Цинковые покрытия листовой и полосовой стали наиболее распространенный вид покрытия. Около 40% мировой добычи цинка (1,5 млн.т в год) используют для защиты черных металлов от коррозии. Цинковое покрытие хорошо защищает сталь в условиях влажной атмосферы и в воде. В зависимости от загрязненности воздуха промышленными газами SO, HCl, H2S и др., коррозия в атмосфере увеличивается, а в воде коррозия увеличивается с повышением температуры. В зависимости от условий эксплуатации оцинкованного металла, толщина цинкового покрытия колеблется от 5-10 до 50- 70 мкм.
Цинкование листовой и полосовой стали
Установлены общие закономерности процесса взаимодействия стали и цинка при горячем оцинковании. Выявлено, что скорость образования железоцинковых слоев на поверхности стали подчиняется параболическому закону. Наиболее агрессивное воздействие на поверхностные слои металла оказывает цинковый расплав при температуре 490-520°С: потери железа в этих условиях растут во времени но линейному затону. Если в низкоуглеродистой стали содержится большое количество фосфора и кремния, а также имеется повышенное содержание таких остаточных элементов как медь, никель, хром, то возникают толстые промежуточные железоцинковые слои и при сильной ликвации в стали углерода и фосфора возможно получение железоцинковых слоев и всего покрытия неодинаковой толщины по длине и ширине полосы, что приведет к различию в прочности покрытия и его защитных свойств. В связи с этим содержание в стали кремния должно быть не более 0,03%, фосфора — 0,02; серы 0,2-0,25: меди 0,10-0,15; хрома и никеля 0,1% каждого. Поскольку в первые годы интенсивного применения цинкования (вплоть до 80-х годов прошлого века) оцинковывали, главным образом, низкоуглеродистые стали, то рекомендовали, в зависимости от назначения материала, следующие содержания углерода и марганца:
|
С,% |
Мп, % |
|
|
Для штамповки деталей: |
||
|
глубокой вытяжкой……… |
…… 0,084 — 1,12 |
0,20-0,35 |
|
весьма глубокой вытяжкой……………………. |
0,06-0,10 |
0,20-0,35 |
|
Для профилирования деталей: |
||
|
не нагруженных…………… |
…… 0,084 1,12 |
0,20-0,35 |
|
нагруженных……………….. |
0,104),20 |
0,254),40 |
В последние 20-25 лет сортамент марок стали, подвергаемых цинкованию, существенно расширился. Началось широко» применение как сверхнизкоуглеродистых сталей, легированных титаном и ниобием, так и высокопрочных сталей.
Авторы работы считают, что широкая распространенность процессов цинкования привела к тому, что часто на практике различные виды цинковых покрытий воспринимаются как единое покрытие с основными свойствами, характерными для чистого цинка. И делают вывод, что такое положение не способствует правильному выбору вида цинкового покрытия для конкретных изделий и их условий эксплуатации, а также сдерживает развитие новых процессов цинкования, направленных на получение цинковых покрытий с улучшенными свойствами.
Исходя из механизма образования и физико-химических характеристик, они предлагают выделить шесть видов цинковых покрытий:
1) Горячецинковые, получившие наиболее широкое применение в металлургии и трубной промышленности (полосовой прокат, трубы, проволока),
используемые при строительстве промышленных и гражданских объектов, а также в автомобильной промышленности.
2) Гальванические. Их применяют в автомобильной промышленности, машиностроении, производстве бытовой техники и строительстве.
3) Металлизационные, используемые при строительстве, изготовлении емкостей, металлоконструкций, прокладке трубопроводов.
4) Диффузионные. Покрытия такого рода используют для защиты от коррозии металлических изделий, которые работают в жестких коррозионно-эрозионных условиях — коксохимической и нефтедобывающей промышленностях, строительстве, судостроении.
5) Цинконаполненные. Эти покрытия представляют собой композиции, состоящие из связующего и цинкового порошка. В качестве связующих используют синтетические смолы (эпоксидные, фенольные, полиуретановые, лаки, краски, полимеры).
6) Комбинированные — представляют собой комбинацию цинкового покрытия любого вида и лакокрасочного или полимерного покрытия. В мировой практике их называют «дуплекс-системы». В таких покрытиях сочетаются электрохимический защитный эффект цинкового покрытия с гидроизолирующим защитным эффектом лакокрасочного или полимерного покрытий.
