Победителем конкурса «УМНИК» создан новый способ повышения прочности металлоизделий

Победителем конкурса «УМНИК» создан новый способ повышения прочности металлоизделий
Фото: politeh.pnzgu.ru

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.

« Наряду с защитными свойствами, гальваническое цинкование также наделяет металл декоративными качествами. Это обусловлено равномерностью распределения покрытия по поверхности и точным повторением покрытия конфигурации детали », — поделилась Альфия Янгуразова, один из разработчиков метода, старший преподаватель кафедры «Химия и методика обучения химии» ПГУ.


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.

« Меняя амплитуду, длительность импульса и паузы можно в значительной степени влиять на ход процесса и управлять свойствами покрытий. Так мы добиваемся нужных характеристик для металлоизделия. Он становится более устойчивым к коррозии, износостойким и защищенным », — рассказала Альфия Янгуразова.

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.

« А также режим позволяет существенно улучшить другие физико-химические и функциональные свойства гальванических покрытий », — добавила исследователь.

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 конкурса «УМНИК» Фонда содействия инновациям (исследования по статье лежали в основе проекта).

Источник: https://politeh.pnzgu.ru/news/2024/09/7/13514356

 
По теме
8-11 октября 2024 года в Сургуте прошел VI Международный Северный археологический конгресс, организаторами которого выступили Правительство Ханты-Мансийского автономного округа – Югры, Институт истории и археологии УрО РАН,
ВСЕ ЛУЧШЕЕ — ДЕТЯМ - Деловой квадрат Фото: детский сад №265 В ижевский детский сад №265 дети ходят как на праздник: здесь весело и интересно, здесь добрые и много знающие воспитатели, вкусно кормят и даже можно рисовать на стенах.
Деловой квадрат
По факту ДТП проводится проверка Причины аварии устанавливаются. Фото: 1-й отдел УГИБДД по Удмуртии Три грузовика и два легковых автомобиля столкнулись на 50 км автодороги Ижевск – Воткинск в Воткинском районе.
Комсомольская Правда
Самые интересные культурные события. 12 октября Государственный цирк Удмуртии Цирковая программа «Тигры среди львиц», 12:00, 16:00 Музей искусств Экскурсия «Цвета любви» по выставке «Марк Шагал.
Деловой квадрат