Металлизация

Металлизация - это широкий термин, используемый для описания процесса нанесения металлического покрытия на поверхность изделия. Эти покрытия выполняют различные функции и могут быть классифицированы как отделочные (включая антикоррозионные и декоративные) или инженерные (в том числе износостойкие и термобарьерные).

Процесс металлизации более сложен, чем простая антикоррозионная покраска. В ходе этого метода металлическое покрытие распыляется и наносится на подложку. Металл в виде сплошной проволоки нагревается и плавится. Миллионы расплавленных металлических частиц со значительной скоростью направляются к изделию, где они соединяются и затвердевают на поверхности, образуя защитное покрытие. Таким образом, поверхности, подвергнутые металлизации, обладают гораздо более длительным сроком службы по сравнению с традиционно окрашенными покрытиями.

Что такое металлизация?

Как упоминалось ранее, процесс металлизации включает в себя нанесение частиц расплавленного металла на поверхность. Эти частицы образуются путем нагрева твердой металлической проволоки (чаще всего из алюминия или цинка), после чего происходит их распыление. Когда эти расплавленные частицы попадают на поверхность, они быстро остывают, образуя механическое сцепление. По мере продвижения процесса частицы объединяются, увеличивая толщину покрытия.

Процесс металлизации, как и другие методы нанесения покрытий, начинается с подготовки поверхности. Различные методы очистки, такие как абразивная обработка, используются для удаления дефектов и загрязнений, которые могут негативно повлиять на качество покрытия. Затем соответствующий металлический материал расплавляется, а капли наносятся на подготовленную поверхность с помощью сжатого воздуха.

Металлизация обеспечивает защиту металлических поверхностей от коррозии, предоставляя один или оба из следующих механизмов защиты:

Барьерная защита: когда металлические частицы стыкуются с поверхностью, они создают непроницаемый барьер, предотвращающий контакт с воздухом и влагой, что снижает вероятность коррозии. Например, цинк, широко используемый материал для металлизации, реагирует с атмосферными условиями, образуя прочный и стойкий к коррозии слой цинкового карбоната.
Гальваническая защита: при правильном выборе материалов покрытия и базового металла металлизация может обеспечить гальваническую защиту. В этом случае металлическое покрытие жертвует собой, чтобы предотвратить коррозию базового металла. Например, если покрытие повреждается, под ним находящийся металл будет защищен за счет коррозии самого покрытия.

Металлизация обычно применяется для защиты крупных или тяжелых объектов, которые не могут быть обработаны методом горячего цинкования.

Типы процессов металлизации

Хотя основная идея металлизации была ранее описана, процесс можно выполнить различными способами. Некоторые из наиболее распространенных методов металлизации включают:

Дуговое распыление. Этот метод включает плавление твердого покрытия с использованием электрической дуги. Обычно две заряженные электрически проволоки располагаются в форме буквы V, а затем сходятся, образуя электрическую дугу. Воздушное сопло направляет струю сжатого воздуха для распыления расплавленного металла на поверхность.
Пламенное напыление. Здесь используется кислородно-топливное пламя для плавления металлической проволоки. Проволока пропускается через сопло с помощью приводных роликов и подается в пламя. Кольцевое воздушное сопло распыляет расплавленный материал на заготовку.
Вакуумная металлизация. Этот процесс включает плавление металла в специальной вакуумной камере, где конденсируется на поверхности подложки. Металл может быть испарен различными методами, такими как плазменный или резистивный нагрев.

Преимущества металлизации

Хотя может показаться, что металлизация и обычная окраска металла выполняют схожие функции, первый процесс обладает несколькими привлекательными особенностями, которые делают его идеальным для определенных промышленных задач. Помимо усовершенствованной защиты от коррозии, металлизация обладает следующими преимуществами:

Увеличенная стойкость. Металлизированные покрытия намного прочнее прилегают к основе, чем обычные краски и покрытия. Процесс плавления, распыления и последующего охлаждения позволяет металлизированному покрытию установить прочное механическое соединение с подложкой. В результате поверхности с металлическим покрытием реже подвержены разрушению из-за отслоения, образования пузырей, трещин или отслоения.
Электропроводность. В случаях, когда необходимо обеспечить передачу электричества от одного компонента к другому, металлизированные покрытия обеспечивают проводимость. Этот процесс может быть использован для превращения непроводящих материалов, таких как пластик, в проводящие элементы. Это особенно важно в областях обработки и электроники.
Увеличенная устойчивость к атмосферным воздействиям. Суровые условия эксплуатации на открытом воздухе могут уменьшить срок службы традиционных покрытий и ускорить коррозию металлических поверхностей. Большая стойкость металлизированных покрытий помогает сохранить конструкции, постоянно подвергающиеся воздействию окружающей среды.
Снижение затрат на техническое обслуживание. Металлизированные поверхности не требуют частого ухода или перекраски, что значительно снижает расходы на обслуживание и ремонт. В отличие от окрашенных поверхностей, их не нужно периодически красить, чтобы сохранить эстетический вид.
Отсутствие деформации поверхности. Тепловая энергия расплавленных частиц незначительна по сравнению с размерами обрабатываемой детали; следовательно, тепло передается подложке в минимальном объеме. Поскольку повышение температуры детали с покрытием минимально, риск деформации исключается. В этом смысле металлизация имеет преимущество перед горячим цинкованием.

Недостатки металлизации

Хотя металлизация представляет собой привлекательный вариант для многих металлических конструкций, следует учитывать несколько ключевых аспектов, чтобы определить, подходит ли этот метод для конкретного проекта нанесения покрытия.

Во-первых, процессы металлизации не прощают ошибок и плохо реагируют на плохо подготовленные поверхности. Взаимосвязь между металлизированной поверхностью и основанием в основном механическая; следовательно, покрытия могут выйти из строя, если поверхность не будет должным образом подготовлена к нанесению покрытия. Для обеспечения соответствия ожидаемой стоимости в течение срока службы необходимо при металлизации использовать соответствующие процессы очистки и контроля качества.

Первоначальные затраты на металлизацию также могут быть значительно выше, чем при использовании других методов, таких как традиционная покраска и горячее цинкование. Эти дополнительные расходы обусловлены, прежде всего, повышенными требованиями к подготовке поверхности и квалифицированной рабочей силой, необходимой для нанесения покрытия. Тем не менее, в долгосрочной перспективе металлизация считается более рентабельной, так как требует меньше обслуживания.

Кроме того, хотя металлизация идеально подходит для многих металлических поверхностей, она неэффективна при обработке скрытых углов, углублений, полостей и отверстий. Поэтому этот метод нанесения покрытия может быть не подходящим для некоторых металлических профилей, например, стальных трубчатых профилей.

Заключение

Металлы можно металлизировать практически любого размера и формы. Этот процесс может быть завершен как до начала строительства, так и на месте после возведения конструкции. Инженерам и подрядчикам необходимо внимательно взвесить все плюсы и минусы металлизации, чтобы определить, подходит ли этот метод для их проекта.