на місяць. Вироби з дифузійними покриттями, оброблені на
обладнанні НВО «Захист металів», були поставлені в більш ніж 30 країн
ближнього і далекого зарубіжжя.
Висока
якість продукції, що випускається було відзначено дипломами та загальнонаціональними
нагородами.
Компанія
працює в тісному співробітництві з провідними виробниками України, Росії та
Європейського Союзу (Болгарія, Польща).
Основним
споживачем продукції нашої компанії є підприємства машинобудування,
гірничодобувної, коксохімічної та нафтогазовидобувної галузей, а також
енергетики, зв'язку, електропромисловості, будівництва і сільського господарства.
В
даний час НВО «Захист металів» є єдиним на Україні
виробником, яке освоїло масовий випуск металовиробів з термодіффузіонним цинковим
покриттям.
Власними
силами і з залученням науково-дослідних організацій на підприємстві
розробляються і впроваджуються нові технологічні процеси, здійснюється
постійне вдосконалення техніки і технології.
За
час своєї діяльності компанія ТОВ "Захист металів" отримала
декілька сертифікатів і нагород.
2. Огляд діяльності ТОВ «НВО« Захист металів »
Основними
напрямками діяльності НУО «Захист металів» є:
Поцинкування
продукції, наданої замовником.
Виробництво
обладнання для термо-дифузійного цинкування.
Далі
наведено перелік продукції, яка виробляється компанією на постійній основі.
Однак, технологічні можливості обладнання ТОВ «НВО« Захист металів »
дозволяють наносити покриття на вироби будь-якої форми та конфігурації.
Таблиця
1. Базовий перелік продукції:
Болт оцинкований
Гайка оцинкована
Шайба оцинкована
Гвинт оцинкований
Шуруп оцинкований
Шпилька оцинкована
Гвоздь оцинкований
Арматура
високовольтних ізоляторів оцинкована
Муфти оцинкована
Фітинг оцинкований
Пружини оцинковані
Ланцюги оцинковані
ТОВ
«Науково-виробниче об'єднання« Захист металів »є виробником
і постачальником устаткування для термодіффузіонного цинкування і порошкової суміші
для цинкування. З обладнанням поставляється суміш для цинкування, з розрахунку
цинкування ~ 1 тонни металовиробів; в подальшому забезпечується безперебійна
поставка суміші в будь-яких кількостях, що дозволяють виробничі потужності ТОВ
«Науково-виробниче об'єднання« Захист металів ». При поставці
обладнання спеціалісти ТОВ «Науково-виробниче об'єднання« Захист
металів »курують запуск обладнання та освоєння технології на
виробничих площах замовника.
В
Сьогодні виробляють три модифікації установок для термодіффузіонного
цинкування малогабаритних виробів, з розмірами робочого простору 200х800
мм, 300х900 мм і 400х1200 мм, обсягами завантаження 50-70 кг, 150-200 кг і 300-400
кг і максимальної споживаної потужністю 12 кВт, 36 кВт і 50 кВт
відповідно. Тривалість одного циклу цинкування становить 2-4 години.
Витрата цинкового порошку на формування 1 мкм - 7 г на 1 м2 поверхні
вироби.
В
комплект устаткування входить установка ТДЦ і шафа управління. На вимогу
замовника можливе постачання роздільник - апарату для відділення оцинкованих
виробів від робочої суміші. Комплекс обладнання по нанесенню термодіффузіонного
покриття компактний і простий в експлуатації (площа 25-30 м2). Один
людина здатна оперувати на п'яти установках одночасно.
3. Технологія термо-дифузійного цинкування.
Переваги
покриття, що отримується за методом термодифузії
Дифузійне
цинкування - це один з найбільш перспективних способів нанесення захисних
покриттів на сталеві, чавунні або мідні вироби. Ці покриття мають властивості
не досяжний іншими видами цинкування і тому є особливо
кращими в ряді областей експлуатації.
Дифузійні
цинкові покриття складаються з шарів залізо-цинк (від 7 до 20% заліза) утворюються
шляхом термо-хімічної дифузії цинку в поверхню виробів у процесі їх
нагрівання в присутності цинкового порошку.
Покриття
мають тьмяно-сіру матову поверхню, точно відтворюють профіль виробів, в
тому числі порожніх і виробів складної форми (різьблення, маркування). Таку властивість
покриттів, як рівномірність, роблять їх дуже зручними для захисту різьбових
поверхонь. Парні деталі не потрібно механічно обробляти (прорізати
різьблення після нанесення покриття).
Покриття,
отримані методом дифузійного цинкування, мають істотні переваги в
порівнянні з покриттями, отриманими методом гарячого цинкування, так як
процес протікає при більш низьких температурах і це дозволяє цінковать
термооброблені, в тому числі пружинні сталі, без втрати їх механічних
властивостей.
Шари
сплавів покриттів, отримані в порошку цинку, мають найвищу твердість з
всіх відомих цинкових покриттів і низький коефіцієнт ковзання, тому
покриття добре протистоять абразивного зносу та деформації, гайки не слабшають
в процесі експлуатації.
Дифузійне
цинкове покриття є жаростійким.
Гладка
матова поверхня служить прекрасною основою для міцного зчеплення з фарбою,
гумою, клеєм, не вимагаючи при цьому спеціальних грунтових покриттів. Фарбування
після дифузійного цинкування забезпечує захист, що перевищує сумарний термін
служби двох покриттів (цинкового та фарби), якщо їх застосовувати незалежно.
Оскільки
процес дифузійного цинкування сухий, то він дуже зручний для деталей,
отриманих спіканням, і для невеликих вузлів, які можна цінковать в
зібраному вигляді.
Для
задоволення викладених потреб було розроблено та виготовлено
спеціальне технологічне обладнання, що дозволяє цінковать 200 тн металовиробів
на місяць і розроблені технічні умови «Кріпильні та інші вироби з
термодіффузіонним цинковим покриттям »ТУ У 28.5-31831164-002-2004.
Малюнок
1. Установка термо-дифузійного цинкування.
Випробування,
проведені провідними світовими дослідницькими інститутами, показали високу
корозійну стійкість термодіффузіонного цинкового покриття. У порівнянні з
іншими видами цинкових покриттів корозійна стійкість термодіффузіонного
покриття вище, ніж у аналогічного показника гарячого цинкування в 1,5-2 рази,
а гальванічного в 3-5 разів при однаковій товщині. А якщо врахувати те, що
товщина термодіффузіонного цинкового покриття при необхідності може досягати
100 мкм, а швидкість корозії дифузійного шару нижче, ніж у гальванічного та
гарячого цинку, термін служби виробів, підданих термодіффузіонному
цинкування, збільшується в десятки разів.
Корозійна
стійкість железоцінкових фаз дифузійного цинкового покриття навіть вище, ніж у
чистого цинку в першу чергу за рахунок участі в пасивації покриття феритів
цинку (ZnFeO2, ZnFe2CО4) поряд з ZnO. Висновки термодинаміки підтверджуються
порівняльними корозійними випробуваннями гальванічних, горячецінкових і
дифузійних цинкових покриттів. Так, у всіх випадках швидкість корозії зменшується
обернено пропорційно квадратному кореню від часу витримки, тобто
лімітується дифузією кисню через пассіваціонную плівку. Швидкість корозії
для дифузійних цинкових покриттів мінімальна. Зіставлення даних за часом,
що пройшов до появи «червоної» іржі і стаціонарного потенціалу
корродирует зразка показало, що захисні властивості цинкового покриття
визначаються не тільки його електрохімічними властивостями, але і здатністю
покриття до хімічного розчинення, а оскільки в дифузійному цинковому
покритті присутні інтер-металліди цинку, швидкість розчинення яких
набагато менше, ніж продуктів корозії цинку, що і пояснює більш високу
ступінь катодного захисту дифузійних цинкових покриттів.
Таблиця
2. Порівняльні характеристики цинкових покриттів
Показники
Дифузійне
Гаряче
Гальванічне
Зовнішній вигляд покриття
сіре-матове
світло-сірий глянець
Склад покриття
залізо-цинковий сплав
практично чистий цинк
Товщина покриття
5-150мкм
45-160мкм
5-20мкм
Корозійна стійкість покриття
висока (можливе застосування в агресивних, промислових
атмосферах)
середня
низька
Рівномірність
точне відтворення форми вироби (не вимагається
прорізати різьблення)
потрібна додаткова механічна обробка (прорізом
різьби)
нерівномірність товщини, обумовлена конфігурацією поверхні
Вплив на механічні свойтсва виробів
можливо цінковать термооброблені, в т.ч. пружинні
сталі без втрати міцності і пружності
відбувається відпустку і водневе охрупчіваніе
Твердість покриття
висока (відсутність абразивного зносу, деформації, гайки
не слабшають в процесі експлуатації)
низька (високий коефіцієнт ковзання)
Вимоги до підготовки поверхні
не пред'являються або дробоструминної або піскоструминна
обробка чи Галтовка
високі: знежирення, травлення, промивання, флюсування і
ін
Адгезія до основного металу
висока, відсутність тріщин і відслонень
розтріскування, відшаровування
Порушення покриття при зварюванні
висока жаростійкість, покриття в стик до зварному шву
вигорає на 20-25мм
Можливість нанесення лакофарбових покриттів
висока адгезія, можливість нанесення без грунтовки
необхідне застосування травяна грунтовок
Вологість процесу
процес сухий (можливо цинкування зварних з'єднань,
деталей у зборі)
цинкування в розплаві (неможливо цінковать складні вузли,
деталі в зборі)
цинкування в електроліті (неможливо цінковать складні
вузли, деталі в зборі)
Викиди, відходи
пракіческі відсутні, екологічно шкідлива
шкідливі викиди в атмосферу, необхідність очисних
споруд
необхідність очисних споруд та утилізації стічних вод
4. Екологічна чистота методу
В
Нині в Україні посилюються санітарно-гігієнічні норми і
збільшуються витрати на утилізацію шкідливих речовин. У цьому контексті хотілося
б ще раз наголосити на екологічну чистоту методу термодіффузіонного цинкування.
Використання спеціальної насичує суміші дозволило повністю піти від
хімічної обробки деталей перед нанесенням покриття. Таким чином,
виключається не тільки водневе охрупчіваніе деталей, а й використання
хімічно брудних і шкідливих розчинів, які негативно впливають на здоров'я
людей та навколишнє середовище. Весь процес нанесення покриття відбувається в
порошкової середовищі, в герметично закритому контейнері. Тим самим виключається
будь-яка можливість викидів цинку в навколишнє атмосферу. Таким чином, можна
стверджувати, що технологія екологічно чиста і нешкідлива.
Висновок
При
оцінці економічної ефективності переходу від гальванічної технології до
дифузійному цинкування деталей було встановлено, що період окупності обладнання
становить від 6 місяців до 1 року оскільки прямі витрати на нанесення
термодіффузіонного покриття товщиною 15 мкм на 1 тн металовиробів становлять 200-500
грн, у той час як вартість гальванічного покриття 1 тн металовиробів становить
1,5-10 тис грн (за ціною 85 грн/м2). Крім того, повністю зникають витрати на
водопостачання, утилізацію відходів та очисні заходи.
Таким
чином, без урахування збільшення терміну служби виробів, підданих дифузійному
цинкування, окупність обладнання для дифузійного цинкування становить
менше 1 року. А якщо врахувати підвищення експлуатаційних властивостей виробів,
підданих дифузійному цинкування, економічний ефект для окремого
підприємства може становити сотні тисяч доларів.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://referat.ru/
