Bildungsmechanismus der feuerverzinkten Beschichtung
Die Feuerverzinkung ist ein metallurgischer Reaktionsprozess. Aus mikroskopischer Sicht besteht der Prozess der Feuerverzinkung aus zwei dynamischen Gleichgewichten: Wärmebilanz und Zink-Eisen-Austauschbilanz.
Wenn das Werkstück aus Eisen und Stahl bei etwa 450 °C in geschmolzene Zinklösung getaucht wird, absorbiert das Werkstück bei Raumtemperatur die Wärme der Zinklösung, und wenn es über 200 °C erreicht, wird die Wechselwirkung zwischen Zink und Eisen allmählich offensichtlich. und Zink dringt in die Oberfläche des Eisenwerkstücks ein.
Wenn sich die Temperatur des Werkstücks allmählich der Temperatur des geschmolzenen Zinks nähert, werden Legierungsschichten mit unterschiedlichen Verhältnissen von Zink und Eisen auf der Oberfläche des Werkstücks gebildet, wodurch eine Schichtstruktur der Zinkbeschichtung gebildet wird. Im Laufe der Zeit zeigen verschiedene Legierungsschichten in der Beschichtung unterschiedliche Wachstumsraten.
Aus makroskopischer Sicht zeigt der obige Prozess, dass das Werkstück in die Zinkflüssigkeit eingetaucht wird und die Oberfläche der Zinkflüssigkeit kocht. Wenn sich die Zink-Eisen-Reaktion allmählich ausgleicht, beruhigt sich die Oberfläche der Zinkflüssigkeit allmählich.
Das Werkstück wird aus dem Zinkflüssigkeitsspiegel gehoben, und wenn die Temperatur des Werkstücks allmählich unter 200 °C fällt, stoppt die Zink-Eisen-Reaktion, und die feuerverzinkte Beschichtung wird gebildet und die Dicke bestimmt.
Anforderungen an die Dicke der feuerverzinkten Beschichtung
Die Hauptfaktoren, die die Dicke der Zinkschicht beeinflussen, sind: die Zusammensetzung des Grundmetalls, die Oberflächenrauhigkeit des Stahls, der Gehalt und die Verteilung der aktiven Elemente Silizium und Phosphor im Stahl, die Eigenspannung des Stahls, die Geometrie Größe des Werkstücks und das Feuerverzinkungsverfahren.
Die aktuellen internationalen und chinesischen Feuerverzinkungsnormen sind entsprechend der Dicke des Stahls in Abschnitte unterteilt, und die flache Dicke und die lokale Dicke der Zinkbeschichtung sollten die entsprechende Dicke erreichen, um die Korrosionsbeständigkeit der Zinkbeschichtung zu bestimmen.
Bei Werkstücken mit unterschiedlichen Stahldicken ist die Zeit, die zum Erreichen des thermischen Gleichgewichts und des Zink-Eisen-Austauschgleichgewichts erforderlich ist, unterschiedlich, und auch die Dicke der gebildeten Beschichtung ist unterschiedlich.
Die durchschnittliche Dicke der Beschichtung in der Norm basiert auf dem Erfahrungswert der industriellen Produktion des oben genannten Verzinkungsmechanismus, und die lokale Dicke ist der Erfahrungswert, der erforderlich ist, um die Ungleichmäßigkeit der Dickenverteilung der Zinkbeschichtung zu berücksichtigen und die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung.
Daher haben die ISO-Norm, die amerikanische ASTM-Norm, die japanische JIS-Norm und die chinesische Norm leicht unterschiedliche Anforderungen an die Dicke der Zinkbeschichtung, die ähnlich sind.
Als nächstes werden mehrere unterschiedliche Feuerverzinkungs- und Beschichtungseigenschaften erläutert.
Feuerverzinktes Stahlblech (GI-Blech)
Derzeit werden der bei der Herstellung von GI-Platten verwendeten Zinklösung 0.2 % Al-Element zugesetzt. Die Wirkung der Zugabe von AI besteht darin, die Fließfähigkeit der Zinklösung zu verbessern. Aluminium- und Eisenelemente reagieren bevorzugt, um eine Eisen-Aluminium-Legierungsphasenschicht zu bilden, die die Reaktion zwischen Zink und dem Stahlplattensubstrat hemmt, wodurch die Haftung der Beschichtung verbessert wird.
Gleichzeitig wird dem Zink eine kleine Menge Aluminium in der Zinklösung zugesetzt. Der Aluminiumoxidfilm wird auf der Oberfläche der Flüssigkeit gebildet, was die Oxidationsreaktion von Zink auf der Oberfläche der Zinkflüssigkeit verhindert und den Zinkverbrauch verringert.
An der Oberfläche der Beschichtung kann Aluminium zunächst mit Sauerstoff reagieren und einen Aluminiumoxid-Schutzfilm bilden, der eine Oxidation der Beschichtungsoberfläche verhindert und den Oberflächenglanz erhöht.
