Характеристики различных горячоцинкованных и цинково-сплавных покрытий

Механизм образования горячего оцинкованного покрытия

Горячее цинкование — это металлургический реакционный процесс. Микроскопически процесс представляет собой два динамических равновесия: тепловое равновесие и равновесие обмена цинка и железа.

• Когда стальная заготовка погружается в расплавленный цинк при температуре около 450 °C, заготовка комнатной температуры поглощает тепло цинка и нагревается выше 200 °C.

• Взаимодействие цинка и железа постепенно усиливается, и цинк проникает в поверхность железной заготовки.

• По мере того как температура заготовки приближается к температуре расплава, на поверхности образуется сплавной слой с различными соотношениями цинка и железа, формируя многослойную структуру цинкового покрытия.

• Разные сплавные слои растут с различной скоростью во времени. Макроскопически это проявляется в бурлении расплава при погружении заготовки и постепенном успокоении уровня цинка по мере достижения равновесия реакции.

• Когда температура заготовки снижается ниже 200 °C, реакция цинка и железа прекращается, формируется слой горячего цинкования, а его толщина определяется условиями процесса.

Требования к толщине покрытия горячего цинкования

Толщина цинкового слоя зависит от следующих факторов:

• Металлический состав основы.

• Шероховатость поверхности стали.

• Содержание и распределение кремния и фосфора в стали.

• Внутренние напряжения стали.

• Геометрические размеры заготовки.

• Параметры процесса горячего цинкования.

Стандарты (ISO, ASTM, JIS, Китайские стандарты) различаются лишь незначительно по требованиям к толщине покрытия, учитывая среднюю и локальную толщину, что влияет на антикоррозионные свойства.

Примеры горячего оцинкованного покрытия

Горячее цинкованное покрытие с чистым цинком (GI лист)

• В современном производстве GI-листов в расплавленный цинк добавляют 0,2% алюминия.

• Роль алюминия:

  • Повышение текучести цинка.

  • Реакция с железом для образования железо-алюминиевого сплавного слоя, что препятствует взаимодействию цинка с основой и повышает адгезию покрытия.

  • Образование оксидной пленки алюминия на поверхности расплава предотвращает окисление цинка и снижает его расход.

  • На поверхности покрытия алюминий реагирует с кислородом, формируя защитную пленку из оксида алюминия, предотвращая окисление и повышая блеск поверхности.

• GI-лист использует механизм катодной защиты (жертвенный анод — цинк) для защиты стальной основы от коррозии.

• GI-лист — это обычный, широко используемый оцинкованный лист, применяемый в строительстве, бытовой технике, автомобилестроении, транспорте и сельском хозяйстве.