Ученые подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета (ПГУ) готовы предложить промышленникам новый способ гальванического цинкования. Теперь металл для изготовления деталей во всех отраслях промышленного производства металлоизделий, проката и строительных конструкций станет более устойчивым к коррозии, износостойким и защищенным. Способом заинтересовалось крупное промышленное предприятие Пензенской области.

Гальваническое цинкование — распространенный, эффективный и недорогой метод антикоррозионной защиты стальных и чугунных металлоконструкций, деталей машин. А также хозяйственного инвентаря и прочих металлоизделий бытового и промышленного назначения. Гальваническое покрытие, плюсом ко всему, обеспечивает более привлекательный внешний вид изделиям.

В промышленном производстве используют и другие способы покрытий металлоизделий: холодное, горячее, газотермическое и другие. Однако именно гальваническое цинкование выигрывает по совокупности преимуществ (невысокая себестоимость процесса и его относительная простота). Этот способ в несколько раз дешевле и не требует обеспечения дорогостоящим оборудованием и больших энергозатрат.

Гальваническое цинкование происходит следующим образом. Детали погружают в ванну с электролитом и подключают к источнику постоянного тока. В результате электрохимической реакции цинк оседает на поверхности деталей, формируя защитный слой.

Перед этим очищают и обезжиривают металлическую деталь (конструкцию), удаляют следы коррозии или других включений (красок, лака). Затем протравливают в растворе кислот — это помогает удалить ржавчину. И только потом приступают к гальваническому цинкованию в ванне с электролитом, удалению пленки окиси азотной кислотой, фосфатированию (повышает износостойкость и твердость) и пассивации (дополнительная защита цинкового слоя). После каждого этапа заготовку промывают и сушат. Завершается гальваническое цинкование металла тщательной просушкой.

Научный коллектив ПГУ (декан факультета промышленных технологий, электроэнергетики и транспорта, профессор, д-р техн. наук Сергей Киреев, доцент кафедры «Химия» Светлана Киреева, старший преподаватель кафедры «Химия и методика обучения химии» Альфия Янгуразова) разработал новый режим электроосаждения цинковых покрытий из цинкового электролита с использованием гальваностатических импульсов прямоугольной формы.

Так, во время импульса тока формируется гальваническое покрытие цинком на поверхности детали. А во время паузы восстанавливается концентрация ионов цинка у поверхности катода, там происходит десорбция (испарение) газов и других процессов.

Благодаря разработанному режиму достигается высокое сцепление металла и покрытия. Детали и конструкции более твердые, износостойкие и устойчивые к коррозии. Такой подход превосходит известные технологические решения.

Ученые активно проверяют свой метод в лабораториях вуза и не только. У них имеется договоренность с крупным производственным предприятием Пензенской области АО «ПО „Электроприбор”» о промышленной апробации с последующим внедрением в производство.

В этом году молодой исследователь Альфия Янгуразова стала лауреатом I степени Международного конкурса научных статей «Прорыв в науке». Статья по этой тематике также была опубликована в журнале, индексируемым ВАК. В 2020 году она стала победителем программы Фонда содействия инновациям «УМНИК» (исследования по статье лежали в основе проекта).