Een gedetailleerde uitleg van thermisch verzinken- en elektrolytisch verzinken (koud verzinken)

De volledige naam van heet-dompelcoaten is heetdompelcoaten, wat verwijst naar de methode waarbij het gecoate metalen materiaal wordt ondergedompeld in andere vloeibare metalen of legeringen met lagere smeltpunten voor coating. Het belangrijkste substraatmateriaal voor hete- dompelcoating is staal, dus het smeltpunt van het metaal in het coatingmateriaal moet veel lager zijn dan dat van staal, anders zal dit het substraatmateriaal aantasten.

Coatingmateriaal
Veel voorkomende coatingmetalen zijn zink (smeltpunt 419,5 graden), aluminium (smeltpunt 658,7 graden), tin (smeltpunt 231,9 graden) en lood (smeltpunt 327,4 graden).

Thermisch verzinken, ook wel galvaniseren genoemd, is een methode om een ​​metalen coating op stalen onderdelen te verkrijgen door ze onder te dompelen in gesmolten zink.

Het proces van thermisch verzinken-

Dit proces omvat de vorming van een ijzer-zinklegering tussen het ijzersubstraat en de buitenste zuivere zinklaag. De vorming van deze ijzer-zinklegeringslaag op het oppervlak van het stalen onderdeel tijdens thermisch- galvaniseren zorgt voor een sterke hechting tussen het ijzer en de zuivere zinklaag. Het proces kan kort als volgt worden beschreven:

Wanneer het ijzeren werkstuk wordt ondergedompeld in gesmolten zink, wordt eerst een vaste oplossing van zink en -ijzer (lichaam-gecentreerd kubisch) gevormd op het grensvlak. Dit is een kristal dat wordt gevormd door het oplossen van zinkatomen in de vaste toestand van het onedele metaalijzer; de twee metaalatomen zijn met elkaar versmolten en de aantrekkingskracht tussen de atomen is relatief klein.

Daarom, wanneer het zink verzadiging bereikt in de vaste oplossing, diffunderen de atomen van de twee elementen, zink en ijzer, in elkaar. Zinkatomen die in het ijzersubstraat diffunderen, migreren in het basisrooster en vormen geleidelijk een legering met ijzer.

Het ijzer dat in het gesmolten zink diffundeert, vormt met zink de intermetaalverbinding FeZn13, die zich op de bodem van de thermisch verzinkte pot bezinkt en zinkslak vormt.

Wanneer het staalbestanddeel uit het gesmolten zink wordt verwijderd, ontstaat er een zuivere zinklaag op het oppervlak. Deze laag is een hexagonaal kristal met een ijzergehalte van maximaal 0,003%.

Het daadwerkelijke proces van het galvaniseren van het oppervlak van stalen buizen (met stalen buizen als voorbeeld)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->De buitenzijde van de ijzer-zinklegeringslaag is verbonden met een zuivere zinklaag. Na afkoeling kristalliseert de zuivere zinklaag en wordt aan de binnenzijde van de zinklaag verbonden met het stalen substraat. Daarom is het proces van thermisch verzinken hoofdzakelijk het proces waarbij door diffusie een gegalvaniseerde laag wordt gevormd.

Het beschermende effect van de gegalvaniseerde coating op het staaloppervlak

Volledige dekking, langdurige-bescherming
Wanneer de gegalvaniseerde laag intact is, is de corrosiesnelheid van zink zelf extreem laag, waardoor de levensduur van staal 15-30 keer kan worden verlengd. De gegalvaniseerde laag is metallurgisch aan de ondergrond gebonden, dekt volledig en stevig af en is bestand tegen mechanische schade.

Offer de anodebescherming op als er gedeeltelijke schade is
Als de coating gedeeltelijk beschadigd is, vormen de blootliggende stalen basis en het zink een primaire batterij in een vochtige omgeving. Zink, als anode (met een negatiever potentieel), corrodeert bij voorkeur om het staal als kathode te beschermen, wat bekend staat als "opofferingsanode" -bescherming.

Hechting is belangrijker dan dikte
De gegalvaniseerde laag corrodeert vaak door de zwakke verbinding. Als de hechting slecht is, zelfs als de coating dik is, zal deze corroderen en vroegtijdig bezwijken, vergelijkbaar met het "korte plankeffect van houten vaten". Daarom is de algehele hechting een sleutelfactor die de levensduur van de bescherming beïnvloedt.

De thermisch{0}}gegalvaniseerde coating biedt het stalen substraat de volgende drie--voudige corrosiebescherming:

De thermisch{0}}gegalvaniseerde laag kan de volgende drievoudige anti-corrosiebescherming bieden voor het stalen substraat:

Isolatielaagbescherming
De twee belangrijke eigenschappen van de isolerende beschermlaag zijn de hechting aan metalen en de eigen slijtvastheid. In dit opzicht levert thermisch verzinken een harde, aan metaal gebonden isolatielaag op die het oppervlak van staal volledig kan bedekken en isoleren tegen corrosieve omgevingen.

Bescherming van corrosieproductlaag
De corrosieproducten die worden gevormd op het oppervlak van de thermisch verzinkte laag zullen volume-expansie veroorzaken, waardoor de discontinue openingen worden geblokkeerd die worden veroorzaakt door het selectief oplossen van de coating, waardoor verdere corrosie van de coating wordt belemmerd en de corrosiesnelheid van de gegalvaniseerde laag in omgevingscorrosieve media wordt verminderd.

Elektrochemische bescherming
Voor kleine gebieden die blootstaan ​​aan accidentele schade, zoals stoten of krassen, als gevolg van het negatieve potentieel van zink in vergelijking met ijzer, wordt de thermisch verzinkte laag bij voorkeur gecorrodeerd als opofferingsanode, waardoor staal kathodische bescherming krijgt.

Voordelen van het thermisch verzinken-proces

Vergeleken met andere metalen anti{0}}corrosiemethoden heeft thermisch verzinken- ongeëvenaarde voordelen op het gebied van elektrochemische bescherming, coatingdichtheid, coatingduurzaamheid, onderhoudsvrij coating, aanpassingsvermogen aan de vorm en grootte van stalen onderdelen, en hoge productie-efficiëntie.

Thermisch verzinkt staal heeft voordelen zoals vervormbaarheid, lasbaarheid, overschilderbaarheid en goede ductiliteit. De technologie voor thermisch verzinken ontwikkelt zich steeds meer in de richting van productie op grote- schaal en tegen lage- kosten.

Gegalvaniseerde laagdikte en levensduur

Omdat de levensduur van de gegalvaniseerde laag voornamelijk afhangt van de dikte, is het eenvoudig om het oppervlak visueel te inspecteren op continuïteit en helderheid, en kan een magnetische diktemeter worden gebruikt om gemakkelijk en nauwkeurig te meten of de dikte aan de standaardeisen voldoet.

Uit atmosferische blootstellingstesten blijkt dat een thermisch verzinkte laag met een dikte van 86 μm een ​​levensduur heeft van 13 jaar in zware industriële gebieden, 50 jaar in maritieme omgevingen, 104 jaar in voorstedelijke gebieden en 30 jaar in stedelijke gebieden.

Over het algemeen heeft een verzinkte laag met een zinklaag van 600 g/m² een onderhoudsvrije-levensduur van 20-50 jaar. Voor ongegalvaniseerde, kleurgecoate staalplaten die in de bouw worden gebruikt, is de levensduur 3-5 jaar, terwijl kleurgecoate staalplaten met een gegalvaniseerd substraat 20-30 jaar mee kunnen gaan.

Elektrolytisch verzinken, algemeen bekend als "koud galvaniseren" of "waterverzinken"; Het maakt gebruik van elektrochemische methoden om zinkstaven als anoden te gebruiken, waarbij zinkatomen elektronen verliezen en in ionische toestand in de elektrolyt oplossen. Staalmaterialen fungeren als kathodes, waarbij zinkionen worden gereduceerd tot zinkatomen en worden afgezet op het oppervlak van het staal, waardoor een uniforme, dichte en goed gebonden afzettingslaag van metaal of legering wordt gevormd.

Zink-galvanisatieprocesstroom (zilver-wit / blauw-wit)

Verschillende laagdiktes

Thermisch verzinken levert over het algemeen een dikkere zinklaag op, meestal boven de 40 μm, en zelfs tot 200 μm of meer. De thermisch verzinkte laag is doorgaans 10 tot 20 keer dikker dan de elektrolytisch verzinkte laag.

Elektrolytisch verzinkte coatings zijn zeer dun, ongeveer 3–15 μm, met een coatinggewicht van slechts 10–50 g/m².

Verschillende zinkcoatingsgewichten

Het gewicht van de zinklaag van thermisch verzinkte platen mag niet te laag zijn, doorgaans minimaal 50–60 g/m² aan beide zijden en maximaal 600 g/m². Elektrolytisch verzinkte platen kunnen een zeer dunne zinklaag hebben, met een minimum van 15 g/m², maar het bereiken van een dikkere coating vereist een zeer lage snelheid van de productielijn, wat niet geschikt is voor de proceseigenschappen van moderne productielijnen. Het maximum is doorgaans 100 g/m². Hierdoor is de productie van elektrolytisch verzinkte platen aanzienlijk beperkt.

Verschillende coatingmicrostructuur

Thermisch verzinkte platen hebben een licht brosse verbindingslaag tussen de zuivere zinklaag en het stalen substraat. De zuivere zinkcoating vormt tijdens de kristallisatie meestal zinkspangles, en de coating is uniform en niet-poreus.

Bij elektrolytisch verzinken worden zinkatomen alleen afgezet en neergeslagen op het oppervlak van de staalplaat, en worden ze door fysieke krachten aan het oppervlak van de stalen strip bevestigd. Er zijn veel poriën, waardoor het zeer gevoelig is voor putcorrosie veroorzaakt door corrosieve media. Daarom zijn thermisch verzinkte platen -corrosiebestendiger- dan elektrolytisch verzinkte platen.

Verschillende warmtebehandelingsprocessen

Bij thermisch verzinkte platen-worden doorgaans koud-gewalste platen als grondstof gebruikt. Het gloeien en thermisch verzinken-worden continu uitgevoerd op de verzinklijn. De stalen strip wordt in korte tijd verwarmd en vervolgens afgekoeld, waardoor de sterkte en plasticiteit enigszins worden aangetast. De stempelprestaties zijn inferieur aan die van soortgelijke koudgewalste platen die op een professionele productielijn zijn ontvet en uitgegloeid.

Elektro-gegalvaniseerde platen gebruiken koud-gewalste platen als grondstof, waardoor in principe dezelfde verwerkingsprestaties worden gegarandeerd als koud-gewalste platen. Het complexe proces verhoogt echter ook de productiekosten.

Ander uiterlijk

Het oppervlak van de thermisch verzinkte laag- is ruw en helder, en in ernstige gevallen zijn er zinkglitters;

De elektro-gegalvaniseerde laag is glad en dof (vies).

Verschillende toepassingsgebieden en processen

Thermisch verzinken is geschikt voor grote componenten en apparatuur; Thermisch verzinkte staalplaat wordt eerst gebeitst om ijzeroxide op het oppervlak van de stalen buis te verwijderen. Na het beitsen wordt het gereinigd in een waterige ammoniumchloride- of zinkchloride-oplossing of een gemengde waterige ammoniumchloride- en zinkchloride-oplossingtank, en vervolgens naar de hete- galvaniseertank gestuurd.

Elektrolytisch verzinken is geschikt voor kleine componenten. Breng met behulp van een galvaniseeroplossing positieve en negatieve elektroden aan op respectievelijk de stalen plaat en de galvaniseeroplossing.

beoordeling

Thermisch verzinken heeft een goed dekkingsvermogen, een dichte coating en geen onzuiverheden. Het heeft de voordelen van een uniforme coating, sterke hechting en een lange levensduur. Thermisch verzinken heeft een betere weerstand tegen atmosferische corrosie dan galvaniseren op het basismetaalijzer.

De galvanische methode voor het vervaardigen van gegalvaniseerde staalplaten heeft goede verwerkingsprestaties, maar de coating is dunner en de corrosieweerstand is niet zo goed als die van thermisch verzinkte staalplaten; De hoeveelheid zink die aan gegalvaniseerde gegalvaniseerde plaat is bevestigd, is zeer klein; deze wordt alleen gegalvaniseerd op de buitenste buiswand, terwijl de thermisch verzinkte coating zowel aan de binnen- als buitenkant wordt aangebracht.