1. Mi a cinkréteg leválásának alapvető fizikai mechanizmusa?
A cinkréteg és az acélhordozó nem egyszerűen fizikailag tapad, hanem erős kohászati kötés jön létre egy vas-cinkötvözet réteg kialakításával. Normál tüzihorganyzás során, amikor egy tiszta acéllemezt olvadt cinkbe merítenek, a vasatomok reakcióba lépnek a cinkatomokkal, egymás után δ és ζ fázisokból álló sűrű ötvözetréteget képezve, és a cinkréteg borítja a legkülső réteget.
A leválás alapvető mechanizmusa ennek a kohászati kötésnek a felbomlása. Ez a lebomlás előfordulhat az ötvözetrétegen belül (pl. ha az ötvözetréteg túl vastag és törékeny), az ötvözetréteg és a szubsztrátum határfelületén (pl. szennyeződések miatt), vagy az ötvözetréteg és a tiszta cinkréteg között. Miután a felületi kötési erő nem képes ellenállni a hajlítási, ütési vagy korróziós igénybevételnek a későbbi feldolgozás vagy használat során, a cinkréteg pelyhekben vagy por formájában levál.
2. Hogyan okozzák az aljzat felületén lévő maradványok a cinkréteg leválását?
Ez a hámlás leggyakoribb oka a gyártósoron. Ha maradék emulzió, hengerlési olaj, vaspor vagy por marad a hidegen-hengerelt szalag felületén, és nem távolítják el őket alaposan, mielőtt belépnek a cinkfürdőbe, ezek a szennyeződések „árnyékoló dérként” működnek, megakadályozva az olvadt cink és a vasaljzat közötti közvetlen érintkezést. Ez olyan területeket eredményez, ahol nem tud ötvözetréteg kialakulni, vagy ahol a kialakított ötvözetréteg rendkívül vékony és nem folytonos.
Az ilyen területeken úgy tűnik, hogy a cinkréteg bevonattal van ellátva, de valójában csak mechanikusan van körbetekerve a szennyeződések körül, és rendkívül rossz a tapadása. Az ezt követő egyengetés, bélyegzés vagy akár egyszerű hajlítási tesztek során a cinkréteg foltokban levál, szabaddá téve a szürke hordozófelületet, amelyet "exponált vasnak" neveznek. Ezért a bevonat előtti teljes tisztítási folyamat (lúgos mosás, elektrolitikus tisztítás, kefélés) az első védelmi vonal a hámlás ellen.
3. Milyen problémák merülnek fel, ha a szubsztrátum felülete túlságosan reaktív vagy rendellenes szilíciumtartalommal rendelkezik?
Ha az aljzat felülete túlságosan reakcióképes, vagy magának az acélnak a kémiai összetétele meghaladja a normál tartományt, az az ötvözetréteg újabb szélsőséges -túlzott és rendezetlen növekedéséhez vezethet, ami az úgynevezett "Sandelyn-effektus" vagy egy ultravastag ötvözetréteg kialakulásához vezethet.
Pontosabban, ha az acél szilíciumtartalma 0,05% és 0,15% között van, vagy ha a szilícium + foszfortartalom elér egy meghatározott tartományt, a vas-cink reakciója abnormálisan heves lesz, és vadul növekvő és laza δ-fázisú ötvözetréteget hoz létre. Ez az ötvözetréteg rendkívül törékeny, sok belső üreggel rendelkezik, nagy a térfogattágulása és nagyon alacsony a szilárdsága. Amikor a horganyzott tekercs meghajlik vagy ütközik, könnyen repedések keletkeznek és továbbterjednek ebben a rideg ötvözetrétegben, ami végül a teljes cinkréteg és az ötvözetréteg egy részének rideg leválását okozza. Ezt a leválást gyakran egy szürke ötvözetmaradványréteg jellemzi, amely a cinkréteg leválása után is fedi az aljzat felületét.
4. Hogyan idézi elő a megmunkálás során fellépő feszültség a cinkréteg leválását?
Még tökéletes kohászati kötés esetén is leválás következik be, ha a későbbi mechanikai deformáció meghaladja magának a cinkrétegnek a rugalmassági határát. A horganyzott réteg lényegében egy fémes bevonat, amely némi rugalmassággal rendelkezik, de jóval kisebb, mint az acél hordozó.
Amikor a horganyzott tekercseket kis{0}sugarú hajlításon, mélyhúzáson vagy erős kiegyenesedésen esik át, az acéllemez külső felülete megnyúlik, míg a belső felület összenyomódik. A tiszta cinkréteg bizonyos mértékig deformálódhat, de a rideg vas-cinkötvözet réteg (különösen az aljzathoz közeli δ fázis) szinte képtelen. Amint a húzó vagy nyomó alakváltozás meghaladja az ötvözetréteg kritikus értékét (általában kevesebb, mint 1%), először mikrorepedések jelennek meg az ötvözetrétegben. Ahogy a deformáció fokozódik, a repedések a határfelület mentén továbbterjednek, és végül a teljes cinkréteg leválik a repedés széleiről. A leválás súlyossága pozitívan korrelál a bevonat vastagságával: minél vastagabb a cinkréteg, annál vastagabb az ötvözetréteg, és annál könnyebben válik le a feldolgozás során.
5. Hogyan vezetnek a korrozív tényezők a használati környezetben a cinkbevonat késői-leválásához?
Még akkor is, ha a tapadás gyárilag kielégítő, a kedvezőtlen korrozív környezet a hosszú távú tárolás, szállítás vagy használat során „felszakíthatja” a cinkbevonatot a szélektől vagy a helyi hibáktól.
Ez főként két mechanizmusnak köszönhető: a hidrogén{0}}indukálta meghibásodásnak és a katódos szétválásnak. Például szulfidokat tartalmazó nedves ipari vagy tengeri légkörben a korrozív közegek behatolhatnak a cinkbevonat és az acél szubsztrátum közötti határfelületre, és korróziós mikro{2}}sejteket képezhetnek. Az anódként funkcionáló acél hordozó lassan korrodálódik, és a keletkező hidrogénnyomás felhalmozódik a határfelületen, aminek következtében a cinkbevonat "kidudorodik" az aljzatról, ami végül nagy -területi leváláshoz vezet. Egy másik forgatókönyv az, hogy a horganyzott tekercs vágott szélén lévő cinkbevonat korrodálódik először, és az expandált korróziós termékek leválnak a szomszédos ép cinkbevonatokról, ami "lehámozódási" jelenséget okoz. Ezért a tárolás és szállítás során a nedvesség elleni védelem, valamint a hosszú ideig tartó magas páratartalom és a nagy szennyezés elkerülése a használati környezetben kulcsfontosságú a cinkbevonat hosszú távú tapadásának fenntartásához.