Het vormingsmechanisme van thermisch verzinkende coating
Thermisch verzinkenis een metallurgisch reactieproces. Vanuit microscopisch perspectief bestaat het thermisch verzinkproces uit twee dynamische balansen: de thermische balans en de zink-ijzer-uitwisselingsbalans. Wanneer een stalen werkstuk wordt ondergedompeld in gesmolten zinkvloeistof van ongeveer 450 graden, absorbeert het werkstuk bij kamertemperatuur de warmte van de zinkvloeistof. Wanneer het boven de 200 graden komt, wordt de interactie tussen zink en ijzer geleidelijk duidelijk en dringt zink door in het oppervlak van het ijzeren werkstuk.
Naarmate de temperatuur van het werkstuk geleidelijk de temperatuur van de zinkvloeistof nadert, worden op het oppervlak van het werkstuk legeringslagen met verschillende hoeveelheden zink en ijzer gevormd, waardoor een gelaagde structuur van de zinklaag ontstaat. Naarmate de tijd verstrijkt, vertonen verschillende legeringslagen in de coating verschillende groeisnelheden. Vanuit een macroperspectief manifesteert het bovenstaande proces zich doordat het werkstuk wordt ondergedompeld in de zinkvloeistof en het oppervlak van de zinkvloeistof kookt. Wanneer de zink-ijzerreactie geleidelijk in evenwicht komt, kalmeert het vloeibare zinkoppervlak geleidelijk. Het werkstuk wordt uit het zinkvloeistofniveau getild en wanneer de temperatuur van het werkstuk geleidelijk onder de 200 graden daalt, stopt de zink-ijzerreactie, wordt de thermisch verzinkte coating gevormd en wordt de dikte bepaald.
Vereisten voor de dikte van de thermisch verzinkte laag
De factoren die de dikte van de zinklaag beïnvloeden zijn voornamelijk: samenstelling van het basismetaal, oppervlakteruwheid van het staal, gehalte en verdeling van actieve elementen silicium en fosfor in het staal, interne spanning van het staal, geometrische afmetingen van het werkstuk en hitte -dompelverzinkingsproces.
De huidige internationale en Chinese normen voor thermisch verzinken zijn onderverdeeld in secties op basis van de dikte van het staal. De gemiddelde dikte en lokale dikte van de zinklaag moeten de overeenkomstige dikte bereiken om de corrosiewerende prestaties van de zinklaag te bepalen. Werkstukken met verschillende staaldiktes hebben verschillende tijden nodig om de thermische balans en de zink-ijzer-uitwisselingsbalans te bereiken, en de dikte van de gevormde coating is ook anders. De gemiddelde dikte van de coating in de norm is gebaseerd op de industriële productie-ervaringswaarde van het bovengenoemde galvanisatiemechanisme, en de lokale dikte is de empirische waarde die nodig is om rekening te houden met de ongelijkmatige dikteverdeling van de zinklaag en de vereisten voor de corrosieweerstand van de coating.
Daarom hebben de ISO-normen, de Amerikaanse ASTM-normen, de Japanse JIS-normen en de Chinese normen enigszins verschillende vereisten voor de dikte van de zinklaag, maar ze zijn grotendeels hetzelfde.
De rol en invloed van de dikte van thermisch verzinkte coatings
De dikte van de thermisch verzinkte coating bepaalt de corrosiewerende werking van de geplateerde onderdelen. Voor een gedetailleerde bespreking wordt verwezen naar de bijgevoegde gegevens van de AmerikaanThermisch verzinkenVereniging. Gebruikers kunnen kiezen voor een hogere of lagere verzinkingsdikte dan de standaard.
Voor dunne staalplaten met gladde oppervlakken kleiner dan 3 mm is het moeilijk om dikkere coatings te verkrijgen bij industriële productie. Bovendien zal de dikte van de zinklaag die niet evenredig is met de dikte van het staal de hechtkracht tussen de coating en het basismateriaal en de uiterlijke kwaliteit van de coating beïnvloeden. Een te dikke coating zal ervoor zorgen dat de coating er ruw uitziet en gemakkelijk loslaat, en de geplateerde onderdelen zullen de botsing tijdens transport en installatie niet kunnen weerstaan.
Als er meer actieve elementen silicium en fosfor in het staal zitten, zal het erg moeilijk zijn om bij industriële productie een dunnere coating te verkrijgen. Dit komt omdat het siliciumgehalte in het staal de groeimodus van de legeringslaag tussen zink en ijzer beïnvloedt, waardoor de zink-ijzerlegeringslaag zal groeien. Het groeit snel en duwt de ζ-fase naar het oppervlak van de coating, waardoor het oppervlak van de coating ruw en dof wordt en een donkere coating met slechte hechting ontstaat.
Daarom bestaat er, zoals hierboven besproken, onzekerheid in de groei van de gegalvaniseerde laag. Het is vaak moeilijk om bij de daadwerkelijke productie een bepaald bereik aan coatingdikte te verkrijgen. De in de norm voor thermisch verzinken gespecificeerde dikte is een empirische waarde die is ontstaan na een groot aantal experimenten. Het houdt rekening met verschillende factoren en vereisten en is redelijker.
