Proses Pembentukan Lapisan Bergalvani: Metalurgi bagi-Salutan Zink Celup Panas

Gambaran Keseluruhan Reaksi Galvanisasi

Proses galvani -panas membentuk salutan zink terikat metalurgi pada keluli melalui satu siri tindak balas resapan antara besi dan zink cair. Apabila bahan kerja keluli direndam dalam zink cair pada kira-kira 450 darjah , zink mula-mula membasahi permukaan keluli bersih dan melarutkan sejumlah kecil besi, kemudian besi dan zink meresap untuk menumbuhkan jujukan lapisan antara logam-zink. Di atasnya tumbuh lapisan luar zink hampir tulen yang memberikan produk tergalvani penampilan ciri mereka.

Peringkat 1: Pembentukan-Pelarutan Pepejal Zink

Pada saat rendaman, atom zink larut ke dalam permukaan keluli, membentuk alfa-larutan pepejal besi di mana zink dilarutkan dalam badan-kekisi besi padu berpusat. Lapisan nipis ini adalah asas salutan: gabungan antara kedua-dua logam bukanlah ikatan mekanikal yang mudah tetapi ikatan metalurgi yang sebenar, itulah sebabnya salutan itu melekat dengan begitu kuat dan bertahan dari lenturan dan hentaman.

Peringkat 2: Pertumbuhan Fasa Antara Logam

Sebaik sahaja larutan pepejal tepu dengan zink, tindak balas selanjutnya diteruskan melalui resapan. Atom zink berhijrah ke dalam kekisi besi manakala atom besi meresap keluar ke dalam zink cair, dan satu siri sebatian antara logam terbentuk di antara muka. Dalam salutan celup-panas biasa, struktur terdiri daripada fasa gamma dan delta yang hampir dengan keluli (kaya dengan besi) dan fasa zeta lebih jauh, setiap satu dengan kekerasan dan komposisi ciri. Lapisan antara logam keseluruhan adalah keras dan tahan haus-manakala lapisan luar kekal lembut dan mulur.

Peringkat 3: Pembentukan Lapisan Zink Tulen

Apabila bahan kerja ditarik dari tab mandi, ia membawa lapisan zink cair yang memejal ke dalam fasa eta luar: struktur tertutup-heksagon hampir tulen dengan kandungan besi tidak lebih daripada 0.003 %. Lapisan eta ialah permukaan salutan yang boleh dilihat dan mencerminkan. Ketebalannya dikawal oleh kelajuan pengeluaran dan dengan mengelap gas dalam talian berterusan; dalam galvanizing kelompok ia dikawal oleh masa rendaman, suhu mandi dan kimia keluli.

Pembentukan Sampah Zink

Tidak semua besi yang larut dalam tab mandi mencapai permukaan bahan kerja. Satu bahagian bertindak balas dengan zink dalam cair untuk membentuk zarah antara logam yang lebih tumpat daripada zink cair dan tenggelam ke bahagian bawah periuk galvanizing, di mana ia terkumpul sebagai najis dasar. Habuk atas terbentuk melalui pengoksidaan pada permukaan mandi. Kedua-dua bentuk mengeluarkan zink daripada peredaran yang berguna, jadi pengurusan mandian, termasuk kawalan suhu, penambahan aluminium dan penyaringan biasa, adalah penting untuk memastikan kualiti salutan stabil dan ekonomi penggunaan zink.

Kesan Kimia Keluli dan Pembolehubah Proses

Kadar tindak balas sangat bergantung pada kandungan silikon dan fosforus keluli, kerana unsur-unsur ini mempercepatkan-interdifusi zink besi. Amalan moden menambahkan sedikit aluminium pada tab mandi, biasanya 0.1-0.3 % untuk kerja kelompok, yang membentuk lapisan perencatan nipis yang memperlahankan tindak balas besi-zink dan menghasilkan salutan yang lebih nipis dan mulur. Suhu mandi, masa rendaman, kelajuan pengeluaran dan kekasaran permukaan keluli semuanya mempengaruhi ketebalan dan struktur salutan akhir.

Struktur dan Sifat Salutan

Oleh itu, salutan lengkap ialah komposit berlapis: larutan pepejal besi alfa{0}}nipis, kawasan antara logam keras (fasa gamma, delta dan zeta) yang memberikan rintangan lekatan dan haus serta lapisan zink eta tulen-lembut yang memberikan perlindungan dan penampilan kakisan. Komposit ini berkelakuan berbeza daripada satu-salutan fasa: lapisan antara logam keras dan rapuh, manakala lapisan eta bengkok dan berubah bentuk dengan keluli. Untuk produk lembaran salutan nipis dengan pecahan antara logam kecil lebih disukai untuk kebolehbentukan; untuk bahagian struktur salutan tebal dipilih untuk hayat kakisan maksimum.

Piawaian dan Pengesahan

Ketebalan dan jisim salutan disahkan mengikut piawaian produk: ISO 1461 untuk salutan bergalvani celup-panas pada artikel besi dan keluli fabrikasi, GB/T 13912 sebagai setara Cina dan EN 10346 atau ISO 3575 untuk kepingan tergalvani berterusan. Ketebalan salutan diukur dengan tolok magnet atau dengan kaedah gravimetrik, dan lekatan dinilai dengan ujian lentur dan hentaman. Struktur berlapis boleh diperiksa secara metalografi untuk mengesahkan bahawa semua fasa hadir dalam perkadaran yang betul.

Soalan Lazim

Mengapa keluli tergalvani menunjukkan rupa spangled?

Spangle terbentuk apabila lapisan zink cair menjadi pejal dan kristal zink tumbuh keluar dari titik nukleasi. Saiz spangle bergantung pada komposisi mandian, kadar penyejukan dan kehadiran elemen penggalak spangle-dalam mandian tradisional.

Apakah perbezaan antara lapisan eta dan lapisan aloi?

Lapisan eta adalah hampir tulen zink, lembut dan mulur. Lapisan aloi di bawahnya ialah fasa antara logam-zink besi yang lebih keras dan rapuh, dan ia memberikan ikatan metalurgi kepada keluli.

Mengapakah aluminium ditambah kepada mandian bergalvani?

Aluminium membentuk lapisan perencatan nipis pada permukaan keluli yang melambatkan -tindak balas zink besi, menghasilkan salutan yang lebih nipis, lebih seragam dan lebih mulur. Ini adalah penting untuk helaian tergalvani yang mesti digulung-atau dilukis dalam-.

Bagaimanakah kotoran zink dikeluarkan dari periuk?

Najis bawah dikeluarkan secara berkala dengan operasi penyimpitan atau pengepaman apabila periuk diservis, dan najis atas disisir secara kerap semasa pengeluaran. Kawalan suhu yang baik mengurangkan pembentukan najis.

Bolehkah ketebalan salutan tergalvani ditentukan oleh pelanggan?

ya. Piawaian produk mentakrifkan kelas salutan mengikut jisim setiap meter persegi, dan pelanggan menentukan kelas yang sesuai dengan persekitaran dan hayat perkhidmatan, contohnya Z275 untuk kegunaan bangunan luaran umum.

Mengapakah salutan pada batch-keluli tergalvani kelihatan lebih tebal daripada pada helaian?

Penggalvanan berkelompok artikel fabrikasi menggunakan masa rendaman yang lebih lama tanpa mengelap, jadi lapisan antara logam dan eta semakin tebal. Garis lembaran berterusan mengawal ketebalan dengan tepat dengan pisau udara, memberikan salutan yang lebih nipis dan lebih seragam.