Podrobna razlaga vročega-cinkanja in elektrocinkanja (hladno cinkanje)

Polno ime vročega-prevleke je vroče prevleka, ki se nanaša na metodo potopitve prevlečenega kovinskega materiala v druge tekoče kovine ali zlitine z nižjimi tališči za prevleko. Glavni substratni material za nanašanje z vročim-potapljanjem je jeklo, zato mora biti tališče kovine v premaznem materialu veliko nižje kot pri jeklu, sicer bo to vplivalo na substratni material.

Material za prevleko
Običajne kovine za prevleko vključujejo cink (tališče 419,5 stopinj), aluminij (tališče 658,7 stopinj), kositer (tališče 231,9 stopinj) in svinec (tališče 327,4 stopinj).

Vroče-cinkanje, znano tudi kot galvanizacija, je metoda pridobivanja kovinske prevleke na jeklenih komponentah s potopitvijo v staljeni cink.

Postopek vročega-cinkanja

Ta postopek vključuje tvorbo železo-cinkove zlitine med železovo podlago in skrajno zunanjo plastjo čistega cinka. Tvorba te plasti železove-cinkove zlitine na površini jeklene komponente med vročim-cinkanjem zagotavlja močno vez med železom in plastjo čistega cinka. Postopek lahko na kratko opišemo takole:

Ko je železni obdelovanec potopljen v staljeni cink, se na vmesniku najprej oblikuje trdna raztopina cinka in -železa (telesno-centrirana kubična). To je kristal, ki nastane z raztapljanjem atomov cinka v trdnem stanju osnovne kovine železa; dva kovinska atoma sta zlita skupaj in privlačna sila med atomoma je relativno majhna.

Zato, ko cink doseže nasičenost v trdni raztopini, atomi obeh elementov, cinka in železa, difundirajo drug v drugega. Atomi cinka, ki difundirajo v železovo podlago, migrirajo v osnovni mreži in postopoma tvorijo zlitino z železom.

Železo, ki difundira v staljeni cink, tvori intermetalno spojino FeZn13 s cinkom, ki se usede na dno lonca za vroče-cinkanje in tvori cinkovo ​​žlindro.

Ko jekleno komponento odstranimo iz staljenega cinka, se na površini oblikuje plast čistega cinka. Ta plast je šesterokotni kristal z vsebnostjo železa največ 0,003 %.

Dejanski postopek galvanizacije površine jeklenih cevi (na primeru jeklenih cevi)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->Zunanja stran sloja zlitine železa in cinka je povezana s slojem čistega cinka. Po ohlajanju plast čistega cinka kristalizira in je povezana z jekleno podlago na notranji strani cinkove plasti. Zato je postopek vročega-cinkanja predvsem proces oblikovanja pocinkane plasti zaradi difuzije.

Zaščitni učinek pocinkane prevleke na površini jekla

Popolna pokritost, dolgotrajna-zaščita
Ko je pocinkana plast nedotaknjena, je stopnja korozije samega cinka izjemno počasna, kar lahko podaljša življenjsko dobo jekla za 15-30-krat. Pocinkana plast je metalurško vezana na podlago, pokriva celovito in trdno ter je odporna na mehanske poškodbe.

Pri delni poškodbi žrtvujte zaščito anode
Če je prevleka delno poškodovana, bosta izpostavljena jeklena osnova in cink v vlažnem okolju tvorila primarno baterijo. Cink kot anoda (z bolj negativnim potencialom) prednostno korodira, da zaščiti jeklo kot katodo, kar je znano kot zaščita "žrtvene anode".

Oprijem je pomembnejši od debeline
Pocinkana plast pogosto korodira zaradi šibkega spoja. Če je oprijem slab, tudi če je premaz debel, bo korodiral in zgodaj odpovedal, podobno kot "učinek kratke deske pri lesenih sodih". Zato je splošni oprijem ključni dejavnik, ki vpliva na življenjsko dobo zaščite.

Vroče-cinkana prevleka zagotavlja jekleni podlagi naslednjo-trikratno zaščito pred korozijo:

Vroče pocinkana plast lahko zagotovi naslednjo trojno proti{1}}korozijsko zaščito za jekleno podlago:

Zaščita izolacijske plasti
Dve pomembni lastnosti izolacijske zaščitne plasti sta njen oprijem na kovine in lastna odpornost proti obrabi. V zvezi s tem vroče{1}}cinkanje zagotavlja trdo, kovinsko vezano izolacijsko plast, ki lahko popolnoma prekrije površino jekla in jo izolira pred korozivnimi okolji.

Zaščita sloja produkta proti koroziji
Produkti korozije, ki nastanejo na površini vroče{0}}pocinkane plasti, bodo povzročili razširitev prostornine, blokirali prekinjene reže, ki jih povzroči selektivno raztapljanje prevleke, s čimer bodo preprečili nadaljnjo korozijo prevleke in zmanjšali stopnjo korozije pocinkane plasti v okoljskih jedkih medijih.

Elektrokemična zaščita
Za vsa majhna področja, ki so izpostavljena naključnim poškodbam, kot so udarci ali praske, je zaradi negativnega potenciala cinka v primerjavi z železom vroče{0}}cinkana plast prednostno korodirana kot žrtvena anoda, ki zagotavlja katodno zaščito jekla.

Prednosti postopka vročega-cinkanja

V primerjavi z drugimi metodami proti-koroziji kovin ima vroče{1}}cinkanje neprimerljive prednosti v smislu elektrokemične zaščite, gostote premaza, trajnosti premaza, brez vzdrževanja premaza, prilagodljivosti obliki in velikosti jeklenih delov ter visoke učinkovitosti proizvodnje.

Vroče{0}}cinkano jeklo ima prednosti, kot so sposobnost oblikovanja, varljivost, barvanje in dobra duktilnost. Tehnologija vročega-cinkanja se vedno bolj razvija v-proizvodnjo v velikem obsegu,-po nizkih stroških.

Debelina pocinkane plasti in življenjska doba

Ker je življenjska doba pocinkane plasti v glavnem odvisna od njene debeline, je enostavno vizualno pregledati njeno površino za kontinuiteto in svetlost, z magnetnim merilnikom debeline pa je mogoče priročno in natančno izmeriti, ali debelina izpolnjuje standardne zahteve.

Preskusi izpostavljenosti atmosferi kažejo, da ima vroče{0}}pocinkan sloj z debelino 86 μm življenjsko dobo 13 let v težkih industrijskih območjih, 50 let v morskih okoljih, 104 leta v primestnih območjih in 30 let v mestnih območjih.

Na splošno ima pocinkana plast s prevleko cinka 600 g/m² življenjsko dobo-brez vzdrževanja 20-50 let. Za necinkano barvno-prevlečeno jekleno pločevino, ki se uporablja v gradbeništvu, je življenjska doba 3-5 let, medtem ko lahko barvano lakirana jeklena pločevina s pocinkano podlago zdrži 20-30 let.

Elektrogalvansko pocinkanje, splošno znano kot "hladno pocinkanje" ali "vodno pocinkanje"; Uporablja elektrokemične metode za uporabo cinkovih ingotov kot anode, kjer atomi cinka izgubijo elektrone in se raztopijo v elektrolitu v ionskem stanju. Jekleni materiali delujejo kot katode, kjer se cinkovi ioni reducirajo v atome cinka in nanesejo na površino jekla ter tvorijo enotno, gosto in dobro vezano plast nanosa kovine ali zlitine.

Potek postopka galvanizacije cinka (srebrno-bela/modro-bela)

Različna debelina premaza

Z vročim-cinkanjem na splošno nastane debelejši sloj cinka, običajno nad 40 μm in celo do 200 μm ali več. Vroče{4}}pocinkana plast je na splošno 10- do 20-krat debelejša od elektrogalvanizirane plasti.

Elektrocinkani premazi so zelo tanki, približno 3–15 μm, z težo premaza le 10–50 g/m².

Različna teža cinkove prevleke

Teža cinkanega premaza vroče-pocinkane pločevine ne sme biti prenizka, na splošno najmanj 50–60 g/m² na obeh straneh in največ 600 g/m². Elektrocinkana pločevina ima lahko zelo tanek sloj cinka, z minimalno 15 g/m², vendar je za doseganje debelejšega nanosa potrebna zelo nizka hitrost proizvodne linije, ki ni primerna za procesne značilnosti sodobnih proizvodnih linij. Največ je običajno 100 g/m². Zaradi tega je proizvodnja galvansko pocinkane pločevine bistveno omejena.

Različna mikrostruktura prevleke

Vroče{0}}cinkane plošče imajo rahlo krhko sestavljeno plast med prevleko iz čistega cinka in jekleno podlago. Prevleka iz čistega cinka med kristalizacijo večinoma tvori cinkove bleščice, prevleka pa je enakomerna in ne-porozna.

Pri elektrogalvanskem pocinkanju se atomi cinka samo odlagajo in izločajo na površini jeklene pločevine in se s fizikalnimi silami pritrdijo na površino jeklenega traku. Ima veliko por, zaradi česar je zelo dovzeten za luknjičasto korozijo, ki jo povzročajo jedki mediji. Zato so vroče-pocinkane plošče bolj-odporne proti koroziji kot elektrogalvanizirane plošče.

Različni postopki toplotne obdelave

Vroče-pocinkane pločevine kot surovine običajno uporabljajo hladno{1}}valjane pločevine. Žarjenje in vroče-cinkanje potekata neprekinjeno na liniji za cinkanje. Jekleni trak se v kratkem času segreje in nato ohladi, kar nekoliko vpliva na njegovo trdnost in plastičnost. Njena zmogljivost žigosanja je slabša kot pri podobnih hladno{6}}valjanih ploščah, ki so bile razmaščene in žarjene na profesionalni proizvodni liniji.

Elektro-galvanizirane pločevine uporabljajo hladno{1}}valjane pločevine kot surovine, kar v bistvu zagotavlja enako zmogljivost obdelave kot hladno-valjane pločevine. Vendar pa njegov zapleten postopek poveča tudi proizvodne stroške.

Drugačen videz

Površina vroče{0}}cinkane plasti je hrapava in svetla, v hudih primerih pa so prisotne cinkove bleščice;

Elektro{0}}galvanizirana plast je gladka in motna (umazana).

Različen obseg uporabe in postopek

Vroče cinkanje je primerno za velike komponente in opremo; Vroče pocinkano jekleno pločevino najprej lužimo, da odstranimo železov oksid na površini jeklene cevi. Po dekapiranju se očisti v vodni raztopini amonijevega klorida ali cinkovega klorida ali mešanici vodne raztopine amonijevega klorida in cinkovega klorida, nato pa se pošlje v rezervoar za vročo -potapljanje.

Elektrocinkanje je primerno za majhne komponente. Z raztopino za galvanizacijo nanesite pozitivne in negativne elektrode na jekleno ploščo oziroma raztopino za galvanizacijo.

pregled

Vroče cinkanje ima dobro pokrivnost, gosto prevleko in brez nečistoč. Ima prednosti enakomernega premaza, močnega oprijema in dolge življenjske dobe. Vroče cinkanje ima boljšo odpornost proti atmosferski koroziji kot galvansko cinkanje na navadnem železu.

Metoda galvanizacije za izdelavo pocinkane jeklene pločevine ima dobro zmogljivost obdelave, vendar je prevleka tanjša in odpornost proti koroziji ni tako dobra kot vroče{0}}pocinkana jeklena pločevina; Količina cinka, pritrjenega na galvanizirano pocinkano pločevino, je zelo majhna, pocinkana je samo na zunanji steni cevi, medtem ko je prevleka z vročim{1}}potapljanjem nanešena tako znotraj kot zunaj.