Horganyzott rétegképzési folyamat: forrón{0}}mert cinkbevonatok kohászata

A galvanizálási reakció áttekintése

A tűzihorganyzási folyamat kohászatilag kötött cinkbevonatot képez az acélon a vas és az olvadt cink közötti diffúziós reakciók során. Amikor az acél munkadarabot körülbelül 450 fokos olvadt cinkbe merítik, a cink először megnedvesíti a tiszta acélfelületet, és felold egy kis mennyiségű vasat, majd a vas és a cink egymásba diffundál, és vas-intermetallikus cinkrétegek sorozatát hoz létre. Ezekre nő a szinte tiszta cink külső rétege, amely a horganyzott termékek jellegzetes megjelenését adja.

1. szakasz: A vas--cink szilárd oldat kialakulása

A bemerítés pillanatában a cinkatomok feloldódnak az acél felületében, és olyan alfa-vas szilárd oldatot képeznek, amelyben a cink feloldódik a test-központú köbös vasrácsban. Ez a vékony réteg a bevonat alapja: a két fém összeolvadása nem egyszerű mechanikai kötés, hanem valódi kohászati ​​kötés, ezért a bevonat olyan erősen tapad, túléli a hajlítást és az ütést.

2. szakasz: Intermetallikus fázisok növekedése

Miután a szilárd oldat cinkkel telített, a további reakció diffúzióval megy végbe. A cinkatomok a vasrácsba vándorolnak, míg a vasatomok kifelé diffundálnak az olvadt cinkbe, és a határfelületen intermetallikus vegyületek sorozata képződik. Normál meleg{2}}bevonatnál a szerkezet az acélhoz közeli (vasban gazdag) gamma- és delta-fázisból, valamint a távolabbi zéta-fázisból áll, amelyek mindegyike jellegzetes keménységgel és összetétellel rendelkezik. A teljes intermetallikus réteg kemény és kopásálló,{4}}míg a külső réteg puha és rugalmas marad.

3. szakasz: A tiszta cinkréteg kialakulása

Amikor a munkadarabot kiemelik a fürdőből, egy olvadt cinkréteget hordoz, amely a külső eta-fázisba szilárdul: hatszögletű, szorosan{0}}tömött, közel tiszta cinkből álló szerkezet, amelynek vastartalma legfeljebb körülbelül 0,003 %. Az eta réteg a bevonat látható, tükröződő felülete. Vastagságát a kihúzási sebesség és a gáztörlés szabályozza folyamatos vonalakban; szakaszos horganyzásnál a merítési idő, a fürdő hőmérséklete és az acélkémia határozza meg.

Cink salak képződés

A fürdőben feloldódó vas nem mindegyike éri el a munkadarab felületét. Egy rész reakcióba lép az olvadékban lévő cinkkel, és intermetallikus részecskéket képez, amelyek sűrűbbek, mint az olvadt cink, és lesüllyednek a horganyzóedény aljára, ahol fenéki salakként felhalmozódnak. A felső salak oxidációval jön létre a fürdő felületén. Mindkét forma eltávolítja a cinket a hasznos keringésből, így a fürdőkezelés, beleértve a hőmérséklet-szabályozást, az alumínium hozzáadását és a rendszeres lefölözést, elengedhetetlen a bevonat minőségének stabilan tartásához és a cinkfogyasztás gazdaságosságának megőrzéséhez.

Az acélkémia és a folyamatváltozók hatása

A reakció sebessége erősen függ az acél szilícium- és foszfortartalmától, mivel ezek az elemek felgyorsítják a vas{0}}cink interdiffúzióját. A modern gyakorlatban kis mennyiségű alumíniumot adnak a fürdőhöz, jellemzően 0,1-0,3%-ot szakaszos munkához, amely vékony gátlóréteget képez, amely lassítja a vas-cink reakciót, és vékonyabb, képlékenyebb bevonatot eredményez. A fürdő hőmérséklete, a merítési idő, a kihúzási sebesség és az acélfelület érdessége egyaránt befolyásolja a végső bevonat vastagságát és szerkezetét.

Bevonat szerkezete és tulajdonságai

A teljes bevonat tehát egy réteges kompozit: vékony alfa{0}}vas szilárd oldat, kemény intermetallikus régió (gamma-, delta- és zéta-fázis), amely adhéziót és kopásállóságot biztosít, valamint puha, tiszta-cink eta réteg, amely korrózióvédelmet és megjelenést biztosít. Ez a kompozit másképpen viselkedik, mint egy-fázisú bevonat: az intermetallikus rétegek kemények és törékenyek, míg az eta réteg az acéllal együtt hajlik és deformálódik. A lemeztermékeknél az alakíthatóság szempontjából előnyös a kis intermetallikus frakcióval rendelkező vékony bevonat; a szerkezeti szakaszokhoz vastag bevonatot választanak a maximális korróziós élettartam érdekében.

Szabványok és ellenőrzés

A bevonat vastagsága és tömege megfelel a termékszabványoknak: ISO 1461 a tűzihorganyzott bevonatok vas- és acéltermékeken, GB/T 13912, mint kínai megfelelője, és EN 10346 vagy ISO 3575 a folyamatos horganyzott lemezekre. A bevonat vastagságát mágneses mérőeszközökkel vagy gravimetriás módszerrel, a tapadást hajlítási és ütési tesztekkel mérik. A réteges szerkezet metallográfiai vizsgálatával meggyőződhet arról, hogy minden fázis megfelelő arányban van jelen.

GYIK

Miért mutat a horganyzott acél szikrázó megjelenését?

A spangle akkor keletkezik, amikor az olvadt cinkréteg megszilárdul, és a cinkkristályok kifelé nőnek a gócképződési pontokból. A spangle mérete függ a fürdő összetételétől, a hűtési sebességtől és a hagyományos fürdőkben található spangle{1}}elemek jelenlététől.

Mi a különbség az eta réteg és az ötvözetrétegek között?

Az eta réteg szinte tiszta cink, puha és képlékeny. Az alatta lévő ötvözetrétegek vas-intermetallikus fémfázisok, amelyek keményebbek és törékenyebbek, és ezek biztosítják a kohászati ​​kötést az acélhoz.

Miért adnak alumíniumot a horganyzófürdőhöz?

Az alumínium vékony gátló réteget képez az acél felületén, amely lassítja a vas-cink reakcióját, vékonyabb, egyenletesebb és rugalmasabb bevonatot hozva létre. Ez elengedhetetlen a horganyzott lemezek esetében, amelyeket hengerelt -formázni vagy mély- kell húzni.

Hogyan távolítható el a cink salak az edényből?

Az alsó salakot rendszeres időközönként lefölözéssel vagy szivattyúzással távolítják el az edény karbantartása során, a felső salakot pedig a gyártás során. A jó hőmérsékletszabályozás csökkenti a salakképződést.

A horganyzott bevonat vastagságát meghatározhatja a megrendelő?

Igen. A termékszabványok a bevonat osztályait négyzetméterenkénti tömegben határozzák meg, és a megrendelő határozza meg a környezetnek és az élettartamnak megfelelő osztályt, például a Z275 általános kültéri használatra.

Miért tűnik vastagabbnak a horganyzott{0}}acél bevonata, mint a lemezen?

A gyártott cikkek szakaszos horganyzása hosszabb merítési időt igényel törlés nélkül, így az intermetallikus és eta réteg vastagabb lesz. A folyamatos lapvonalak pontosan szabályozzák a vastagságot légkésekkel, így vékonyabb, egyenletesebb bevonatot adnak.