Металлизация — общий термин, используемый для описания процесса нанесения металлического покрытия на поверхность изделия. Эти покрытия выполняют множество функций и могут быть классифицированы как отделочные покрытия (антикоррозионные и декоративные покрытия) или инженерные покрытия (износостойкие и термобарьерные покрытия ).
Металлизация – относительно более сложный процесс, чем антикоррозионная покраска. В ходе этого метода металл покрытия распыляется и наносится на подложку. Металл покрытия представляет собой сплошную проволоку, которую нагревают и плавят. Миллионы частиц расплавленного металла на высокой скорости направляются в сторону изделия, где они перекрываются и затвердевают на поверхности, образуя защитное покрытие. Таким образом, металлизированные поверхности имеют значительно более длительный срок службы, чем поверхности, окрашенные традиционными защитными покрытиями.
Что такое металлизация?
Как указывалось ранее, металлизация включает в себя проецирование частиц расплавленного металла на другую поверхность. Частицы расплавленного металла создаются путем приложения источника тепла к твердой металлической проволоке (обычно из алюминия или цинка) с последующим распылением. Когда выброшенные расплавленные частицы вступают в контакт с подложкой, они охлаждаются и образуют механическую связь на поверхности. По мере продолжения процесса частицы связываются друг с другом и увеличивают толщину покрытия.
Металлизация, как и все процессы нанесения покрытий, начинается с подготовки основы . Методы очистки, такие как абразивно-струйная очистка , обеспечивают удаление дефектов, дефектов и поверхностных загрязнений , которые могут отрицательно повлиять на покрытие. Затем соответствующий материал проволоки плавится, в то время как чистый сжатый воздух распыляет капли на подложку для формирования покрытия.
Металлизация защищает металлические поверхности от коррозии, предлагая один или оба следующих механизма защиты:
Барьерная защита. В большинстве стальных конструкций коррозия требует двух основных ингредиентов: воздуха и влаги. Когда металлические частицы затвердевают и связываются с поверхностью конструкции, они образуют непроницаемый барьер, который предотвращает контакт воздуха и влаги с подложкой. Например, цинк, распространенный материал покрытия, вступает в реакцию с атмосферой, образуя тонкий слой карбоната цинка , который чрезвычайно прочен и устойчив к коррозии.
Гальваническая защита. При правильном сочетании материалов покрытия и подложки металлизация также может обеспечить гальваническую защиту. Во время этого метода защиты лежащая под ним стальная подложка защищается за счет преимущественной коррозии металла покрытия. Например, если объект с покрытием порезан или поцарапан так, что обнажится подложка, то металлическое покрытие сначала пожертвует собой, подвергнувшись коррозии.
Металлизация обычно используется для защиты объектов, которые слишком тяжелые или слишком большие для горячего цинкования.
Типы процессов металлизации
Хотя общая концепция металлизации была описана ранее, этот процесс можно выполнить с использованием различных методов. Некоторые из наиболее распространенных вариантов металлизации включают в себя:
Дуговая металлизация распылением. Дуговое напыление включает плавление твердого материала покрытия с помощью электрической дуги. Типичный процесс дугового напыления состоит из двух электрически заряженных проволок, расположенных V-образно. Затем провода сходятся в одной точке, создавая электрическую дугу. Воздушное сопло подает струю сжатого воздуха, которая распыляет расплавленный металл и направляет его к подложке.
Металлизация пламенным напылением. В процессе пламенного напыления используется кислородно-топливное пламя для плавления сплошной металлической проволоки. Проволока продвигается через сопло с помощью системы приводных роликов, которая затем подает ее в пламя. Подобно процессу дугового напыления, кольцевое воздушное сопло подает поток сжатого воздуха для распыления и подачи расплавленного материала на заготовку.
Вакуумная металлизация. Вакуумная металлизация включает плавление металла покрытия в специально разработанной вакуумной камере. Образующийся конденсат кипящего металла затем осаждается на поверхность подложки. Металл покрытия можно испарить с помощью нескольких методов, включая плазменный или резистивный нагрев.
Преимущества металлизации
Хотя может показаться, что металлизация и обычная окраска металла выполняют схожие функции, первый процесс имеет несколько желательных характеристик, которые делают его идеальным для некоторых промышленных применений. Помимо улучшенной защиты от коррозии, металлизация дает и другие преимущества:
- Повышенная долговечность. Металлизированные покрытия более прочно прилегают к основе, чем обычные краски и покрытия. Плавление, распыление и последующее охлаждение позволяют расплавленному покрытию образовать прочную механическую связь с подложкой. В результате металлизированные поверхности с меньшей вероятностью разрушатся из-за отслаивания , образования пузырей , растрескивания или отслаивания .
- Электропроводность. Для применений, где важна передача электричества от одного компонента к другому, для придания проводимости можно использовать металлизированные покрытия. Металлизацию можно использовать для преобразования непроводящих материалов, таких как пластик, в проводящие элементы. Этот процесс особенно полезен в обрабатывающей и электронной промышленности.
- Повышенная устойчивость к атмосферным воздействиям . Жесткие условия эксплуатации на открытом воздухе могут сократить срок службы традиционных покрытий и повысить скорость коррозии металлических поверхностей. Повышенная долговечность металлизированных покрытий позволяет сохранить конструкции, постоянно подвергающиеся воздействию внешней среды.
- Снижение затрат на техническое обслуживание. Металлизированные поверхности также не требуют частого ухода или перекраски. Это существенно снижает затраты, связанные с обслуживанием и ремонтом. Окрашенные поверхности, с другой стороны, необходимо периодически перекрашивать, чтобы сохранить внешний вид.
- Отсутствие деформации поверхности – тепловая энергия расплавленных частиц относительно мала по сравнению с размером детали с покрытием; следовательно, подложке передается очень мало тепла. Поскольку повышение температуры детали с покрытием минимально, риск деформации исключается. В этом отношении металлизация имеет преимущество перед горячим цинкованием.
Недостатки металлизации
Хотя металлизация является желательным вариантом для многих стальных конструкций, необходимо принять во внимание несколько важных факторов, чтобы определить, является ли этот метод идеальным для конкретного проекта нанесения покрытия.
Во-первых, процессы металлизации не прощают ошибок и плохо реагируют на плохо подготовленные поверхности. Связь между металлизированной поверхностью и подложкой в основном механическая; следовательно, покрытия могут выйти из строя, если поверхность не будет должным образом подготовлена к нанесению покрытия. Во время металлизации должны применяться надлежащие процессы очистки и контроля качества, чтобы гарантировать, что покрытие достигнет ожидаемой стоимости жизненного цикла .
Первоначальная стоимость металлизации также может быть значительно выше, чем при использовании других методов, таких как традиционная покраска и горячее цинкование. Эти дополнительные расходы обусловлены, главным образом, повышенными требованиями к подготовке поверхности и квалифицированной рабочей силой, задействованной при ее нанесении. Однако, поскольку металлизация требует меньшего обслуживания в течение срока службы, она считается более рентабельной в долгосрочной перспективе.
Кроме того, хотя металлизация идеально подходит для многих металлических поверхностей, она не подходит для обработки скрытых углов, углублений, полостей и отверстий. Следовательно, этот метод нанесения покрытия может не подходить для некоторых металлических профилей, таких как стальные трубчатые профили.
Заключение
Металлы можно металлизировать практически любого размера и формы. Этот процесс может быть завершен за пределами строительной площадки до начала строительства или на месте после возведения конструкции. Инженеры и подрядчики должны взвесить все «за» и «против» металлизации, чтобы определить, подходит ли этот метод для их проекта.
