Anodowanie, malowanie proszkowe czy cynkowanie: co wybrać?

Te trzy obróbki chronią metal, ale za pomocą różnych mechanizmów, co tłumaczy ich obszary zastosowań.

• Anodowanie przekształca powierzchnię aluminium w warstwę tlenku metodą elektrochemiczną. Warstwa stanowi część metalu: nie łuszczy się.
• Malowanie proszkowe nanosi proszek żywicy metodą elektrostatyczną, utwardzany w piecu w temperaturze około 180 do 200 °C, tworząc gruby i ciągły film lakierniczy.
• Cynkowanie ogniowe zanurza stal w kąpieli ze stopionego cynku, w temperaturze około 450 °C: cynk tworzy z żelazem warstwę stopów chroniącą stal, także przy drobnych zarysowaniach, dzięki działaniu protektorowemu.

Każda z nich ma swój materiał, grubość, wygląd i ograniczenia kształtu: nie są dowolnie wymienne. Ten poradnik pomaga dokonać wyboru. Szczegółowy opis wszystkich obróbek (cynkowanie galwaniczne, pasywacja, niklowanie…) znajdą Państwo w poradniku obróbka powierzchniowa metali, a zakłady na stronie obróbka powierzchniowa.

Materiał już sam wyklucza niektóre opcje. Tabela porównuje trzy obróbki; grubości to rzędy wielkości, do potwierdzenia u wykonawcy obróbki.

Aluminium

Anodowanie należy wybrać, aby zachować metaliczny wygląd, wymiary i, w przypadku anodowania twardego, odporność na zużycie. Malowanie proszkowe sprawdza się przy precyzyjnie określonym kolorze RAL, dużych powierzchniach lub dobrej odporności na uderzenia oraz gdy stop słabo się anoduje: odlewy i stopy aluminium bogate w krzem lub miedź dają nierówne odcienie.

Stal, żeliwo i stal nierdzewna

Gołe stalowe detale rdzewieją: cynkowanie ogniowe jest trwałym rozwiązaniem na zewnątrz (konstrukcje, balustrady, wsporniki), malowanie proszkowe rozwiązaniem do wnętrz lub dla wyglądu, a połączenie obu (system duplex) łączy trwałość z kolorem. Do śrub i detali precyzyjnych lepsze jest cynkowanie galwaniczne (patrz poradnik o obróbce powierzchniowej). Stal nierdzewna zazwyczaj nie wymaga żadnej z trzech: często wystarcza pasywacja (patrz poradnik stal nierdzewna 304 lub 316L).

• Suche wnętrze. Wszystkie trzy się nadają: decyduje wygląd i koszt. Cynkowanie ogniowe jest rzadko przydatne.
• Zwykłe warunki zewnętrzne. Cynkowanie ogniowe zapewnia stali ochronę trwającą często kilkadziesiąt lat w mało agresywnej atmosferze. Malowanie proszkowe farbą poliestrową dobrze znosi promieniowanie UV; anodowane i uszczelnione aluminium również nadaje się na zewnątrz.
• Wybrzeże, atmosfera przemysłowa. Agresja jest silniejsza: należy dążyć do systemu wzmocnionego (duplex, gruba warstwa anodowa, kwalifikowana farba) i określić wymaganie, na przykład odporność w obojętnej mgle solnej według NF EN ISO 9227 przez zadany czas. Dla malowanych konstrukcji stalowych ISO 12944 klasyfikuje środowiska od C1 (bardzo niska) do C5 (bardzo wysoka) oraz CX (ekstremalna).
• Uderzenia i zarysowania. Malowanie proszkowe dobrze znosi uderzenia, ale odprysk odsłania gołą stal, a korozja może postępować pod filmem. Cynkowanie chroni także drobne zarysowania dzięki działaniu protektorowemu.
• Zużycie i tarcie. Anodowanie twarde jest do tego stworzone (prowadnice, tłoki). Warstwa tlenku jest twarda, ale mało ciągliwa: należy giąć i obrabiać przed anodowaniem, ponieważ odkształcenie po obróbce powoduje jej pękanie.
• Ciepło. Utwardzanie powłoki proszkowej i kąpiel cynkowa nagrzewają detal: uszczelki, tworzywa i łożyska tego nie znoszą, a cienkie blachy lub duże elementy spawane mogą się odkształcić.
• Elektryczność. Tlenek anodowy i farba izolują: punkty styku lub uziemienia należy zamaskować.

Anodowanie pozostawia metal widoczny: odcień naturalny, czarny lub barwiony w kąpieli, matowy lub satynowy w zależności od przygotowania (szczotkowanie, piaskowanie). Wynik zależy od stopu, a odcień może się różnić między partiami: elementy jednego widocznego zespołu należy poddawać obróbce w jednej partii. Spoina po anodowaniu również ma inny odcień.

Malowanie proszkowe oferuje największy wybór: barwy RAL, połysk, efekty fakturowe lub metalizowane. Lekki efekt skórki pomarańczy jest normalny w zależności od proszków. Aby zatwierdzić kolor lub fakturę, proszę poprosić o próbkę przed serią: wygląd odcienia zależy też od połysku i podłoża.

Cynkowanie ogniowe daje szary metaliczny kolor, na początku błyszczący, z czasem matowiejący, czasem nierówny w zależności od składu stali (zawartość krzemu wpływa na grubość i wygląd). Walory dekoracyjne nie są gwarantowane: dla detalu widocznego nakłada się na wierzch malowanie proszkowe.

Te typowe przypadki pokazują tok rozumowania; Państwa detal może uzasadniać inną odpowiedź, którą należy zatwierdzić u wykonawcy obróbki.

Obróbka zmienia wymiary, a kształt detalu decyduje o jej powodzeniu. Należy to przewidzieć przed obróbką końcową.

• Wymiary. Przy anodowaniu około połowa grubości warstwy powstaje na zewnątrz (rząd wielkości): wałek rośnie, otwór się zmniejsza. Grube i mało precyzyjne filmy malowania proszkowego i cynkowania są niezgodne z ciasnym pasowaniem: gwinty, otwory i powierzchnie osadzenia należy zamaskować. Patrz także poradnik o tolerancjach obróbki.
• Cynkowanie. Elementy puste wymagają otworów odpowietrzających i odpływowych: bez nich uwięzione powietrze i wilgoć mogą wyrzucić cynk. Należy unikać zakładek blach, w które wsiąka ciecz. Żużel i odpryski spawalnicze trzeba usunąć przed obróbką.
• Malowanie proszkowe. Należy unikać ostrych narożników wewnętrznych, do których proszek słabo dociera (efekt klatki Faradaya), oraz ostrych krawędzi, na których film cieńczeje: krawędzie trzeba załamać. Odlewy i porowate spoiny mogą wydzielać gazy podczas utwardzania i powodować pęcherze.
• Anodowanie. Zespoły ze szczelinami (zgrzewane punktowo, nitowane) zatrzymują kwas z kąpieli, a potem wycieka on na zewnątrz. Należy przewidzieć punkt styku elektrycznego, którego ślad pozostanie widoczny.

• System duplex. Malowanie proszkowe na stali ocynkowanej zapewnia trwałość większą niż każda z powłok osobno, pod warunkiem odpowiedniego przygotowania cynku (odtłuszczenie, lekkie mechaniczne zmatowienie) i zgodnego proszku.
• Kolejność operacji. Obrabiać, giąć, spawać i gratować przed obróbką, a po niej poprawiać tylko wymiary krytyczne. W przypadku detali spawanych patrz poradnik TIG, MIG, MAG czy elektroda otulona.
• Zespoły mieszane. Aluminium i stal w kontakcie, w obecności wilgoci, tworzą ogniwo galwaniczne: każdy materiał należy poddać obróbce przed montażem i w razie potrzeby odizolować.
• Nadmierna specyfikacja. Cynkowanie, a następnie malowanie wspornika wewnętrznego kosztuje czas i pieniądze bez korzyści. Z kolei samo malowanie proszkowe zewnętrznej konstrukcji stalowej szybko się starzeje, gdy film zostanie przecięty.
• Termin. Obróbki te są niemal zawsze zlecane wyspecjalizowanemu zakładowi: należy doliczyć transport, oczekiwanie na partię oraz utwardzanie lub kąpiel przed zwrotem detali.

• materiał i gatunek każdego detalu, ponieważ determinują możliwą obróbkę;
• zastosowanie i środowisko: wnętrze, zewnątrz, wybrzeże, uderzenia, zużycie, kontakt z żywnością;
• oczekiwany wygląd: numer RAL, połysk i faktura lub odcień anodowania;
• wymaganie odporności i norma odniesienia, na przykład obojętna mgła solna przez zadany czas;
• docelowa grubość lub akceptowany zakres oraz informacja, czy wymiary dotyczą stanu przed czy po obróbce;
• strefy do zamaskowania (gwinty, otwory, styki) i dopuszczalne miejsca zawieszenia;
• kontrole i dokumenty: raport grubości, certyfikat zgodności;
• ilość i termin, z grupowaniem detali poddawanych tej samej obróbce.

Przykład zapisu: „Malowanie proszkowe poliestrowe RAL 7016 satynowe, 60 do 80 µm, gwinty M8 zamaskowane”. W Meaflow dodanie zapytania jest bezpłatne i bez prowizji: porównują Państwo oferty kilku zakładów i rozmawiają przez komunikator przed dokonaniem wyboru.