Zināšanas

Home/Zināšanas/Informācija

Izkausētā cinka alumīnija ietekme uz karsto cinkošanu

Alumīnijam (Al) ar sudrabaini baltu izskatu un uz sejas centrētu kubisko struktūru režģa konstante ir 404959,6 nanometri, relatīvā atommasa ir 26,8, kušanas temperatūra ir 658 grādi un viršanas temperatūra ir 2000 grādi. Alumīnijs komerciālā cinkā dabiski nav sastopams; drīzāk tas tiek apzināti pievienots karstās cinkošanas procesos. Alumīnija pievienošanas mērķis ir uzlabot tērauda cauruļu cinka pārklājuma spīdumu, uzlabot to elastību, mainīt dzelzs-cinka sakausējuma slāņa struktūru un neitralizēt dzelzs ietekmi izkausētajā cinkā. Tie ir sīkāk aprakstīti tālāk:

(1) Alumīnijs uzlabo cinkota tērauda cauruļu spīdumu un elastību

Teorētiski, lai sasniegtu šos mērķus, pietiek ar alumīnija saturu tikai {{0}}.02% izkausētajā cinkā. Tomēr, tā kā alumīnijs ir jutīgs pret oksidēšanos izkausētā cinka virsmā, empīriska alumīnija pievienošana ir aptuveni 0,2%, lai saglabātu 0,02% alumīnija saturu izkausētajā cinkā. Alumīnijam ir augsta afinitāte pret skābekli, veidojot alumīnija oksīda slāni, kas efektīvi novērš skābekļa difūziju, aizsargājot pamatā esošo kausēto cinku un izkausēto cinku no oksidēšanās. Tāpat arī citi metāla elementi izkausētajā cinkā ir pasargāti no oksidēšanās. Oksidēts cinks, svins un kadmijs ir dzelteni, un bez alumīnija cinkotais slānis ievērojami saturētu dzeltenas sastāvdaļas, kas nelabvēlīgi ietekmētu tā spīdumu. Tāpēc karstās cinkošanas laikā tiek pievienots zināms daudzums alumīnija, lai iegūtu spilgti cinkotu slāni. Turklāt, ja izkausētais cinks satur 0,2% alumīnija, tiek iegūts vislabākais raksts, un cinkotā slāņa elastība ir īpaši laba.

Tomēr Amerikas Testēšanas un materiālu biedrība iesaka neizmantot alumīniju kā balinātāju metālu piedevu, un, ja to lieto, tas ir jāierobežo līdz 0,01%.

(2) Cinkota slāņa struktūras maiņa

Teorētiski, lai mainītu cinkotā slāņa struktūru, pietiek ar alumīnija saturu no {{0}},2 līdz 0,3% izkausētajā cinkā. Tomēr praktiskajā ražošanā alumīnijs viegli reaģē ar skābekli izkausētajā cinkā un tiek patērēts, tāpēc, lai saglabātu alumīnija saturu no 0,2 līdz 0,3%, ir nepieciešams pievienot apmēram 1,5% līdz 3,5% alumīnija. Lai ilustrētu alumīnija satura ietekmi uz cinkota slāņa struktūru, apskatīsim izmaiņas cinkotā slāņa struktūrā, palielinoties alumīnija saturam:

Alumīnija satura palielināšana līdz 0,05% izkausētajā cinkā uzlabo cinkotā slāņa virsmas spīdumu, bet neietekmē tā struktūru. Tāpēc cinkota struktūra ir tāda pati kā no tīra kausēta cinka iegūtā struktūra, kas sastāv no adhēzijas slāņa (fāze a), starpslāņa (fāze ), nedaudz saplaisājusi slāņa (fāze δ₁), peldoša slāņa (fāze S), un tīra cinka slānis (η fāze). Atšķirība no cinkota slāņa, kas pārklāts no tīra kausēta cinka, ir fāžu kristāliskajā formā.

Ja alumīnija saturs izkausētajā cinkā ir 0,1%, peldošā slāņa kristāli (fāze S) pastāv lielos blokos un vairs nav sakārtoti nepārtrauktā slānī, bet kā atdalīti ieslēgumi.

Ja alumīnija saturs izkausētā cinkā ir 0,15%, arī peldošā slāņa sadalījums (fāze S) nav nepārtraukts, bet sastāv no lielākām, savstarpēji atdalītām kristāliskām kopām, kurās ir tikai slānis (fāze δ₁) parāda nedaudz blīvāku struktūru.

Ja alumīnija saturs izkausētajā cinkā ir 0,24%, kodināšanas (leģēšanas) kavēšanas efekts ir spēcīgs. Ja cinkošanu veic 440 grādu temperatūrā 1 stundu šajā izkausētajā cinkā un pēc tam pārbauda, ​​reakcija netiek konstatēta. Tāpēc uz cinkota parauga ir tikai tīrs cinka slānis. Tas ir tāpēc, ka alumīnija un tērauda reakcija rada plānu FeAl3 (vai saskaņā ar dažiem avotiem Fe2Al5 plēvi), kas kavē dzelzs jonu difūziju pret cinku.

No iepriekš minētā alumīnija daudzums ir svarīgs faktors, mainot cinkotā slāņa struktūru. Ja alumīnija saturs ir fiksēts, cinka slāņa struktūras izmaiņas ietekmē arī tādi procesa parametri kā cinkošanas laiks, plūstamība (kā parādīts attēlā 3-5) un cinkošanas temperatūra. Tāpēc karstās cinkošanas ražošanā attiecību starp šiem trim faktoriem nosaka procesa specifikācijas, un tikai stingri kontrolētos ekspluatācijas apstākļos var iegūt vēlamo cinkoto slāni.

(3) Dzelzs ietekmes novēršana izkausētā cinkā

Alumīnijs reaģē ar dzelzi izkausētā cinkā, veidojot trīs savienojumus: FeAl, FeAl₂ un FeAl3, tādējādi samazinot tā ietekmi uz cinkoto slāni.