Pourquoi la galvanisation à chaud est-elle essentielle pour la protection de l'acier ? Ce procédé, qui consiste à immerger l'acier dans du zinc en fusion, garantit une résistance robuste et durable à la corrosion grâce à la formation d'une épaisse couche de zinc. Des tours de transmission d'énergie aux éléments de ponts, la demande d'acier durable est montée en flèche. Cet article présente les principes et les étapes de la galvanisation à chaud, en détaillant la façon dont elle forme des couches protectrices et améliore la longévité du métal. Découvrez les techniques essentielles et les avantages de ce processus vital, pour que vos structures en acier résistent à l'épreuve du temps.
La galvanisation à chaud, également connue sous le nom de zingage à chaud, est une méthode permettant d'obtenir un revêtement métallique en immergeant des pièces d'acier dans du zinc en fusion.
Ces dernières années, avec le développement rapide des industries de transmission d'énergie à haute tension, de transport et de communication, la demande de protection des composants en acier a augmenté, ce qui a entraîné une hausse constante de la demande de galvanisation à chaud.
Typiquement, l'épaisseur d'une couche de zinc électrodéposée varie de 5 à 15μm, tandis que l'épaisseur d'une couche galvanisée à chaud est généralement supérieure à 65μm, et peut même atteindre jusqu'à 100μm. La galvanisation à chaud offre une bonne couverture, le revêtement est compact et exempt d'impuretés organiques.
Il est largement connu que le mécanisme de résistance du zinc à la corrosion atmosphérique implique une protection à la fois mécanique et électrochimique.
Dans des conditions de corrosion atmosphérique, la surface de la couche de zinc présente un film protecteur composé de ZnO, de Zn(OH)2 et de carbonate de zinc basique.
Dans une certaine mesure, cela ralentit la corrosion du zinc. Ce film protecteur (également connu sous le nom de rouille blanche) formera une nouvelle couche s'il est endommagé. Lorsque la couche de zinc est gravement endommagée, mettant en danger la base de fer, le zinc assure la protection électrochimique de la base.
Le potentiel standard du zinc étant de -0,76 V et celui du fer de -0,44 V, lorsque le zinc et le fer forment une micropile, le zinc agit comme l'anode et se dissout, tandis que le fer, en tant que cathode, est protégé.
Il est clair que la galvanisation à chaud offre une meilleure résistance à la corrosion atmosphérique du métal ferreux sous-jacent que la galvanisation par électrolyse.
Le processus de formation d'une couche galvanisée à chaud implique la formation d'un alliage fer-zinc entre le substrat de fer et la couche de zinc pur la plus externe.
La surface de la pièce forme une couche d'alliage fer-zinc lors de la galvanisation à chaud, ce qui permet une excellente liaison entre le fer et la couche de zinc pur.
Ce processus peut être décrit simplement comme suit : lorsque la pièce en fer est immergée dans du zinc en fusion, une solution solide de zinc et de fer α (centrée sur le corps) se forme à l'interface.
Il s'agit d'un cristal formé par la dissolution d'atomes de zinc dans le métal de base qu'est le fer à l'état solide. Les atomes des deux métaux sont fusionnés par des forces atomiques relativement faibles.
Par conséquent, lorsque la saturation en zinc est atteinte dans la solution solide, les atomes de zinc et de fer commencent à se diffuser. Les atomes de zinc qui diffusent (ou s'infiltrent) dans le substrat de fer migrent dans le réseau du métal de base, formant progressivement un alliage avec le fer.
Le fer qui se diffuse dans le zinc en fusion forme un composé intermétallique avec le zinc, FeZn13, qui coule au fond de la cuve de galvanisation à chaud et devient du laitier de zinc.
Lorsque la pièce est retirée du liquide d'immersion du zinc, une couche de zinc pur se forme à la surface, qui est un cristal hexagonal. Sa teneur en fer ne dépasse pas 0,003%.
Pièce → Dégraissage → Lavage → Décapage → Lavage → Pré-placage par immersion → Séchage et préchauffage → Galvanisation à chaud → Finition → Refroidissement → Passivation → Rinçage → Séchage → Inspection
(1) Dégraissage
Un dégraissage chimique ou un détergent à base d'eau pour le dégraissage des métaux peut être utilisé pour enlever l'huile jusqu'à ce que la pièce soit complètement mouillée par l'eau.
(2) Décapage
H2SO4 15%, thiourée 0,1%, 40～60℃ ou HCl 20%, hexaméthylènetétramine 1～3g/L, 20～40℃ peuvent être utilisés pour le décapage. L'ajout d'un inhibiteur de corrosion peut empêcher la corrosion excessive du substrat et réduire la quantité d'hydrogène absorbée par le substrat en fer.
Un mauvais traitement de dégraissage et de décapage peut entraîner une mauvaise adhérence du revêtement, une incapacité à plaquer le zinc ou un décollement de la couche de zinc.
(3) Immersion avant placage
Également connu sous le nom de liant, il permet de maintenir une certaine activité de la pièce avant le placage par immersion afin d'améliorer l'adhérence entre le revêtement et le substrat. NH4Cl 15%～25%, ZnCl2 2.5%～3.5%, 55～65℃, 5～10min. De la glycérine peut être ajoutée de manière appropriée pour réduire la volatilisation du NH4Cl.
(4) Séchage et préchauffage
Afin d'éviter que la pièce ne se déforme en raison d'une augmentation drastique de la température pendant le placage par immersion, et pour éliminer l'humidité résiduelle afin d'éviter l'explosion du zinc et les éclaboussures de liquide de zinc, le préchauffage est généralement de 120～180℃.
(5) Galvanisation à chaud
Il est nécessaire de contrôler la température du liquide de zinc, le temps d'immersion et la vitesse à laquelle la pièce est retirée du liquide de zinc. Si la température est trop basse, le liquide de zinc est peu fluide, le revêtement est épais et irrégulier, et il a tendance à couler, ce qui se traduit par une qualité d'aspect médiocre.
Si la température est élevée, le liquide de zinc a une bonne fluidité et il est facile pour le liquide de zinc de se séparer de la pièce, ce qui réduit les gouttes et les plis, permet une forte adhérence, un revêtement fin, une bonne apparence et une grande efficacité de production.
Cependant, si la température est trop élevée, la pièce et le pot de zinc perdent beaucoup de fer, une grande quantité de scories de zinc est générée, ce qui affecte la qualité de la couche de zinc, la consommation de zinc est importante, et il peut même être impossible de plaquer.
A température égale, plus le temps d'immersion est long, plus le revêtement est épais. A des températures différentes, plus la température est élevée, plus le temps d'immersion nécessaire pour une même épaisseur est long.
En général, les fabricants utilisent 450~470℃, 0,5～1,5min pour éviter la déformation des pièces à haute température et réduire le laitier de zinc causé par la perte de fer.
Certaines usines utilisent des températures plus élevées pour les grandes pièces et les pièces en fonte, mais elles doivent éviter la plage de température des pics de perte de fer.
Afin d'améliorer la fluidité de la solution de galvanisation à chaud à basse température, d'éviter que le revêtement ne soit trop épais et d'en améliorer l'aspect, on ajoute souvent 0,01%～0,02% d'aluminium pur. L'aluminium doit être ajouté en petites quantités à plusieurs reprises.
(6) Finition
Après la galvanisation, la pièce est principalement finie pour éliminer l'excès de zinc et les nodules de zinc à la surface, ce qui peut être fait par vibration ou par des méthodes manuelles.
(7) Passivation
L'objectif est d'améliorer la résistance de la surface de la pièce à la corrosion atmosphérique, de réduire ou de retarder l'apparition de la rouille blanche et de maintenir un bon aspect du revêtement.
La passivation au chromate est utilisée, par exemple Na2Cr2O7 80～100g/L, acide sulfurique 3～4ml/L.
(8) Refroidissement
Le refroidissement à l'eau est généralement utilisé, mais la température ne doit pas être trop basse pour éviter que les pièces, en particulier les pièces moulées, ne se fissurent en raison de la contraction causée par la trempe.
(9) Inspection
Le revêtement doit être brillant, fin, sans coulures ni plis. L'épaisseur du revêtement peut être mesurée à l'aide d'une jauge d'épaisseur de revêtement, ce qui est relativement simple.
L'épaisseur du revêtement peut également être obtenue en calculant l'adhérence du zinc.
La force d'adhérence peut être testée en pliant l'échantillon à 90～180° à l'aide d'une machine à pression de flexion, il ne doit pas y avoir de fissures ni de chute du revêtement. Le martelage peut également être utilisé pour l'inspection.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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