En detaljeret forklaring af varm-dip galvanisering og elektrogalvanisering (koldgalvanisering)

Det fulde navn på hot-dip-coating er hot-dip-coating, som henviser til metoden til at nedsænke det coatede metalmateriale i andre flydende metaller eller legeringer med lavere smeltepunkter til coating. Hovedsubstratmaterialet til varm-dipbelægning er stål, så smeltepunktet for metallet i belægningsmaterialet skal være meget lavere end stål, ellers vil det påvirke substratmaterialet.

Belægningsmateriale
Almindelige belægningsmetaller omfatter zink (smeltepunkt 419,5 grader), aluminium (smeltepunkt 658,7 grader), tin (smeltepunkt 231,9 grader) og bly (smeltepunkt 327,4 grader).

Varmgalvanisering, også kendt som galvanisering, er en metode til at opnå en metalbelægning på stålkomponenter ved at nedsænke dem i smeltet zink.

Processen med varm-galvanisering

Denne proces involverer dannelsen af ​​en jern-zinklegering mellem jernsubstratet og det yderste rene zinklag. Dannelsen af ​​dette jern-zinklegeringslag på overfladen af ​​stålkomponenten under varm-dypforzinkning sikrer en stærk binding mellem jernet og det rene zinklag. Processen kan kort beskrives som følger:

Når jernemnet nedsænkes i smeltet zink, dannes der først en fast opløsning af zink og -jern (krop-centreret kubisk) ved grænsefladen. Dette er en krystal dannet ved opløsning af zinkatomer i den faste tilstand af uædle metaljernet; de to metalatomer er smeltet sammen, og tiltrækningskraften mellem atomerne er forholdsvis lille.

Derfor, når zinken når mætning i den faste opløsning, diffunderer atomerne af de to grundstoffer, zink og jern, ind i hinanden. Zinkatomer, der diffunderer ind i jernsubstratet, migrerer i basisgitteret og danner gradvist en legering med jern.

Jernet, der diffunderer ind i den smeltede zink, danner den intermetalliske forbindelse FeZn13 med zink, som sætter sig i bunden af ​​den varme-dypgalvaniseringsgryde og danner zinkslagg.

Når stålkomponenten fjernes fra den smeltede zink, dannes et rent zinklag på overfladen. Dette lag er en sekskantet krystal med et jernindhold på højst 0,003%.

Selve processen med at galvanisere overfladen af ​​stålrør (tag stålrør som et eksempel)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->Ydersiden af ​​jernzinklegeringslaget er forbundet med et rent zinklag. Efter afkøling krystalliserer det rene zinklag og forbindes med stålsubstratet på indersiden af ​​zinklaget. Derfor er varm-dip-galvaniseringsprocessen hovedsagelig processen med at danne et galvaniseret lag på grund af diffusion.

Den beskyttende effekt af den galvaniserede belægning på ståloverfladen

Fuldstændig dækning, langvarig-beskyttelse
Når det galvaniserede lag er intakt, er selve zinkens korrosionshastighed ekstremt langsom, hvilket kan forlænge stålets levetid med 15-30 gange. Det galvaniserede lag er metallurgisk bundet til underlaget, dækker omfattende og fast og kan modstå mekaniske skader.

Ofre anodebeskyttelse, når der er delvis skade
Hvis belægningen er delvist beskadiget, vil den blottede stålbund og zink danne et primært batteri i et fugtigt miljø. Zink, som anoden (med et mere negativt potentiale), korroderer fortrinsvis for at beskytte stålet som katoden, hvilket er kendt som "offeranode"-beskyttelse.

Vedhæftning er vigtigere end tykkelse
Det galvaniserede lag korroderer ofte fra den svage samling. Hvis vedhæftningen er dårlig, selvom belægningen er tyk, vil den korrodere og svigte tidligt, svarende til "kortpladeeffekten af ​​træfade". Derfor er den samlede vedhæftning en nøglefaktor, der påvirker beskyttelsestiden.

Den varm-galvaniserede belægning giver stålunderlaget følgende tre-korrosionsbeskyttelse:

Det varm-dypgalvaniserede lag kan give følgende tredobbelte anti-korrosionsbeskyttelse til stålunderlaget:

Beskyttelse af isoleringslag
De to vigtige egenskaber ved det isolerende beskyttende lag er dets vedhæftning til metaller og dets egen slidstyrke. I denne forbindelse giver varmgalvanisering et hårdt, metalbundet isoleringslag, der fuldstændigt kan dække ståloverfladen og isolere det fra korrosive miljøer.

Beskyttelse af korrosionsproduktlag
De korrosionsprodukter, der dannes på overfladen af ​​det varme-dypgalvaniserede lag, vil forårsage volumenudvidelse, blokere de diskontinuerlige huller forårsaget af selektiv opløsning af belægningen, og derved forhindre yderligere korrosion af belægningen og reducere korrosionshastigheden af ​​det galvaniserede lag i miljøkorrosive medier.

Elektrokemisk beskyttelse
For små områder, der er udsat for utilsigtet beskadigelse, såsom stød eller ridser, på grund af zinks negative potentiale sammenlignet med jern, er det varmgalvaniserede lag fortrinsvis korroderet som en offeranode, hvilket giver katodisk beskyttelse af stål.

Fordele ved varm-dypforzinkningsprocessen

Sammenlignet med andre metalbeskyttende-korrosionsmetoder har varmgalvanisering uovertrufne fordele med hensyn til elektrokemisk beskyttelse, belægningstæthed, belægningsholdbarhed, vedligeholdelsesfri belægning, tilpasningsevne til ståldeles form og størrelse og høj produktionseffektivitet.

Varmgalvaniseret-stål har fordele som formbarhed, svejsbarhed, malbarhed og god duktilitet. Varmgalvaniseringsteknologi udvikler sig i stigende grad mod stor-produktion til lave-omkostninger.

Galvaniseret lagtykkelse og levetid

Da levetiden af ​​det galvaniserede lag hovedsageligt afhænger af dets tykkelse, er det let at visuelt inspicere overfladen for kontinuitet og lysstyrke, og en magnetisk tykkelsesmåler kan bruges til bekvemt og præcist at måle, om tykkelsen opfylder standardkravene.

Atmosfæriske eksponeringstests viser, at et varmgalvaniseret 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 byområder.

Generelt har et galvaniseret lag med en zinkbelægning på 600 g/m² en vedligeholdelsesfri- levetid på 20-50 år. For ugalvaniserede farve-belagte stålplader, der anvendes i byggeriet, er levetiden 3-5 år, mens farvebelagte stålplader med galvaniseret underlag kan holde 20-30 år.

Elektrogalvanisering, almindeligvis kendt som "koldgalvanisering" eller "vandgalvanisering"; Den bruger elektrokemiske metoder til at bruge zinkbarrer som anoder, hvor zinkatomer mister elektroner og opløses i elektrolytten i en ionisk tilstand. Stålmaterialer fungerer som katoder, hvor zinkioner reduceres til zinkatomer og aflejres på stålets overflade og danner et ensartet, tæt og godt bundet metal- eller legeringslag.

Zinkgalvaniseringsprocesflow (sølv-hvid / blå-hvid)

Forskellig belægningstykkelse

Varmgalvanisering producerer generelt et tykkere zinklag, typisk over 40 μm og endda op til 200 μm eller mere. Det varmgalvaniserede-lag er generelt 10 til 20 gange tykkere end det elektrogalvaniserede lag.

Elektrogalvaniserede belægninger er meget tynde, ca. 3-15 μm, med en belægningsvægt på kun 10-50 g/m².

Forskellig zinkbelægningsvægt

Zinkbelægningsvægten af ​​varmgalvaniserede plader må ikke være for lav, generelt minimum 50-60 g/m² på begge sider og maksimalt 600 g/m². Elektrogalvaniserede plader kan have et meget tyndt zinklag, med et minimum på 15 g/m², men opnåelse af en tykkere belægning kræver en meget langsom produktionslinjehastighed, hvilket ikke er velegnet til proceskarakteristika i moderne produktionslinjer. Det maksimale er generelt 100 g/m². På grund af dette er produktionen af ​​elektrogalvaniserede plader betydeligt begrænset.

Forskellig belægningsmikrostruktur

Varmgalvaniserede plader har et let skørt sammensat lag mellem den rene zinkbelægning og stålunderlaget. Den rene zinkbelægning danner for det meste zinkspangles under krystallisation, og belægningen er ensartet og ikke-porøs.

Ved elektrogalvanisering aflejres og udfældes zinkatomer kun på overfladen af ​​stålpladen og er fastgjort til stålbåndets overflade af fysiske kræfter. Der er mange porer, hvilket gør det meget modtageligt for grubetæring forårsaget af ætsende medier. Derfor er varm-dypgalvaniserede plader mere korrosionsbestandige- end elektrogalvaniserede plader.

Forskellige varmebehandlingsprocesser

Varm-dypgalvaniserede plader bruger generelt kold-valsede plader som råmaterialer. Udglødningen og varmgalvaniseringen udføres kontinuerligt på galvaniseringslinjen. Stålbåndet opvarmes og afkøles derefter i en kort periode, så dets styrke og plasticitet påvirkes i nogen grad. Dens prægeevne er ringere end tilsvarende koldvalsede-plader, der har gennemgået affedtning og udglødning på en professionel produktionslinje.

Elektro-galvaniserede plader bruger kold-valsede plader som råmaterialer, hvilket grundlæggende sikrer samme forarbejdningsydelse som koldt-valsede plader. Dens komplekse proces øger imidlertid også produktionsomkostningerne.

Forskelligt udseende

Overfladen af ​​det varmgalvaniserede-lag er ru og lys, og i alvorlige tilfælde er der zinkspletter;

Det elektro-galvaniserede lag er glat og mat (snavset).

Forskelligt anvendelsesområde og proces

Varmgalvanisering er velegnet til store komponenter og udstyr; Varmgalvaniseret stålplade bejdses først for at fjerne jernoxid på stålrørets overflade. Efter bejdsning renses den i en vandig ammoniumchlorid- eller zinkchloridopløsning eller en blandet ammoniumchlorid- og zinkchloridbeholder og sendes derefter til den varme-belægningsbeholder.

Elektrogalvanisering er velegnet til små komponenter. Ved hjælp af galvaniseringsopløsning påføres positive og negative elektroder på henholdsvis stålpladen og galvaniseringsopløsningen.

anmeldelse

Varmgalvanisering har god dækkeevne, tæt belægning og ingen urenheder. Det har fordelene ved ensartet belægning, stærk vedhæftning og lang levetid. Varmgalvanisering har bedre modstandsdygtighed over for atmosfærisk korrosion end galvanisering på basismetaljern.

Elektropletteringsmetoden til fremstilling af galvaniserede stålplader har god forarbejdningsydelse, men belægningen er tyndere, og korrosionsbestandigheden er ikke så god som varmgalvaniserede stålplader; Mængden af ​​zink, der er fastgjort til galvaniseret plade, er meget lille, kun galvaniseret på den ydre rørvæg, mens varm-belægning er belagt både indvendigt og udvendigt.