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Meccanismo di formazione del rivestimento zincato a caldo

La zincatura a caldo è un processo di reazione metallurgica. Da un punto di vista microscopico, il processo di zincatura a caldo è costituito da due equilibri dinamici: bilancio termico e bilancio di scambio zinco-ferro.

Quando il pezzo in ferro e acciaio è immerso in una soluzione di zinco fuso a circa 450°C, il pezzo in lavorazione a temperatura ambiente assorbe il calore della soluzione di zinco, e quando supera i 200°C, l'interazione tra zinco e ferro è gradualmente evidente, e lo zinco penetra nella superficie del pezzo di ferro.

Quando la temperatura del pezzo si avvicina gradualmente alla temperatura dello zinco fuso, sulla superficie del pezzo si formano strati di lega con diversi rapporti di zinco e ferro, formando una struttura a strati del rivestimento di zinco. Col passare del tempo, diversi strati di lega nel rivestimento mostrano tassi di crescita diversi.

Da un punto di vista macroscopico, il processo di cui sopra mostra che il pezzo è immerso nel liquido di zinco e la superficie del liquido di zinco bolle. Quando la reazione zinco-ferro si equilibra gradualmente, la superficie del liquido di zinco si calma gradualmente.

Il pezzo viene sollevato dal livello del liquido di zinco e quando la temperatura del pezzo scende gradualmente al di sotto di 200 °C, la reazione zinco-ferro si interrompe e si forma il rivestimento zincato a caldo e viene determinato lo spessore.
Requisiti di spessore del rivestimento zincato a caldo

I principali fattori che influiscono sullo spessore del rivestimento di zinco sono: la composizione del metallo base, la rugosità superficiale dell'acciaio, il contenuto e la distribuzione degli elementi attivi silicio e fosforo nell'acciaio, la sollecitazione interna dell'acciaio, la geometria dimensioni del pezzo e il processo di zincatura a caldo.

Gli attuali standard internazionali e cinesi di zincatura a caldo sono divisi in sezioni in base allo spessore dell'acciaio e lo spessore piatto e lo spessore locale del rivestimento di zinco dovrebbero raggiungere lo spessore corrispondente per determinare la resistenza alla corrosione del rivestimento di zinco.

Per pezzi con diversi spessori di acciaio, il tempo necessario per raggiungere l'equilibrio termico e l'equilibrio di scambio zinco-ferro è diverso e anche lo spessore del rivestimento formato è diverso.

Lo spessore medio del rivestimento nella norma si basa sul valore dell'esperienza di produzione industriale del meccanismo di zincatura sopra menzionato e lo spessore locale è il valore empirico richiesto per tenere conto dell'irregolarità della distribuzione dello spessore del rivestimento di zinco e del requisiti per la resistenza alla corrosione del rivestimento.

Pertanto, lo standard ISO, lo standard ASTM americano, lo standard JIS giapponese e lo standard cinese hanno requisiti leggermente diversi sullo spessore del rivestimento di zinco, che sono simili.

Successivamente, vengono spiegate diverse caratteristiche della zincatura a caldo e del rivestimento.
Lamiera di acciaio zincato puro per immersione a caldo (lamiera GI)

Allo stato attuale, alla soluzione di zinco utilizzata nella produzione di lastre GI viene aggiunto lo 0.2% di elemento Al. L'effetto dell'aggiunta di IA è quello di migliorare la fluidità della soluzione di zinco. Gli elementi in alluminio e ferro reagiscono preferenzialmente per formare uno strato di fase in lega ferro-alluminio, che inibisce la reazione tra lo zinco e il substrato della lamiera d'acciaio, migliorando così l'adesione del rivestimento.

Allo stesso tempo, allo zinco viene aggiunta una piccola quantità di alluminio nella soluzione di zinco. Sulla superficie del liquido si forma la pellicola di ossido di alluminio, che impedisce la reazione di ossidazione dello zinco sulla superficie del liquido di zinco e riduce il consumo di zinco.

Sulla superficie del rivestimento, l'alluminio può prima reagire con l'ossigeno per formare una pellicola protettiva di ossido di alluminio, che impedisce l'ossidazione della superficie del rivestimento e aumenta la brillantezza della superficie.

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