Процес термічного цинкування; Національна асоціація гальванізаторів
ТЕРМІЧНА ГАЛЬВАНІЗАЦІЯ РОЗРОБЛЕНА ПОЧТИ БЕЗПЕКОНТАЛНО З ПЕРШОГО ВИКОРИСТАННЯ ДЛЯ ПОКРИТТЯ ГОЛУБАНИХ ЛИСТІВ СТАЛІ 150 РОКІВ. ЦЕ МОЖЛИВИЙ РОЗВИТОК В РОЗВИВАЮЧОМСЯ КОНКУРЕНЦІЙНОМУ КЛІМАТІ, ІЗ ІНШИМИ ЗАХИСТНИМИ ТЕХНОЛОГІЯМИ, ВІД ПРОСТОТІ ПРОЦЕСУ ТА СПЕЦІАЛЬНИХ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ ПЕРЕВАГ.
ПІДГОТОВКА ПОВЕРХНІ
Процес цинкування відбувається лише на хімічно чистій металевій поверхні. Тому при підготовці поверхонь враховуватиметься досягнення цієї мети. Як і у більшості процесів нанесення покриттів, секрет отримання якісного покриття полягає у підготовці сталевих та чавунних металевих поверхонь. Підготовка поверхні складається з трьох різних етапів: знежирення, травлення та флюсування. Знежирення відіграє роль видалення жиру, мастил, обробних масел та інших домішок. Це досягається зануренням продуктів у лужний або кислотний розчин для знежирення. Потім продукт промивають холодною водою з подальшим маринуванням. Зазвичай це робиться зануренням у соляну кислоту при кімнатній температурі або в сірчану кислоту при 50-65 ° С. Призначення маринування полягає у видаленні шарів іржі, бруду та відколів з поверхні виробів.
Зварювальний шлак, фарбу та важке мастило зазвичай неможливо видалити за допомогою вищеописаних етапів очищення, але їх слід видалити перед тим, як продукти цинкування направлятимуться в цинку.
Після операції травлення відбувається друге промивання водою, після чого продукти піддаються поточному процесу. Зазвичай це складається із занурення у флюсовий розчин - який містить хлорид амонію та хлорид цинку при температурі приблизно. 65-80 ° C. Після флюсування деталі сушать. Деякі компанії з цинкування використовують мокре цинкування, при якому проточний шар розташовується на частині поверхні цинкової ванни. Операція флюсування видаляє останні залишки оксиду з поверхні виробів і дозволяє розплавленому цинку покрити сталь. Технологічний потік процесу термічного цинкування схематично показаний на рисунку 1.
ТЕПЛОВИЙ ПРОЦЕС ГАЛВАНІЗАЦІЇ
Після операцій з підготовки деталі занурюють у розплавлену цинкову ванну (приблизно 450 ° C) на кілька хвилин. Коли сталеві або чавунні деталі чисті, занурені в розплавлений цинк, вони реагують із залізом і утворюють ряд інтерметалічних шарів сплаву Fe-Zn, металургійно зв'язаних з основним металом. Швидкість реакції між сталлю та цинком, як правило, є параболічною функцією часу. Це означає, що спочатку швидкість реакції дуже висока, збільшення, що спричиняє значне збудження ванни з цинкуванням. У цей період формується більша частина товщини покриття. Швидкість реакції продовжує сповільнюватися, і покриття не збільшується суттєво, навіть якщо деталі витримуються у ванні довше. Звичайний час занурення становить близько 4-5 хвилин, але його можна збільшити у випадку важких деталей, які мають високу теплову інерцію або де цинк проникає всередину деталі. При видаленні з ванни з оцинковкою на шарі сплаву залишається шар розплавленого цинку. Після охолодження цього шару виходить яскравий і блискучий зовнішній вигляд, характерний для термічно оцинкованих виробів.
Термічна обробка цинкуванням може включати охолодження у воді або повітрі.
Умови в тепловому цинкуванні, такі як: температура, вологість та якість повітря, не впливають на якість гарячеоцинкованого покриття. З іншого боку, у випадку фарбування ці умови суттєво впливають на якість шарів фарби.
ЦИНКОВИЙ ШАР, ОТРИМАНИЙ ТЕРМІЧНИМ ГАЛЬВАНІЗМОМ
Після вилучення виробів з оцинкованої ванни та охолодження процес термічного цинкування закінчується. Відповідно до діаграми Fe-Zn, починаючи з поверхні покриття, утворюються такі фази: ета (η) - чистий цинк; шовк (ζ) - 6% Fe; дельта (δ) - 10% Fe та гамма (Г) - 23% Fe, які мають різну твердість і на які послідовно нападає корозія. Товщина різних фаз і загальна товщина покриття залежать від: якості сталі, складу ванни, температури та тривалості, швидкості витяжки тощо. Насправді існує не розмежування між сталлю та цинком, а поступовий перехід через ряд шарів сплавів, що забезпечує дуже хороший металургійний зв'язок. Дифузійні процеси в шарі цинку практично припиняються при 300 ° С. Мікроструктура термічно оцинкованого покриття показана, як на малюнку 3.
ТОЛЩИНА ПОКРИТТЯ
Товщина покриття зазвичай визначається товщиною сталі та умовами експлуатації. Вони регулюються SR EN ISO 1461 (див. Розділ 7). Є три винятки з цього правила, перший стосується отримання більш тонких шарів (центрифуговані зразки), а два інших - більшої товщини (збільшення шорсткості та використання реакційноздатних сталей).
Термооцинковані шари на центрифугованих зразках
Ці покриття включають процес цинкування, регульований SR EN ISO 1461, і застосовується у випадку термічного цинкування різьбових кріплень та інших дрібних деталей. Після підготовки поверхні деталі занурюють у розплавлений цинк у перфоровану ємність. Після формування цинкового покриття ємність центрифугується або обертається з високою швидкістю, щоб видалити надлишок цинку і таким чином забезпечити чистий шар. Мінімальна середня товщина покриття у разі центрифугування регулюється SR EN ISO 1461.
Більш товсті покриття можна отримати одним із наступних способів:
Більш товсті покриття отримують за рахунок збільшення шорсткості поверхні
Це найпоширеніший спосіб отримання більш товстих покриттів.
Шліфування поверхні сталі до Sa 2½ (ISO 7079) перед термічним цинкуванням за допомогою сталевих шестерень та кульок розміром G24 збільшує шорсткість поверхні та збільшує площу поверхні сталі, яка контактує з розплавленим цинком. Як правило, це збільшить товщину до 50% (рисунок 4). Будь-який шматок сталі можна обробити таким способом, за умови, що він досить товстий, щоб витримати вибухові роботи. Бувають випадки, коли неможливо відшліфувати внутрішні поверхні конструкцій або секцій внутрішніми зазорами, але майже завжди ці ділянки найменше піддаються корозії. Покриття товстіші, ніж регламентовані SR EN ISO 1461, слід призначати лише після консультації з гальванізатором або ANAZ (див. Розділ 7).
Цинкування реакційноздатних сталей
Більш товсті покриття можна також отримати, використовуючи реакційноздатні сталі, що містять Si (Si> 0,25; 0,04