Przygotowanie Powierzchni

Po zanurzeniu w gorącym stopionym cynku o temperaturze około 450°C (w cynkowaniu wysokotemperaturowym temperatura stopu wynosi około 560°C) na powierzchni stali tworzy się warstwa stopu żelaza i cynku silnie związana z materiałem stalowym. Po wydzieleniu składników z kąpieli cynkowej warstwy stopu pokrywane są srebrzystobłyszczącą, czystą powłoką cynkową, która częściowo wykazuje wyraźny wzór kwiatu cynku. Szybkość powstawania warstwy stopu i jej ekspresja zależą zasadniczo od składu chemicznego stali. W tym przypadku zawartość krzemu i fosforu odgrywa znaczącą rolę. Jeśli stosowane są stopy stali o różnej zawartości tych dwóch pierwiastków, możliwy jest inny wygląd powłoki cynkowej. Zamiast błyszczącej powłoki z czystego cynku można wytwarzać matowe lub szare szorstkie powierzchnie („rybie oczy”) z grubszymi powłokami cynkowymi. Proces cynkowania ogniowego nie może mieć znaczącego wpływu na to zjawisko, ponieważ ogromne znaczenie ma wybór materiału podstawowego, czyli rodzaju stali. 

Decydującym krokiem w procesie cynkowania ogniowego jest przygotowanie powierzchni stalowych. Oprócz rdzy i zgorzeliny, na powierzchni stali mogą znajdować się cofnięte warstwy smarujące z konwersji (np. fosforanu cynku, stearynianu cynku i reaktywnego mydła), środki antyadhezyjne z procesów spawalniczych, operacji cięcia laserowego, resztki węgla z operacji wyżarzania.
Czyszczenie i wytrawianie tych powierzchni jest zatem bardzo ważne i ma fundamentalne znaczenie w osadzaniu się powłoki cynkowej. Zamiast kwaśnych środków czyszczących opartych na kwasie chlorowodorowym lub siarkowym, używanych jest aktualnie wiele alkalicznych systemów odtłuszczających. Środki te zazwyczaj wytworzone są na bazie sody kaustycznej lub wodorotlenku potasu i stosuje się je w podwyższonej temperaturze w celu zmiękczenia zanieczyszczeń organicznych i lepszego ich oczyszczenia. Efekt odtłuszczania jest na ogół lepszy w przypadku alkalicznych środków czyszczących niż kwaśnych środków do usuwania plam. Dodatek środków powierzchniowo czynnych obniża napięcie powierzchniowe, poprawiając w ten sposób dostęp roztworu czyszczącego do powierzchni stali. Aby osiągnąć długą żywotność kąpieli przy stałym efekcie czyszczenia, zaleca się stosowanie środków do pielęgnacji kąpieli, takich jak separatory oleju i filtry substancji stałych.
Skuteczną i prostą kontrolą efektu odtłuszczania jest próba pęknięcia wody: po spłukaniu wodą film wodny musi pozostać na powierzchni stali przez kilka sekund i nie może pęknąć.
Operacje płukania stanowią ważny etap pośredni w przygotowaniu stali do cynkowania. Umożliwiają one kontrolowane zakończenie reakcji chemicznej w ciekłej warstwie na powierzchniach części przez rozcieńczenie aktywnej chemii, tak aby reakcja chemiczna się zakończyła. 
Kolejne płukania są coraz mniej wydajne, gdyż chemia zużywa się i jest bardziej wyeksploatowana, tak więc wanny powinny być wyposażone w niewielki przelew (kaskada) lub ponownie używane w krótszych odstępach czasu. 
Proces wytrawiania ma na celu oczyszczenie powierzchni stali z tlenków, zgorzeliny, oszklenia, np. z operacji cięcia laserowego i innych powłok powierzchniowych, pisaliśmy o nim wcześniej.
W tym przypadku na ogół stosuje się kwasy mineralne, kwas solny lub kwas siarkowy, w rzadkich przypadkach mieszaniny z kwasem fosforowym. Wodór wytwarzany podczas procesu wytrawiania kwasu wspomaga mechanicznie proces wytrawiania. 
W celu wzmocnienia procesu wytrawiania i zwiększenia szybkości reakcji chemicznej środki wspomagające wytrawianie są dodawane indywidualnie dla każdego przypadku na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest atak wytrawiania, tj. zwiększone chemiczne rozpuszczanie powłok, drugim – szybkie utlenianie się do wody powstającego wodoru, aby zapobiec zajmowaniu powierzchni, które mają być pokryte bąbelkami wodoru o drobnych pęcherzykach, a tym samym umożliwić dostęp kwasu trawiącego do powierzchni stali.
Po dokładnym przepłukaniu wodą, szczególnie w celu uniknięcia nadmiernego przenoszenia kwasu i żelaza (II), części zanurza się w kąpieli topnikowej. Ta kąpiel składa się z mieszaniny chlorku cynku, chlorku amonu, chlorku sodu i chlorku potasu i ewentualnie środka zwilżającego w niskim stężeniu. Nałożoną mieszaninę soli suszy się w suszarce fluidalnej, aby film soli był jak najbardziej jednorodny i wolny od wody. Podczas późniejszego zanurzenia części w stopionym cynku chlorki rozkładają się, tworząc gazowy kwas solny, który ponownie dokładnie oczyszcza powierzchnię stali. Rezultatem jest jednorodna powłoka cynkowa, która jest w dużej mierze wolna od wad, nie występuje tak zwana czarna plama.
Dogłębne zrozumienie procesów związanych z przygotowaniem stali przed galwanizacją, w połączeniu z dokładną znajomością zastosowanych produktów, zapewnia stały poziom jakości powłoki cynkowej, minimalizuje koszty obróbki, a tym samym przyczynia się do sukcesu gospodarczego firmy cynkowniczej. 
Dostawca systemu, Chemische Werke Kluthe GmbH, wspiera Cię w sposób zrównoważony dzięki swojemu doświadczeniu, które obejmuje obróbkę wstępną stali przed galwanizacją, a także pasywację powierzchni ocynkowanych ogniowo i przygotowanie powierzchni ocynkowanej przed malowaniem proszkowym lub mokrym (system dupleks).                     

Dr Ulrich Honig
www.kluthepoland.com.pl