Механізм формування покриття гарячим цинкуванням
Гаряче цинкуванняце процес металургійної реакції. З мікроскопічної точки зору процес гарячого цинкування складається з двох динамічних балансів: теплового балансу та балансу обміну цинк-залізо. Коли сталеву заготовку занурюють у розплавлений цинк при температурі приблизно 450 градусів, заготовка при кімнатній температурі поглинає тепло цинкової рідини. Коли вона досягає вище 200 градусів, взаємодія між цинком і залізом поступово стає очевидною, і цинк проникає в поверхню залізної заготовки.
Коли температура заготовки поступово наближається до температури цинкової рідини, на поверхні заготовки утворюються шари сплаву, що містять різні пропорції цинку та заліза, утворюючи шарувату структуру цинкового покриття. З плином часу різні шари сплаву в покритті демонструють різну швидкість росту. З точки зору макросу, вищевказаний процес проявляється у вигляді занурення заготовки в цинкову рідину та кипіння поверхні цинкової рідини. Коли реакція цинк-залізо поступово врівноважується, поверхня цинкової рідини поступово заспокоюється. Заготівля піднімається з рівня цинкової рідини, і коли температура заготовки поступово падає нижче 200 градусів, реакція цинк-залізо припиняється, утворюється гарячеоцинковане покриття та визначається товщина.
Вимоги до товщини покриття гарячого цинкування
Фактори, які впливають на товщину цинкового покриття, в основному включають: склад основного металу, шорсткість поверхні сталі, вміст і розподіл активних елементів кремнію і фосфору в сталі, внутрішню напругу сталі, геометричні розміри заготовки і гарячі. - процес цинкування.
Поточні міжнародні та китайські стандарти гарячого цинкування розділені на розділи відповідно до товщини сталі. Середня товщина та локальна товщина цинкового покриття повинні досягати відповідної товщини для визначення антикорозійних характеристик цинкового покриття. Заготовки з різною товщиною сталі вимагають різного часу для досягнення теплового балансу та обмінного балансу цинк-залізо, а товщина утвореного покриття також різна. Середня товщина покриття в стандарті базується на значенні досвіду промислового виробництва згаданого вище механізму цинкування, а локальна товщина є емпіричним значенням, необхідним для врахування нерівномірного розподілу товщини цинкового покриття та вимог до стійкість покриття до корозії.
Тому стандарти ISO, американські стандарти ASTM, японські стандарти JIS і китайські стандарти мають дещо різні вимоги до товщини цинкового покриття, але вони в основному однакові.
Роль і вплив товщини покриття гарячого цинкування
Товщина гарячого оцинкованого покриття визначає антикорозійні властивості покритих деталей. Для детального обговорення дивіться додані дані, надані американцемГаряче цинкуванняАсоціація. Користувачі можуть вибрати вищу або меншу товщину оцинкованого покриття, ніж стандартна.
Для тонких сталевих пластин з гладкими поверхнями менше 3 мм важко отримати більш товсті покриття в промисловому виробництві. Крім того, товщина цинкового покриття, яка не відповідає товщині сталі, впливатиме на силу зв’язку між покриттям і основним матеріалом і якість зовнішнього вигляду покриття. Надмірно товсте покриття призведе до того, що покриття матиме грубий вигляд і легко відшаровується, а покриті частини не зможуть витримати зіткнення під час транспортування та монтажу.
Якщо в сталі буде більше активних елементів кремнію і фосфору, то отримати більш тонке покриття в промисловому виробництві буде дуже складно. Це пояснюється тим, що вміст кремнію в сталі впливає на режим росту шару сплаву між цинком і залізом, що спричинить зростання шару сплаву цинк-залізо. Він швидко росте і виштовхує ζ-фазу до поверхні покриття, в результаті чого поверхня покриття стає шорсткою та тьмяною, утворюючи темне покриття з поганою адгезією.
Тому, як обговорювалося вище, існує невизначеність у зростанні оцинкованого шару. Часто важко отримати певний діапазон товщини покриття в реальному виробництві. Товщина, зазначена в стандарті гарячого цинкування, є емпіричним значенням, отриманим після великої кількості експериментів. Він враховує різні фактори та вимоги та є більш розумним.
