Aktualności i przegląd rynku

Przebudowa powłoki cynkowej po przeżarzaniu

Powłoka cynkowa po wynurzeniu z kąpieli o temperaturze 445-460°C składa się z zewnętrznej warstwy cynku η oraz przylegającej do podłoża warstwy przejściowej zbudowanej z faz międzymetalicznych układu Fe-Zn: ζ, δ1 oraz Γ/Γ1. Jej strukturę i właściwości użytkowe omówiono w jednym z poprzednich artykułów [4]. Właściwości technologiczne i zdolność do malowania powłoki cynkowej bezpośrednio po wytworzeniu nie są zbyt korzystne. Galvannealing umożliwia uzyskanie cienkich powłok (7-12 µm) składających się w całości z faz międzymetalicznych Fe-Zn o znacznym udziale najbardziej plastycznej fazy δ1 i bardzo małej zawartości bardziej kruchych i twardych faz Γ, Γ1 oraz ζ i pozwala na poprawę możliwości aplikacyjnych blach. W trakcie przeżarzania pod wpływem oddziaływania temperatury wzrasta szybkość dyfuzyjnego ruchu atomów w powłoce cynkowej i podłożu stalowym w kierunku wyrównania stężenia żelaza i cynku. W wyniku dyfuzji reaktywnej następuje przebudowa klasycznej warstwowej powłoki cynkowej zmierzająca do zaniku zewnętrznej warstwy cynku, aż do uzyskania na powierzchni blachy fazy δ1 z niewielkim dodatkiem fazy ζ. Proces prowadzony jest do otrzymania powłoki o przybliżonej zawartości żelaza około 10%, co odpowiada występowaniu w układzie fazy δ1. Strukturę powłoki galvannealing otrzymanej na stali z gatunku D450 przedstawia rys. 2. Na powierzchni podłoża stali znajduje się warstwa mieszaniny faz Γ/Γ1 o zawartości żelaza na poziomie 16 – 28%. Grubość tej warstwy powinna być możliwie cienka w porównaniu z grubością warstwy fazy δ1 zawierającej 7-12% żelaza. Na powierzchni powłoki może występować niewielka ilość fazy ζ o zawartości ok. 6% Fe. Dzięki takiej budowie powłoka ochronna posiada optymalne właściwości użytkowe dla zabezpieczeń antykorozyjnych blach stalowych.

Odporność korozyjna powłoki galvannealing jest niższa od klasycznej powłoki cynkowej ze względu na mniejszą grubość powłoki. W rzeczywistych warunkach oddziaływania środowiska korozyjnego, fazy międzymetaliczne Fe-Zn są bardziej odporne w porównaniu z czystym cynkiem, jednak podczas uszkodzenia powłoki warstwa faz Fe-Zn posiada nieco gorsze właściwości protektorujące wobec żelaza. Wynika to z mniejszej różnicy potencjału elektrochemicznego pomiędzy fazami Fe-Zn i żelazem niż w przypadku cynku i żelaza. Stal zabezpieczona za pomocą cynkowania z przeżarzaniem jest więc bardziej narażona na korozję podczas uszkodzenia powłoki na skutek uderzenia czy zarysowania. Problem ten jest niwelowany przez dodatkową obróbkę powierzchni w postaci np. fosforanowania. Poza tym, na potrzeby aplikacyjne tego typu blachy ze względów estetycznych są dodatkowo malowane, co w zupełności zapewnia właściwą ochronę korozyjną na wiele lat. Dużą zaletą powłok po przeżarzaniu jest spawalność prawie tak dobra jak blachy walcowanej na zimno. Wyższa rezystancja właściwa połączona z wyższą twardością i wyższą temperaturą topnienia powłoki ochronnej pozwala na spawanie elementów przy niższej wartości prądu oraz dłuższą trwałość elektrod.