Prinsip dan Proses Galvanisasi Hot-Dip

Hot-dip galvanizing, juga dikenal sebagai pelapisan seng celup panas, adalah metode untuk mendapatkan lapisan logam dengan cara merendam komponen baja dalam seng cair.

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan pesatnya perkembangan industri transmisi daya tegangan tinggi, transportasi, dan komunikasi, permintaan untuk perlindungan komponen baja telah meningkat, yang menghasilkan peningkatan permintaan yang stabil untuk galvanisasi hot-dip.

I. Kinerja Perlindungan dari Lapisan Galvanis Celup Panas

Biasanya, ketebalan lapisan seng yang dilapisi berkisar antara 5 hingga 15μm, sedangkan ketebalan lapisan galvanis hot-dip umumnya di atas 65μm, dan bahkan dapat mencapai hingga 100μm. Galvanis hot-dip memberikan cakupan yang baik, lapisannya kompak, dan bebas dari kotoran organik.

Telah diketahui secara luas bahwa mekanisme seng untuk menahan korosi atmosfer melibatkan perlindungan mekanis dan elektrokimia.

Dalam kondisi korosi atmosferik, permukaan lapisan seng memiliki lapisan pelindung yang terdiri dari ZnO, Zn(OH)2, dan seng karbonat dasar.

Hal ini, sampai batas tertentu, memperlambat korosi pada seng. Lapisan pelindung ini (juga dikenal sebagai karat putih) akan membentuk lapisan baru jika rusak. Apabila lapisan seng rusak parah, sehingga membahayakan dasar besi, seng memberikan perlindungan elektrokimia pada dasar besi.

Dengan potensi standar seng sebesar -0,76V, dan potensi standar besi sebesar -0,44V, ketika seng dan besi membentuk sel mikro, seng bertindak sebagai anoda dan larut, sementara besi, sebagai katoda, terlindungi.

Jelas, galvanisasi celup panas memberikan ketahanan yang unggul terhadap korosi atmosfer dari logam besi yang mendasarinya dibandingkan dengan pelapisan seng.

II. Proses Pembentukan Lapisan Galvanis Hot-Dip

Proses pembentukan lapisan galvanis hot-dip melibatkan pembentukan paduan besi-seng antara substrat besi dan lapisan seng murni terluar.

Permukaan benda kerja membentuk lapisan paduan besi-seng selama proses galvanisasi celup panas, yang memungkinkan ikatan yang sangat baik antara besi dan lapisan seng murni.

Proses ini secara sederhana dapat digambarkan sebagai berikut: apabila benda kerja besi dicelupkan ke dalam seng cair, larutan padat seng dan α-besi (berpusat pada benda) terbentuk pada antarmuka.

Ini adalah kristal yang dibentuk dengan melarutkan atom seng dalam logam dasar besi dalam keadaan padat. Atom-atom dari kedua logam menyatu bersama dengan kekuatan atom yang relatif lemah.

Oleh karena itu, ketika kejenuhan seng tercapai dalam larutan padat, atom-atom seng dan besi mulai berdifusi. Atom seng yang berdifusi (atau menyusup) ke dalam substrat besi bermigrasi di dalam kisi-kisi logam dasar, secara bertahap membentuk paduan dengan besi.

Besi yang berdifusi ke dalam seng cair membentuk senyawa intermetalik dengan seng, FeZn13, yang tenggelam ke dasar panci galvanis celup panas, menjadi terak seng.

Apabila benda kerja dikeluarkan dari cairan pencelupan seng, lapisan seng murni terbentuk di permukaan, yang merupakan kristal heksagonal. Kandungan besinya tidak melebihi 0,003%.

III. Proses Galvanisasi Hot-dip dan Deskripsi Terkait

1. Alur Proses

Benda kerja → Degreasing → Pencucian → Pengawetan → Pencucian → Perendaman pra-pelapisan → Pengeringan dan pemanasan awal → Galvanisasi celup panas → Penyelesaian → Pendinginan → Pasif → Pembilasan → Pengeringan → Inspeksi

2. Penjelasan Alur Proses

(1) Pengurasan lemak

Deterjen pembersih logam berbahan dasar air atau deterjen pembersih logam berbahan dasar air dapat digunakan untuk menghilangkan minyak sampai benda kerja benar-benar dibasahi oleh air.

(2) Pengawetan

H2SO4 15%, tiourea 0,1%, 40 ～ 60 ℃ atau HCl 20%, hexamethylenetetramine 1 ～ 3g / L, 20 ～ 40 ℃ dapat digunakan untuk pengawetan. Menambahkan inhibitor korosi dapat mencegah korosi berlebih pada substrat dan mengurangi jumlah hidrogen yang diserap oleh substrat besi.

Perlakuan degreasing dan pengawetan yang buruk dapat menyebabkan adhesi yang buruk pada lapisan, ketidakmampuan untuk melapisi seng, atau delaminasi pada lapisan seng.

(3) Perendaman pra-pelapisan

Juga dikenal sebagai pengikat, ini dapat mempertahankan aktivitas tertentu dari benda kerja sebelum pelapisan pencelupan untuk meningkatkan ikatan antara lapisan dan substrat. NH4Cl 15% ～ 25%, ZnCl2 2,5% ～ 3,5%, 55 ～ 65 ℃, 5 ～ 10 menit. Gliserin dapat ditambahkan dengan tepat untuk mengurangi penguapan NH4Cl.

(4) Pengeringan dan pemanasan awal

Untuk mencegah benda kerja berubah bentuk karena kenaikan suhu yang drastis selama pelapisan imersi, dan untuk menghilangkan kelembapan sisa guna mencegah ledakan seng dan percikan cairan seng, pemanasan awal umumnya dilakukan pada suhu 120 ～ 180 ℃.

(5) Galvanisasi celup panas

Penting untuk mengontrol suhu cairan seng, waktu pelapisan pencelupan, dan kecepatan benda kerja dikeluarkan dari cairan seng. Jika suhu terlalu rendah, cairan seng memiliki fluiditas yang buruk, lapisannya tebal dan tidak rata, dan ada kecenderungan menetes, sehingga menghasilkan kualitas tampilan yang buruk.

Jika suhu tinggi, cairan seng memiliki fluiditas yang baik, dan cairan seng mudah dipisahkan dari benda kerja, mengurangi tetesan dan kerutan, daya rekat yang kuat, lapisan tipis, penampilan bagus, dan efisiensi produksi yang tinggi.

Namun, jika suhu terlalu tinggi, benda kerja dan kehilangan besi pot seng sangat parah, sejumlah besar terak seng dihasilkan, yang mempengaruhi kualitas lapisan seng, konsumsi seng besar, dan bahkan mungkin tidak mungkin untuk pelat.

Pada suhu yang sama, semakin lama waktu pencelupan, semakin tebal lapisannya. Pada suhu yang berbeda, semakin tinggi suhunya, semakin lama waktu pencelupan yang diperlukan untuk ketebalan yang sama.

Secara umum, produsen menggunakan 450 ~ 470 ℃, 0,5 ~ 1,5 menit untuk mencegah deformasi benda kerja pada suhu tinggi dan mengurangi terak seng yang disebabkan oleh kehilangan besi.

Beberapa pabrik menggunakan suhu yang lebih tinggi untuk benda kerja besar dan potongan besi tuang, tetapi mereka harus menghindari kisaran suhu puncak kehilangan besi yang tinggi.

Untuk meningkatkan fluiditas larutan galvanis hot dip pada suhu yang lebih rendah, mencegah lapisan menjadi terlalu tebal, dan meningkatkan tampilan lapisan, 0,01% ～ 0,02% aluminium murni sering ditambahkan. Aluminium harus ditambahkan dalam jumlah kecil beberapa kali.

(6) Penyelesaian

Setelah digalvanisasi, benda kerja terutama diselesaikan untuk menghilangkan kelebihan seng dan bintil seng di permukaan, yang dapat dilakukan dengan getaran atau metode manual.

(7) Pasif

Tujuannya adalah untuk meningkatkan ketahanan permukaan benda kerja terhadap korosi atmosferik, mengurangi atau menunda munculnya karat putih, dan mempertahankan penampilan lapisan yang baik.

Digunakan pasivasi kromat, seperti Na2Cr2O7 80 ～ 100g/L, asam sulfat 3 ～ 4ml/L.

(8) Pendinginan

Pendinginan air umumnya digunakan, tetapi suhunya tidak boleh terlalu rendah untuk mencegah benda kerja, terutama coran, retak karena penyusutan yang disebabkan oleh pendinginan.

(9) Inspeksi

Lapisan harus mengkilap, halus, tanpa tetesan atau kerutan. Ketebalan lapisan dapat diukur dengan pengukur ketebalan lapisan, yang relatif sederhana.

Ketebalan lapisan juga dapat diperoleh dengan menghitung jumlah daya rekat seng.

Kekuatan ikatan dapat diuji dengan menekuk dengan mesin tekanan lentur, menekuk sampel 90 ～ 180 °, tidak boleh ada retakan atau lapisan yang rontok. Palu juga dapat digunakan untuk pemeriksaan.