1. Nguyên tắc cốt lõi của giai đoạn làm mát là gì?
Khi phôi được lấy ra khỏi bể mạ kẽm nhúng-nóng (khoảng 440-460 độ ), lớp kẽm bề mặt ở trạng thái lỏng hoặc bán-lỏng và các phản ứng luyện kim giữa kẽm và sắt nền vẫn tiếp tục (ví dụ: hình thành các lớp hợp kim Fe-Zn: Fe₃Zn₁₀, FeZn₇, vân vân.). Nếu được làm mát tự nhiên, tốc độ làm mát chậm có thể dẫn đến:
Hạt kẽm phát triển quá mức trong lớp kẽm, hình thành các tinh thể dạng cột thô, làm giảm độ cứng và độ bền của lớp phủ;
Sự dày lên liên tục của lớp hợp kim Fe{0}}Zn ("hợp kim quá mức"), vốn vốn đã giòn và dễ bị nứt và bong ra;
Kẽm lỏng chảy do trọng lực hoặc sức căng bề mặt, dẫn đến độ dày lớp phủ không đồng đều (ví dụ, tích tụ ở các góc và mỏng đi trên bề mặt phẳng).
Do đó, giai đoạn làm mát yêu cầu làm mát nhanh có kiểm soát (phương tiện làm mát thông thường là không khí, sương nước hoặc nước tuần hoàn) để buộc phải làm gián đoạn phản ứng tiếp theo giữa kẽm và sắt, đồng thời cho phép lớp kẽm đông đặc ở dạng "hạt mịn", đảm bảo tính đồng nhất của lớp phủ và độ ổn định của cấu trúc vi mô.
2.Mục đích cốt lõi của việc làm mát là gì?
Kiểm soát độ dày và độ đồng đều của lớp phủ: Làm mát nhanh sẽ ngăn chặn dòng chảy của chất lỏng kẽm, ngăn ngừa độ dày quá-hoặc dưới{1}}độ dày cục bộ của lớp phủ và đảm bảo rằng độ dày lớp phủ kẽm trên phôi đáp ứng các tiêu chuẩn (chẳng hạn như độ dày tối thiểu theo yêu cầu của GB/T 13912).
Tối ưu hóa tính chất cơ học của lớp phủ: Lớp kẽm có hạt mịn hơn sẽ cứng hơn hạt thô, cải thiện khả năng chống va đập và uốn cong (ví dụ lớp phủ ít có khả năng bị nứt khi phôi bị uốn cong).
Ngăn chặn sự giòn của hợp kim: Việc làm gián đoạn phản ứng Fe{0}}Zn sẽ ngăn lớp hợp kim trở nên quá dày, giảm nguy cơ độ giòn của lớp phủ và đảm bảo tính khả thi của quá trình xử lý tiếp theo (chẳng hạn như cắt và dập).
3. Nguyên tắc cốt lõi của sự thụ động là gì?
Các lớp kẽm nguyên chất dễ dàng phản ứng với oxy, nước và carbon dioxide trong không khí, tạo thành oxit kẽm lỏng (ZnO) hoặc kẽm cacbonat (ZnCO₃・3Zn(OH)₂). Những sản phẩm này không thể tạo thành một lớp rào chắn dày đặc và sẽ liên tục bong ra, làm lộ ra các lớp kẽm mới và làm tăng tốc độ ăn mòn (còn gọi là hiện tượng "rỉ trắng").
Trong giai đoạn thụ động hóa, phôi đã được làm mát được ngâm trong dung dịch tác nhân thụ động (các chất thụ động cromat thường được sử dụng, chẳng hạn như CrO₃ và Cr₂(SO₄)₃; hoặc các chất thụ động thân thiện với môi trường, chẳng hạn như chất thụ động không chứa crom-). Một màng composite vô cơ/hữu cơ ổn định, dày đặc (màng thụ động) được hình thành trên bề mặt kẽm thông qua các phản ứng hóa học hoặc điện hóa:
Thụ động cromat: Zn²⁺ trên bề mặt kẽm phản ứng với Cr₂O₇2⁻ và H⁺ trong chất thụ động tạo thành Cr³⁺ (tạo thành Cr(OH)₃ hoặc Cr₂O₃). Màng oxit tổng hợp Zn2⁺ có cấu trúc dày đặc, cách ly lớp kẽm khỏi môi trường ăn mòn bên ngoài (nước, oxy, phun muối, v.v.).
Quá trình thụ động không chứa crom-(chẳng hạn như quá trình thụ động hóa silan và thụ động titan{1}}ziconium) liên quan đến nhóm hydroxyl của các phân tử silane liên kết với nhóm hydroxyl trên bề mặt kẽm để tạo thành màng silicon hữu cơ liên kết chéo. Ngoài ra, các ion zirconi titan{4}}phản ứng với lớp kẽm để tạo thành màng gốm oxit, màng này cũng hoạt động như một rào cản ăn mòn.
4. Mục đích cốt lõi của sự thụ động là gì?
Khả năng chống ăn mòn được cải thiện đáng kể: Màng thụ động ngăn chặn sự tiếp xúc giữa lớp kẽm và môi trường ăn mòn, làm chậm đáng kể sự xuất hiện của "rỉ trắng" (ví dụ, rỉ sét trắng trên phôi không bị thụ động trong môi trường ẩm ướt có thể bị trì hoãn đến vài tháng hoặc thậm chí nhiều năm sau khi thụ động).
Tăng cường độ bám dính bề mặt: Độ phân cực hoặc độ nhám bề mặt của màng thụ động giúp cải thiện độ bám dính của các lớp phủ tiếp theo (như phun sơn và nhựa) và ngăn ngừa bong tróc lớp phủ.
Cải thiện vẻ ngoài và khả năng chống vết bẩn: Màng thụ động thường có màu trắng xanh, màu hoặc đen đồng nhất (tùy thuộc vào loại chất thụ động), nâng cao tính nhất quán về hình thức bên ngoài của phôi. Màng mịn chống bụi và vết dầu, giúp dễ dàng vệ sinh hơn.
5. Giá trị cốt lõi của giai đoạn làm mát và thụ động là gì?
Giai đoạn làm mát là điều kiện tiên quyết để "đảm bảo hiệu suất cơ bản của lớp mạ kẽm" (tính đồng nhất và độ bền) và giai đoạn thụ động là chìa khóa để "mang lại cho lớp mạ kẽm khả năng bảo vệ lâu dài" (khả năng chống ăn mòn và bám dính). Sự kết hợp của cả hai cho phép phôi gia công mạ kẽm nhúng nóng-không chỉ thích ứng với các yêu cầu xử lý phức tạp mà còn phục vụ lâu dài trong môi trường khắc nghiệt như ngoài trời, ẩm ướt và phun muối, cuối cùng đạt được mục tiêu bảo vệ là "chi phí thấp và tuổi thọ cao".