A tüzihorganyzás és az elektrogalvanizálás (hideg horganyzás) részletes leírása

A meleg{0}}bemerítés teljes neve hot dip coating, amely arra a módszerre utal, hogy a bevont fémanyagot más, alacsonyabb olvadáspontú folyékony fémekbe vagy ötvözetekbe merítik bevonásra. A meleg-bevonat fő hordozóanyaga az acél, ezért a bevonóanyagban lévő fém olvadáspontjának sokkal alacsonyabbnak kell lennie, mint az acélé, különben ez hatással lesz az aljzat anyagára.

Bevonóanyag
A leggyakoribb bevonófémek közé tartozik a cink (olvadáspont: 419,5 fok), az alumínium (olvadáspont: 658,7 fok), az ón (olvadáspont: 231,9 fok) és az ólom (olvadáspont: 327,4 fok).

A tüzihorganyzás, más néven horganyzás, egy olyan módszer, amellyel fémbevonatot készítenek az acél alkatrészeken úgy, hogy azokat olvadt cinkbe merítik.

A tűzi{0}}horganyzás folyamata

Ez a folyamat magában foglalja egy vas{0}}cinkötvözet kialakulását a vashordozó és a legkülső tiszta cinkréteg között. Ennek a vas-cinkötvözet-rétegnek az acélelem felületén történő kialakulása a tűzi-merítési horganyzás során erős kötést biztosít a vas és a tiszta cinkréteg között. A folyamat röviden a következőképpen írható le:

Amikor a vas munkadarabot olvadt cinkbe merítjük, először a cink és a -vas szilárd oldata (test-központú köbös) keletkezik a határfelületen. Ez egy kristály, amely az alapfém vas szilárd halmazállapotú cinkatomjainak feloldódásával képződik; a két fématom összeolvad, és az atomok közötti vonzóerő viszonylag kicsi.

Ezért amikor a cink eléri a telítettséget a szilárd oldatban, a két elem, a cink és a vas atomjai egymásba diffundálnak. A vas szubsztrátumba diffundáló cinkatomok az alaprácsban vándorolnak, és fokozatosan ötvözetet alkotnak a vassal.

Az olvadt cinkbe diffundáló vas a fémközi FeZn13 vegyületet képezi a cinkkel, amely a tüzihorganyzó edény alján ülepedik, és cink salakot képez.

Amikor az acélkomponenst eltávolítjuk az olvadt cinkből, tiszta cinkréteg képződik a felületen. Ez a réteg egy hatszögletű kristály, amelynek vastartalma legfeljebb 0,003%.

Az acélcsövek felületének horganyzási folyamata (példaként az acélcsöveket tekintve)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->A vas-cinkötvözet réteg külső oldala egy tiszta cinkréteghez kapcsolódik. Lehűlés után a tiszta cinkréteg kikristályosodik, és a cinkréteg belső oldalán kapcsolódik az acél szubsztrátumhoz. Ezért a tűzihorganyzási folyamat főként egy galvanizált réteg kialakítása a diffúzió következtében.

A horganyzott bevonat védő hatása az acélfelületre

Teljes lefedettség, hosszantartó-védelem
Ha a horganyzott réteg sértetlen, maga a cink korróziós sebessége rendkívül lassú, ami 15-30-szorosára növelheti az acél élettartamát. A horganyzott réteg metallurgikusan kötődik az aljzathoz, átfogóan és szilárdan fed, és ellenáll a mechanikai sérüléseknek.

Részleges sérülés esetén áldozza fel az anódvédelmet
Ha a bevonat részben megsérül, a szabaddá vált acél alap és a cink egy primer akkumulátort képeznek nedves környezetben. A cink, mint anód (negatívabb potenciállal), előnyösen korrodál, hogy megvédje az acélt, mint katódot, amit „áldozati anód” védelemnek neveznek.

A tapadás fontosabb, mint a vastagság
A horganyzott réteg gyakran korrodálódik a gyenge kötéstől. Ha a tapadás gyenge, még ha a bevonat vastag is, akkor korrodálódik és korán meghibásodik, hasonlóan a "fahordók rövid deszka hatásához". Ezért az általános tapadás kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a védelem élettartamát.

A tűzihorganyzott bevonat a következő háromszoros-korrózióvédelmet nyújtja az acél aljzatnak:

A tűzi{0}}horganyzott réteg a következő háromszoros korrózióvédet-biztosíthatja az acélfelületen:

Szigetelőréteg védelem
A szigetelő védőréteg két fontos tulajdonsága a fémekhez való tapadás és a saját kopásállósága. Ebben a tekintetben a tűzihorganyzás kemény, fémkötésű szigetelőréteget biztosít, amely teljesen lefedi az acél felületét, és elszigeteli azt a korrozív környezettől.

Korróziós termékréteg védelme
A tűzihorganyzott réteg felületén képződő korróziós termékek térfogat-tágulást okoznak, elzárják a bevonat szelektív feloldódásából adódó nem folytonos hézagokat, ezáltal akadályozzák a bevonat további korrózióját és csökkentik a horganyzott réteg korróziós sebességét a környezeti korrozív közegekben.

Elektrokémiai védelem
A cinknek a vashoz viszonyított negatív potenciálja miatt a véletlenszerű sérüléseknek, például ütéseknek vagy karcolásoknak kitett kis területeken a tűzihorganyzott réteg előnyösen korrodálódik, mint feláldozó anód, katódos védelmet biztosítva az acélnak.

A forró-mártogatós galvanizálási eljárás előnyei

Más fémkorróziógátló-módszerekkel összehasonlítva a tűzihorganyzás páratlan előnyökkel rendelkezik az elektrokémiai védelem, a bevonat sűrűsége, a bevonat tartóssága, a bevonat karbantartásmentessége, az acél alkatrészek alakjához és méretéhez való alkalmazkodása, valamint a magas gyártási hatékonyság tekintetében.

A tűzihorganyzott acélnak olyan előnyei vannak, mint az alakíthatóság, a hegeszthetőség, a festhetőség és a jó alakíthatóság. A tűzihorganyzási technológia egyre inkább a nagy-léptékű, alacsony költségű{4}}gyártás irányába fejlődik.

Horganyzott réteg vastagsága és élettartama

Mivel a horganyzott réteg élettartama főként a vastagságától függ, könnyen szemrevételezhető felülete folytonossága és fényessége, valamint mágneses vastagságmérővel kényelmesen és pontosan mérhető, hogy a vastagság megfelel-e a szabványos követelményeknek.

A légköri expozíciós tesztek azt mutatják, hogy egy 86 μm vastagságú tűzihorganyzott réteg élettartama nehézipari területeken 13 év, tengeri környezetben 50 év, külvárosi területeken 104 év, városi területeken pedig 30 év.

Általában a 600 g/m²-es horganyzott bevonatú horganyzott réteg karbantartásmentes élettartama-20-50 év. Az építőiparban használt horganyzott, színezett{6}acéllemezek élettartama 3-5 év, míg a horganyzott aljzattal ellátott, színezett acéllemezek élettartama 20-30 év.

Elektrogalvanizálás, közismert nevén "hideg horganyzás" vagy "vízhorganyzás"; Elektrokémiai módszerekkel cinktömböket használ anódként, ahol a cinkatomok elektronokat veszítenek, és ionos állapotban az elektrolitba oldódnak. Az acélanyagok katódként működnek, ahol a cinkionok cink atomokká redukálódnak, és lerakódnak az acél felületére, egységes, sűrű és jól kötött fém- vagy ötvözetréteget képezve.

Cink galvanizálási folyamat (ezüst-fehér / kék-fehér)

Különböző bevonat vastagság

A tűzihorganyzás általában vastagabb, jellemzően 40 μm feletti, de akár 200 μm-es vagy annál is nagyobb horganyréteget eredményez. A tűzihorganyzott réteg általában 10-20-szor vastagabb, mint az elektrogalvanizált réteg.

Az elektrogalvanizált bevonatok nagyon vékonyak, körülbelül 3–15 μm, a bevonat tömege mindössze 10–50 g/m².

Különböző súlyú cinkbevonat

A tűzihorganyzott lemezek cinkbevonatának tömege nem lehet túl alacsony, általában mindkét oldalon minimum 50–60 g/m², maximum 600 g/m². Az elektrogalvanizált lemezek horganyrétege nagyon vékony, minimum 15 g/m² lehet, de a vastagabb bevonat eléréséhez nagyon lassú gyártósor-sebességre van szükség, ami nem felel meg a modern gyártósorok folyamatjellemzőinek. A maximum általában 100 g/m². Emiatt az elektrogalvanizált lemezek gyártása jelentősen korlátozott.

Különböző bevonat mikrostruktúra

A tűzihorganyzott lemezek enyhén rideg réteggel rendelkeznek a tiszta cinkbevonat és az acélhordozó között. A tiszta horganybevonat a kristályosodás során többnyire cinkcsíkokat képez, a bevonat egyenletes és nem{2}}porózus.

Az elektrogalvanizálásnál a cinkatomok csak az acéllemez felületén rakódnak le és válnak ki, és fizikai erők hatására kötődnek az acélszalag felületéhez. Sok pórus van, így nagyon érzékeny a korrozív közeg által okozott lyukkorrózióra. Ezért a tűzihorganyzott lemezek jobban ellenállnak a korróziónak-, mint az elektrogalvanizált lemezek.

Különböző hőkezelési eljárások

A tűzi{0}}horganyzott lemezek általában hidegen{1}}hengerelt lemezeket használnak alapanyagként. Az izzítás és a tüzihorganyzás folyamatosan történik a horganyzósoron. Az acélszalagot rövid időn belül felmelegítik, majd lehűtik, így a szilárdsága és plaszticitása bizonyos mértékig befolyásolja. Bélyegzési teljesítménye gyengébb, mint a hasonló hidegen{6}}hengerelt lapoké, amelyek zsírtalanításon és izzításon estek át egy professzionális gyártósoron.

Az elektro-horganyzott lemezek hidegen-hengerelt lemezeket használnak nyersanyagként, alapvetően ugyanazt a feldolgozási teljesítményt biztosítva, mint a hidegen-hengerelt lemezek. Összetett eljárása azonban a termelési költségeket is növeli.

Különböző megjelenés

A tűzihorganyzott réteg felülete durva és fényes, súlyos esetekben pedig horganyzott felületek jelennek meg;

Az elektro{0}}horganyzott réteg sima és fénytelen (piszkos).

Különböző alkalmazási körök és eljárások

A tűzihorganyzás alkalmas nagyméretű alkatrészekhez és berendezésekhez; A tűzihorganyzott acéllemezt először pácolják, hogy eltávolítsák a vas-oxidot az acélcső felületéről. Pácolás után ammónium-klorid vagy cink-klorid vizes oldatban, vagy vegyes ammónium-klorid és cink-klorid vizes oldatos tartályban megtisztítják, majd a forró-bemerítő tartályba kerül.

Az elektrogalvanizálás kis alkatrészekhez alkalmas. Galvanizálási oldattal vigyen fel pozitív és negatív elektródákat az acéllemezre, illetve a galvanizáló oldatra.

felülvizsgálatát

A tűzihorganyzás jó fedőképességgel, sűrű bevonattal és szennyeződésektől mentes. Előnyei az egyenletes bevonat, az erős tapadás és a hosszú élettartam. A tüzihorganyzás jobban ellenáll az atmoszférikus korróziónak, mint a nem nemesfém vason végzett galvanizálás.

A galvanizált acéllemezek gyártására szolgáló galvanizálási módszer jó feldolgozási teljesítményt nyújt, de a bevonat vékonyabb, és a korrózióállósága nem olyan jó, mint a tüzihorganyzott acéllemezeké; A galvanizált horganyzott lemezhez nagyon kicsi a cink mennyisége, csak a külső csőfalon horganyzott, míg a tűzi{1}}bevonat belül és kívül egyaránt van bevonva.