Mehanizem nastajanja prevleke vročega cinkanja
Vroče cinkanjeje metalurški reakcijski proces. Z mikroskopskega vidika je postopek vročega cinkanja sestavljen iz dveh dinamičnih ravnotežij: toplotne bilance in bilance izmenjave cink-železo. Ko je jekleni obdelovanec potopljen v staljeno cinkovo tekočino pri približno 450 stopinjah, obdelovanec pri sobni temperaturi absorbira toploto cinkove tekočine. Ko doseže več kot 200 stopinj, postane interakcija med cinkom in železom postopoma očitna in cink prodre v površino železnega obdelovanca.
Ko se temperatura obdelovanca postopoma približuje temperaturi cinkove tekočine, se na površini obdelovanca oblikujejo plasti zlitine z različnimi deleži cinka in železa, ki tvorijo plastno strukturo cinkove prevleke. Sčasoma različne plasti zlitin v prevleki kažejo različne stopnje rasti. Z makro perspektive se zgornji postopek kaže kot potopitev obdelovanca v cinkovo tekočino in površinsko vrenje cinkove tekočine. Ko se reakcija cink-železo postopoma uravnoteži, se površina cinkove tekočine postopoma umiri. Obdelovanec se dvigne iz nivoja cinkove tekočine in ko temperatura obdelovanca postopoma pade pod 200 stopinj, se reakcija cink-železo ustavi, nastane vroče pocinkana prevleka in določi se debelina.
Zahteve glede debeline nanosa vročega cinkanja
Dejavniki, ki vplivajo na debelino cinkove prevleke, so predvsem: sestava osnovne kovine, površinska hrapavost jekla, vsebnost in porazdelitev aktivnih elementov silicija in fosforja v jeklu, notranja napetost jekla, geometrijske dimenzije obdelovanca in vročina. - postopek potapljanja.
Trenutni mednarodni in kitajski standardi vročega cinkanja so razdeljeni na dele glede na debelino jekla. Povprečna debelina in lokalna debelina cinkove prevleke morata doseči ustrezno debelino, da se določi protikorozijska učinkovitost cinkove prevleke. Obdelovanci z različnimi debelinami jekla zahtevajo različne čase za doseganje toplotnega ravnovesja in ravnotežja izmenjave cink-železo, različna pa je tudi debelina nastale prevleke. Povprečna debelina prevleke v standardu temelji na vrednosti izkušenj industrijske proizvodnje zgoraj omenjenega mehanizma za pocinkanje, lokalna debelina pa je empirična vrednost, ki je potrebna za upoštevanje neenakomerne porazdelitve debeline cinkove prevleke in zahtev za odpornost premaza proti koroziji.
Zato imajo standardi ISO, ameriški standardi ASTM, japonski standardi JIS in kitajski standardi nekoliko drugačne zahteve glede debeline cinkove prevleke, vendar so večinoma enake.
Vloga in vpliv debeline nanosa vročega cinkanja
Debelina vroče pocinkane prevleke določa protikorozijsko delovanje prevlečenih delov. Za podrobno razpravo si oglejte priložene podatke, ki jih je posredoval ameriškiVroče cinkanjeZdruženje. Uporabniki lahko izberejo večjo ali nižjo debelino pocinkanja od standardne.
Za tanke jeklene plošče z gladkimi površinami pod 3 mm je v industrijski proizvodnji težko dobiti debelejše premaze. Poleg tega bo debelina cinkove prevleke, ki ni sorazmerna z debelino jekla, vplivala na vezno silo med prevleko in osnovnim materialom ter na kakovost videza prevleke. Preveč debela prevleka bo povzročila, da bo prevleka hrapava in se bo zlahka luščila, prevlečeni deli pa ne bodo mogli prenesti trka med transportom in namestitvijo.
Če je v jeklu več aktivnih elementov silicija in fosforja, bo v industrijski proizvodnji zelo težko dobiti tanjšo prevleko. To je zato, ker vsebnost silicija v jeklu vpliva na način rasti plasti zlitine med cinkom in železom, kar bo povzročilo rast plasti zlitine cinka in železa. Hitro raste in potiska fazo ζ na površino prevleke, zaradi česar je površina prevleke hrapava in motna, tvori temen premaz s slabim oprijemom.
Zato, kot je razloženo zgoraj, obstaja negotovost pri rasti pocinkane plasti. V dejanski proizvodnji je pogosto težko doseči določen razpon debeline prevleke. Debelina, navedena v standardu za vroče cinkanje, je empirična vrednost, ustvarjena po velikem številu poskusov. Upošteva različne dejavnike in zahteve ter je bolj razumna.
