En detaljert forklaring på varm-dypforsinking og elektrogalvanisering (kaldgalvanisering)

Det fulle navnet på varme-belegg er varmbelegg, som refererer til metoden for å dyppe det belagte metallmaterialet ned i andre flytende metaller eller legeringer med lavere smeltepunkter for belegg. Hovedsubstratmaterialet for varm-belegg er stål, så smeltepunktet til metallet i beleggmaterialet må være mye lavere enn stål, ellers vil det påvirke substratmaterialet.

Beleggmateriale
Vanlige beleggsmetaller inkluderer sink (smeltepunkt 419,5 grader), aluminium (smeltepunkt 658,7 grader), tinn (smeltepunkt 231,9 grader) og bly (smeltepunkt 327,4 grader).

Varm-forsinking, også kjent som galvanisering, er en metode for å oppnå et metallbelegg på stålkomponenter ved å senke dem i smeltet sink.

Prosessen med varm-galvanisering

Denne prosessen involverer dannelsen av en jern-sinklegering mellom jernsubstratet og det ytterste rene sinklaget. Dannelsen av dette jern-sinklegeringslaget på overflaten av stålkomponenten under varm-dypforsinking sikrer en sterk binding mellom jernet og det rene sinklaget. Prosessen kan kort beskrives som følger:

Når jernarbeidsstykket er nedsenket i smeltet sink, dannes først en fast løsning av sink og -jern (kropps-sentrert kubikk) ved grensesnittet. Dette er en krystall dannet ved oppløsning av sinkatomer i fast tilstand av uedelt metalljern; de to metallatomene er smeltet sammen, og tiltrekningskraften mellom atomene er relativt liten.

Derfor, når sinken når metning i den faste løsningen, diffunderer atomene til de to grunnstoffene, sink og jern, inn i hverandre. Sinkatomer som diffunderer inn i jernsubstratet migrerer i basisgitteret, og danner gradvis en legering med jern.

Jernet som diffunderer inn i den smeltede sinken danner den intermetalliske forbindelsen FeZn13 med sink, som legger seg i bunnen av den varme-dipgalvaniseringsgryten og danner sinkslagg.

Når stålkomponenten fjernes fra den smeltede sinken, dannes et rent sinklag på overflaten. Dette laget er en sekskantet krystall med et jerninnhold på ikke mer enn 0,003%.

Selve prosessen med å galvanisere overflaten av stålrør (tar stålrør som et eksempel)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->Yttersiden av jernsinklegeringslaget er forbundet med et rent sinklag. Etter avkjøling krystalliserer det rene sinklaget og kobles til stålsubstratet på innsiden av sinklaget. Derfor er varm-galvaniseringsprosessen hovedsakelig prosessen med å danne et galvanisert lag på grunn av diffusjon.

Den beskyttende effekten av det galvaniserte belegget på ståloverflaten

Full dekning, langvarig-beskyttelse
Når det galvaniserte laget er intakt, er korrosjonshastigheten til sink i seg selv ekstremt langsom, noe som kan forlenge levetiden til stål med 15-30 ganger. Det galvaniserte laget er metallurgisk bundet til underlaget, dekker omfattende og fast, og kan motstå mekanisk skade.

Ofre anodebeskyttelse når det er delvis skade
Hvis belegget er delvis skadet, vil den eksponerte stålbasen og sinken danne et primærbatteri i et fuktig miljø. Sink, som anode (med et mer negativt potensial), korroderer fortrinnsvis for å beskytte stålet som katode, som er kjent som "offeranode"-beskyttelse.

Vedheft er viktigere enn tykkelse
Det galvaniserte laget korroderer ofte fra den svake fugen. Hvis vedheften er dårlig, selv om belegget er tykt, vil det korrodere og svikte tidlig, i likhet med "kortbretteffekten til trefat". Derfor er total vedheft en nøkkelfaktor som påvirker beskyttelsestiden.

Det varm-galvaniserte belegget gir stålsubstratet følgende tre-korrosjonsbeskyttelse:

Det varm-galvaniserte laget kan gi følgende trippel anti-korrosjonsbeskyttelse for stålunderlaget:

Isolasjonslag beskyttelse
De to viktige egenskapene til det isolasjonsbeskyttende laget er dets vedheft til metaller og dets egen slitestyrke. I denne forbindelse gir varm-forsinking et hardt, metallbundet isolasjonslag som fullstendig kan dekke ståloverflaten og isolere den fra korrosive miljøer.

Beskyttelse av korrosjonsproduktlag
Korrosjonsproduktene som dannes på overflaten av det varme-dypgalvaniserte laget vil forårsake volumekspansjon, blokkere de diskontinuerlige gapene forårsaket av selektiv oppløsning av belegget, og dermed hindre ytterligere korrosjon av belegget og redusere korrosjonshastigheten til det galvaniserte laget i miljøkorrosive medier.

Elektrokjemisk beskyttelse
For små områder som er utsatt for utilsiktet skade, for eksempel støt eller riper, på grunn av det negative potensialet til sink sammenlignet med jern, er det varmgalvaniserte laget fortrinnsvis korrodert som en offeranode, og gir katodisk beskyttelse for stål.

Fordeler med varm-dip galvaniseringsprosessen

Sammenlignet med andre metallbeskyttende-korrosjonsmetoder har varmforsinking uovertruffen fordeler når det gjelder elektrokjemisk beskyttelse, beleggtetthet, beleggsbestandighet, vedlikeholdsfri belegg, tilpasningsevne til formen og størrelsen på ståldeler og høy produksjonseffektivitet.

Varmgalvanisert stål har fordeler som formbarhet, sveisbarhet, malbarhet og god duktilitet. Varmforsinkingsteknologi utvikler seg i økende grad mot stor-produksjon til lave-kostnader.

Galvanisert lagtykkelse og levetid

Siden levetiden til det galvaniserte laget hovedsakelig avhenger av dets tykkelse, er det enkelt å visuelt inspisere overflaten for kontinuitet og lyshet, og en magnetisk tykkelsesmåler kan brukes til å enkelt og nøyaktig måle om tykkelsen oppfyller standardkravene.

Atmosfæriske eksponeringstester viser at et varm-forsinket lag med en tykkelse på 86 μm har en levetid på 13 år i tunge industriområder, 50 år i marine miljøer, 104 år i forstadsområder og 30 år i urbane områder.

Generelt har et galvanisert lag med et sinkbelegg på 600 g/m² en vedlikeholdsfri- levetid på 20-50 år. For ugalvaniserte farge-belagte stålplater som brukes i bygg, er levetiden 3-5 år, mens fargebelagte stålplater med galvanisert underlag kan vare 20-30 år.

Elektrogalvanisering, ofte kjent som "kaldgalvanisering" eller "vanngalvanisering"; Den bruker elektrokjemiske metoder for å bruke sinkblokker som anoder, der sinkatomer mister elektroner og løses opp i elektrolytten i en ionisk tilstand. Stålmaterialer fungerer som katoder, der sinkioner reduseres til sinkatomer og avsettes på overflaten av stålet, og danner et jevnt, tett og godt bundet metall- eller legeringslag.

Sinkgalvaniseringsprosess (sølv-hvit / blå-hvit)

Ulik beleggtykkelse

Varm-galvanisering gir vanligvis et tykkere sinklag, vanligvis over 40 μm, og til og med opptil 200 μm eller mer. Det varm-galvaniserte laget er vanligvis 10 til 20 ganger tykkere enn det elektrogalvaniserte laget.

Elektrogalvaniserte belegg er svært tynne, omtrent 3–15 μm, med en beleggvekt på bare 10–50 g/m².

Ulik sinkbeleggvekt

Sinkbeleggsvekten til varmgalvaniserte plater kan ikke være for lav, vanligvis minimum 50–60 g/m² på begge sider, og maksimalt 600 g/m². Elektrogalvaniserte plater kan ha et veldig tynt sinklag, med minimum 15 g/m², men å oppnå et tykkere belegg krever en svært lav produksjonslinjehastighet, noe som ikke er egnet for prosessegenskapene til moderne produksjonslinjer. Maksimum er vanligvis 100 g/m². På grunn av dette er produksjonen av elektrogalvaniserte plater betydelig begrenset.

Ulik belegg mikrostruktur

Varmgalvaniserte plater har et litt sprøtt lag mellom det rene sinkbelegget og stålunderlaget. Det rene sinkbelegget danner for det meste sinkspangler under krystallisering, og belegget er jevnt og ikke-porøst.

Ved elektrogalvanisering blir sinkatomer kun avsatt og utfelt på overflaten av stålplaten, og festes til stålbåndoverflaten ved fysiske krefter. Det er mange porer, noe som gjør det svært utsatt for gropkorrosjon forårsaket av etsende medier. Derfor er varm-dypgalvaniserte plater mer korrosjonsbestandige- enn elektrogalvaniserte plater.

Ulike varmebehandlingsprosesser

Varme-dypgalvaniserte plater bruker vanligvis kaldvalsede-plater som råmateriale. Glødingen og varm-galvaniseringen utføres kontinuerlig på galvaniseringslinjen. Stålbåndet varmes opp og avkjøles deretter i løpet av en kort periode, slik at dets styrke og plastisitet påvirkes til en viss grad. Stemplingsytelsen er dårligere enn tilsvarende kaldvalsede-plater som har gjennomgått avfetting og gløding på en profesjonell produksjonslinje.

Elektro-galvaniserte plater bruker kald-valsede plater som råmateriale, noe som i utgangspunktet sikrer samme behandlingsytelse som kaldvalsede-plater. Den komplekse prosessen øker imidlertid også produksjonskostnadene.

Ulikt utseende

Overflaten til det varmgalvaniserte-laget er grov og blank, og i alvorlige tilfeller er det sink-splitter;

Det elektro-galvaniserte laget er glatt og matt (skittent).

Ulikt omfang av søknad og prosess

Varmgalvanisering er egnet for store komponenter og utstyr; Varmgalvanisert stålplate syltes først for å fjerne jernoksid på overflaten av stålrøret. Etter beising rengjøres den i en vandig ammoniumklorid- eller sinkkloridløsning eller en blandet ammoniumklorid- og sinkkloridvannløsningstank, og sendes deretter til den varme-pletteringstanken.

Elektrogalvanisering er egnet for små komponenter. Bruk elektropletteringsløsning, påfør positive og negative elektroder på henholdsvis stålplaten og galvaniseringsløsningen.

anmeldelse

Varmgalvanisering har god dekningsevne, tett belegg og ingen urenheter. Den har fordelene med jevnt belegg, sterk vedheft og lang levetid. Varmforsinking har bedre motstand mot atmosfærisk korrosjon enn galvanisering på grunnmetalljern.

Elektropletteringsmetoden for produksjon av galvaniserte stålplater har god behandlingsytelse, men belegget er tynnere og korrosjonsmotstanden er ikke like god som varm-dypgalvaniserte stålplater; Mengden sink festet til galvanisert plate er svært liten, kun galvanisert på den ytre rørveggen, mens varm-belegg er belagt både på innsiden og utsiden.