Характеристики нескольких различных покрытий для горячего цинкования и цинковых сплавов

Механизм образования покрытия методом горячего цинкования

Горячее цинкование - это процесс металлургической реакции. С микроскопической точки зрения процесс горячего цинкования представляет собой динамическое равновесие двух видов: тепловое равновесие и равновесие обмена цинка и железа. Когда стальную заготовку погружают в расплавленный цинк при температуре около 450 ℃, заготовка при комнатной температуре поглощает тепло цинковой жидкости, а когда температура достигает более 200 ℃, взаимодействие между цинком и железом становится очевидным, и цинк проникает на поверхность железной заготовки.

По мере того как температура заготовки постепенно приближается к температуре цинковой жидкости, на поверхности заготовки образуется слой сплава, содержащий различное соотношение цинка и железа, образующий слоистую структуру слоя цинкового покрытия, с течением времени различные слои сплава в слое покрытия демонстрируют разную скорость роста. С макроскопической точки зрения описанный выше процесс проявляется при погружении заготовки в цинковую жидкость, на поверхности цинковой жидкости происходит кипение, и когда реакция цинк-железо постепенно уравновешивается, поверхность цинковой жидкости постепенно успокаивается. Заготовку поднимают к поверхности цинковой жидкости, температура заготовки постепенно снижается до уровня ниже 200 ℃, реакция цинка и железа прекращается, образуется покрытие методом горячего цинкования, определяется толщина.

Требования к толщине покрытия для горячего цинкования

Основными факторами, влияющими на толщину цинкового покрытия, являются: состав основного металла, шероховатость поверхности стали, содержание и распределение активных элементов в стали - кремния и фосфора, внутреннее напряжение в стали, геометрия заготовки, процесс горячего цинкования.

Действующие международные и китайские стандарты горячего цинкования основаны на толщине стали для разделения зон, общая толщина цинкового покрытия, а также локальная толщина должны соответствовать толщине, определяющей коррозионную стойкость цинкового покрытия. Заготовкам из стали разной толщины требуется разное время для достижения теплового равновесия и равновесия цинково-железообмена, а также для формирования покрытия разной толщины. Средняя толщина покрытия в стандарте является эмпирическим значением для промышленного производства, основанным на механизме цинкования, описанном выше, а локальная толщина является эмпирическим значением, необходимым для учета неравномерности распределения толщины цинкового покрытия, а также требований к коррозионной стойкости цинкового покрытия. покрытие.

Таким образом, стандарт ISO, американский стандарт ASTM, японский стандарт JIS и китайский стандарт предъявляют несколько иные требования к толщине цинкового покрытия, которые более или менее совпадают.

Ниже описаны некоторые особенности горячего цинкования и нанесения покрытий.

Листовая сталь с чистым цинковым покрытием для горячего цинкования (лист GI)

В цинковый раствор, используемый в настоящее время при производстве пластин GI, добавляется 0,2% алюминия. Роль добавления AI заключается в улучшении текучести раствора цинка, алюминиевых и железных элементов за счет преимущественной реакции с образованием фазового слоя ферроалюминиевого сплава, ингибировании реакции между цинком и подложкой из стальной пластины, тем самым улучшая адгезию слоя покрытия, и в то же время повышая небольшое количество алюминия в цинковом растворе приводит к образованию на поверхности цинковой жидкости пленки оксида алюминия, предотвращающей реакцию окисления цинка на поверхности цинковой жидкости, снижая расход цинка. А на поверхности покрытия алюминий может сначала вступать в реакцию с кислородом, образуя слой защитной пленки из оксида алюминия, предотвращающий окисление поверхности покрытия, повышающий яркость поверхности.

Пластина GI - это типичное применение механизма катодной защиты с расходуемым анодом (цинком) для защиты стальной подложки от коррозии, а пластина GI - это наиболее распространенная и широко используемая сталь с покрытием в строительстве, бытовой технике, автомобилестроении, транспорте, сельском хозяйстве и других отраслях промышленности в широком спектре применений.