Характеристики различных покрытий из горячего цинкования и цинковых сплавов

Механизм образования горячеоцинкованного покрытия

Горячее цинкование - это металлургический процесс реакции. С микроскопической точки зрения процесс горячего цинкования представляет собой динамическое равновесие двух видов: тепловое равновесие и равновесие обмена цинк-железо. Когда стальная заготовка погружается в расплавленный цинк при температуре около 450 ℃, заготовка при комнатной температуре поглощает теплоту цинковой жидкости, и когда она достигает температуры выше 200 ℃, взаимодействие между цинком и железом становится очевидным, и цинк проникает в поверхность железной заготовки.

По мере того, как температура заготовки постепенно приближается к температуре цинковой жидкости, на поверхности заготовки образуется слой сплава, содержащий различное соотношение цинка и железа, образуя слоистую структуру цинкового слоя, с течением времени различные слои сплава в слое покрытия проявляют различные скорости роста. С макроскопической точки зрения, описанный выше процесс проявляется в том, что заготовка погружается в цинковую жидкость, на поверхности цинковой жидкости происходит кипение, и когда реакция цинк-железо постепенно уравновешивается, поверхность цинковой жидкости постепенно успокаивается. Заготовка поднимается на поверхность цинковой жидкости, температура заготовки постепенно снижается до температуры ниже 200 ℃, реакция цинка и железа прекращается, образуется горячеоцинкованное покрытие, определяется толщина.

Требования к толщине горячеоцинкованного покрытия

Факторы, влияющие на толщину цинкового покрытия, в основном следующие: состав основного металла, шероховатость поверхности стали, активные элементы в стали, содержание и распределение кремния и фосфора, внутренние напряжения стали, геометрия заготовки, процесс горячего цинкования.

Действующие международные и китайские стандарты горячего цинкования основаны на толщине стали для разделения зон, глобальная толщина цинкового покрытия, а также локальная толщина должны соответствовать соответствующей толщине для определения коррозионной стойкости цинкового покрытия. Заготовки с различной толщиной стали требуют разного времени для достижения теплового и цинк-железного обменного равновесия и образования покрытий различной толщины. Средняя толщина покрытия в стандарте является эмпирическим значением для промышленного производства, основанным на описанном выше механизме цинкования, а локальная толщина является эмпирическим значением, которое необходимо учитывать для неравномерности распределения толщины цинкового покрытия, а также требований к коррозионной стойкости покрытия.

Поэтому в стандарте ISO, американском стандарте ASTM, японском стандарте JIS и китайском стандарте требования к толщине цинкового покрытия несколько различаются, но в целом они примерно одинаковы.

Далее объясняются несколько различных характеристик горячего цинкования и покрытия.

Стальной лист с горячим цинковым покрытием (лист GI)

В настоящее время используемый в производстве листов GI цинковый раствор содержит 0,2% Al. Роль добавления AI заключается в улучшении текучести цинкового раствора, алюминий и железо через предпочтительную реакцию образуют слой ферроалюминиевого сплава, ингибируют реакцию между цинком и подложкой стального листа, тем самым улучшая адгезию слоя покрытия, а также небольшое количество алюминия в цинковом растворе на поверхности цинковой жидкости образует пленку оксида алюминия, предотвращая окислительную реакцию цинка на поверхности цинковой жидкости, уменьшая потребление цинка. А на поверхности покрытия алюминий может сначала реагировать с кислородом с образованием защитной пленки из оксида алюминия, предотвращая окисление поверхности покрытия, увеличивая яркость поверхности.

Лист GI является типичным примером использования механизма катодной защиты с помощью жертвенного анода (цинк) для защиты стальной подложки от коррозии, и лист GI является наиболее распространенным и широко используемым покрытым стальным листом, широко применяемым в строительстве, бытовой технике, автомобилестроении, транспорте, сельском хозяйстве и других отраслях.