Nguyên lý tạo lớp mạ kẽm nhúng nóng
Mạ kẽm nhúng nóng là một quá trình phản ứng hóa học luyện kim. Từ góc độ vi mô, quá trình mạ kẽm nhúng nóng bao gồm hai trạng thái cân bằng động: cân bằng nhiệt và cân bằng trao đổi sắt kẽm. Khi các bộ phận thép được ngâm trong kẽm nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 450oC, các bộ phận thép ở nhiệt độ phòng sẽ hấp thụ nhiệt của chất lỏng kẽm. Khi nhiệt độ vượt quá 200oC, sự tương tác giữa kẽm và sắt dần trở nên rõ ràng và kẽm thấm vào lớp bề mặt của các bộ phận bằng thép sắt.
Khi nhiệt độ của thép dần dần đạt đến nhiệt độ của chất lỏng kẽm, các lớp hợp kim với tỷ lệ sắt kẽm khác nhau được hình thành trên lớp bề mặt của thép, tạo thành cấu trúc phân lớp của lớp phủ kẽm. Theo thời gian, các lớp hợp kim khác nhau trong lớp phủ có tốc độ tăng trưởng khác nhau. Ở góc độ vĩ mô, quá trình trên biểu hiện ở việc các bộ phận thép được ngâm trong chất lỏng kẽm, gây sôi bề mặt chất lỏng kẽm. Khi phản ứng hóa học của sắt kẽm dần dần cân bằng, bề mặt chất lỏng kẽm dần dần dịu đi.
Khi miếng thép được nâng lên mức chất lỏng kẽm và nhiệt độ của miếng thép giảm dần xuống dưới 200oC, phản ứng hóa học của sắt kẽm dừng lại và lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng được hình thành, với độ dày được xác định.
Yêu cầu về độ dày đối với lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ dày của lớp phủ kẽm bao gồm: thành phần kim loại nền, độ nhám bề mặt của thép, hàm lượng và sự phân bố của các nguyên tố hoạt tính silicon và phốt pho trong thép, ứng suất bên trong của thép, kích thước hình học của các bộ phận thép và quá trình mạ kẽm nhúng nóng.
Các tiêu chuẩn mạ kẽm nhúng nóng hiện nay của quốc tế và Trung Quốc được chia thành các phần dựa trên độ dày của thép. Độ dày toàn bộ và cục bộ của lớp mạ kẽm phải đạt độ dày tương ứng để xác định khả năng chống ăn mòn của lớp mạ kẽm. Thời gian cần thiết để đạt được trạng thái cân bằng nhiệt và trạng thái cân bằng trao đổi sắt kẽm ổn định khác nhau đối với các bộ phận thép có độ dày khác nhau, dẫn đến độ dày lớp phủ khác nhau. Độ dày lớp phủ trung bình trong tiêu chuẩn dựa trên giá trị kinh nghiệm sản xuất công nghiệp của nguyên lý mạ kẽm nhúng nóng nêu trên, và độ dày cục bộ là giá trị kinh nghiệm cần thiết để xem xét sự phân bố không đồng đều của độ dày lớp phủ kẽm và các yêu cầu về khả năng chống ăn mòn của lớp phủ .
Do đó, tiêu chuẩn ISO, tiêu chuẩn ASTM của Mỹ, tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản và tiêu chuẩn của Trung Quốc có các yêu cầu hơi khác nhau về độ dày lớp phủ kẽm và sự khác biệt không đáng kể.
Tác dụng và ảnh hưởng của độ dày lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng
Độ dày của lớp mạ kẽm nhúng nóng quyết định khả năng chống ăn mòn của các bộ phận được mạ. Để thảo luận chi tiết, vui lòng tham khảo dữ liệu liên quan do Hiệp hội mạ kẽm nhúng nóng Hoa Kỳ cung cấp trong tệp đính kèm. Khách hàng cũng có thể lựa chọn độ dày lớp mạ kẽm cao hơn hoặc thấp hơn tiêu chuẩn.
Rất khó để có được lớp phủ dày hơn trong sản xuất công nghiệp đối với các tấm thép mỏng có lớp bề mặt nhẵn từ 3 mm trở xuống. Ngoài ra, độ dày lớp phủ kẽm không tỷ lệ thuận với độ dày thép có thể ảnh hưởng đến độ bám dính giữa lớp phủ và nền, cũng như chất lượng bề ngoài của lớp phủ. Lớp phủ quá dày có thể khiến bề ngoài của lớp phủ bị nhám, dễ bị bong tróc và các bộ phận được mạ không thể chịu được va chạm trong quá trình vận chuyển và lắp đặt.
Nếu có nhiều nguyên tố hoạt tính như silicon và phốt pho trong thép thì việc thu được lớp phủ mỏng hơn trong sản xuất công nghiệp cũng rất khó khăn. Điều này là do hàm lượng silicon trong thép ảnh hưởng đến chế độ tăng trưởng của lớp hợp kim sắt kẽm, điều này sẽ làm cho lớp hợp kim sắt kẽm pha zeta phát triển nhanh chóng và đẩy pha zeta về phía lớp bề mặt của lớp phủ, dẫn đến bề mặt thô ráp và thô ráp. lớp bề mặt xỉn màu của lớp phủ, tạo ra lớp phủ màu xám sẫm, độ bám dính kém.
Vì vậy, như đã thảo luận ở trên, có sự không chắc chắn về sự phát triển của lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng. Trên thực tế, thường khó đạt được một phạm vi độ dày lớp phủ nhất định trong sản xuất, như quy định trong tiêu chuẩn mạ kẽm nhúng nóng.
Độ dày là giá trị thực nghiệm được tạo ra sau một số lượng lớn thí nghiệm, có tính đến các yếu tố và yêu cầu khác nhau, tương đối khoa học và hợp lý.
Thời gian đăng: 24-06-2024