Una explicación detallada de-galvanización en caliente y electrogalvanización (galvanización en frío)

El nombre completo de recubrimiento por inmersión en caliente-es recubrimiento por inmersión en caliente, que se refiere al método de sumergir el material metálico recubierto en otros metales líquidos o aleaciones con puntos de fusión más bajos para el recubrimiento. El principal material de sustrato para el recubrimiento por inmersión en caliente-es el acero, por lo que el punto de fusión del metal en el material de recubrimiento debe ser mucho más bajo que el del acero; de lo contrario, afectará el material del sustrato.

material de revestimiento
Los metales de revestimiento comunes incluyen zinc (punto de fusión 419,5 grados), aluminio (punto de fusión 658,7 grados), estaño (punto de fusión 231,9 grados) y plomo (punto de fusión 327,4 grados).

La galvanización-en caliente, también conocida como galvanización, es un método para obtener un recubrimiento metálico sobre componentes de acero sumergiéndolos en zinc fundido.

El proceso de galvanización en caliente-

Este proceso implica la formación de una aleación de hierro-zinc entre el sustrato de hierro y la capa más externa de zinc puro. La formación de esta capa de aleación de hierro-zinc en la superficie del componente de acero durante el galvanizado-en caliente garantiza una fuerte unión entre el hierro y la capa de zinc puro. El proceso se puede describir brevemente de la siguiente manera:

Cuando la pieza de trabajo de hierro se sumerge en zinc fundido, primero se forma una solución sólida de zinc y -hierro (cuerpo-cúbico centrado) en la interfaz. Este es un cristal formado por la disolución de átomos de zinc en estado sólido del metal base hierro; los dos átomos del metal están fusionados y la fuerza de atracción entre los átomos es relativamente pequeña.

Por lo tanto, cuando el zinc alcanza la saturación en la solución sólida, los átomos de los dos elementos, zinc y hierro, se difunden entre sí. Los átomos de zinc que se difunden en el sustrato de hierro migran en la red base, formando gradualmente una aleación con el hierro.

El hierro que se difunde en el zinc fundido forma el compuesto intermetálico FeZn13 con el zinc, que se deposita en el fondo del recipiente de galvanizado en caliente-, formando escoria de zinc.

Cuando el componente de acero se retira del zinc fundido, se forma una capa de zinc puro en la superficie. Esta capa es un cristal hexagonal con un contenido de hierro no superior al 0,003%.

El proceso real de galvanización de la superficie de los tubos de acero (tomando los tubos de acero como ejemplo)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->El lado exterior de la capa de aleación de hierro y zinc está conectado a una capa de zinc puro. Después del enfriamiento, la capa de zinc puro cristaliza y se une al sustrato de acero en el lado interior de la capa de zinc. Por lo tanto, el proceso de galvanizado en caliente-es principalmente el proceso de formación de una capa galvanizada debido a la difusión.

El efecto protector del revestimiento galvanizado sobre la superficie de acero.

Cobertura completa, protección-duradera
Cuando la capa galvanizada está intacta, la velocidad de corrosión del zinc en sí es extremadamente lenta, lo que puede prolongar la vida útil del acero entre 15 y 30 veces. La capa galvanizada está unida metalúrgicamente al sustrato, cubriéndola de manera integral y firme, y puede resistir daños mecánicos.

Sacrificar la protección del ánodo cuando hay daño parcial.
Si el revestimiento está parcialmente dañado, la base de acero expuesta y el zinc formarán una batería primaria en un ambiente húmedo. El zinc, como ánodo (con un potencial más negativo), se corroe preferentemente para proteger el acero como cátodo, lo que se conoce como protección de "ánodo de sacrificio".

La adherencia es más importante que el espesor.
La capa galvanizada a menudo se corroe debido a la unión débil. Si la adherencia es mala, incluso si el revestimiento es grueso, se corroerá y fallará prematuramente, similar al "efecto tabla corta de los barriles de madera". Por lo tanto, la adhesión general es un factor clave que afecta la vida útil de la protección.

El revestimiento galvanizado en caliente-proporciona al sustrato de acero la siguiente triple-protección contra la corrosión:

La capa-galvanizada en caliente puede proporcionar la siguiente triple protección anticorrosión para el sustrato de acero:

Protección de capa de aislamiento
Las dos propiedades importantes de la capa protectora aislante son su adhesión a los metales y su propia resistencia al desgaste. En este sentido, la galvanización por inmersión en caliente-proporciona una capa aislante unida a metal duro que puede cubrir completamente la superficie del acero y aislarlo de ambientes corrosivos.

Protección de la capa de productos de corrosión.
Los productos de corrosión formados en la superficie de la capa galvanizada por inmersión en caliente-causará una expansión de volumen, bloqueando los espacios discontinuos causados ​​por la disolución selectiva del recubrimiento, lo que impedirá una mayor corrosión del recubrimiento y reducirá la velocidad de corrosión de la capa galvanizada en medios ambientales corrosivos.

Protección electroquímica
Para cualquier área pequeña expuesta a daños accidentales, como golpes o rayones, debido al potencial negativo del zinc en comparación con el hierro, la capa galvanizada por inmersión en caliente-se corroe preferentemente como ánodo de sacrificio, lo que brinda protección catódica al acero.

Ventajas del proceso de galvanización por inmersión en caliente-

En comparación con otros métodos anticorrosión de metales-, la galvanización por inmersión en caliente-tiene ventajas incomparables en términos de protección electroquímica, densidad del recubrimiento, durabilidad del recubrimiento, ausencia de mantenimiento, adaptabilidad a la forma y tamaño de las piezas de acero y alta eficiencia de producción.

El acero-galvanizado en caliente tiene ventajas como conformabilidad, soldabilidad, pintabilidad y buena ductilidad. La tecnología de galvanización en caliente-se está desarrollando cada vez más hacia una producción a gran-escala y bajo-costo.

Espesor y vida útil de la capa galvanizada

Dado que la vida útil de la capa galvanizada depende principalmente de su espesor, es fácil inspeccionar visualmente su superficie para determinar la continuidad y el brillo, y se puede utilizar un medidor de espesor magnético para medir de manera conveniente y precisa si el espesor cumple con los requisitos estándar.

Las pruebas de exposición atmosférica muestran que una-capa galvanizada por inmersión en caliente con un espesor de 86 μm tiene una vida útil de 13 años en áreas industriales pesadas, 50 años en ambientes marinos, 104 años en áreas suburbanas y 30 años en áreas urbanas.

Generalmente, una capa galvanizada con un recubrimiento de zinc de 600 g/m² tiene una vida útil-libre de mantenimiento de 20-50 años. Para las láminas de acero recubiertas de color-no galvanizadas utilizadas en la construcción, la vida útil es de 3 a 5 años, mientras que las láminas de acero recubiertas de color con un sustrato galvanizado pueden durar de 20 a 30 años.

Electrogalvanizado, comúnmente conocido como “galvanizado en frío” o “galvanizado al agua”; Utiliza métodos electroquímicos para utilizar lingotes de zinc como ánodos, donde los átomos de zinc pierden electrones y se disuelven en el electrolito en estado iónico. Los materiales de acero actúan como cátodos, donde los iones de zinc se reducen a átomos de zinc y se depositan en la superficie del acero, formando una capa de deposición de aleación o metal uniforme, densa y bien unida.

Flujo del proceso de galvanoplastia de zinc (plata-blanco/azul-blanco)

Diferente espesor de recubrimiento

La galvanización en caliente-generalmente produce una capa de zinc más gruesa, normalmente de más de 40 μm, e incluso de hasta 200 μm o más. La capa galvanizada por inmersión en caliente-es generalmente de 10 a 20 veces más gruesa que la capa electrogalvanizada.

Los recubrimientos electrogalvanizados son muy delgados, aproximadamente de 3 a 15 μm, con un peso de recubrimiento de sólo 10 a 50 g/m².

Peso diferente del recubrimiento de zinc

El peso del recubrimiento de zinc de las láminas galvanizadas por inmersión en caliente-no puede ser demasiado bajo, generalmente un mínimo de 50 a 60 g/m² en ambos lados y un máximo de 600 g/m². Las láminas electrogalvanizadas pueden tener una capa de zinc muy fina, con un mínimo de 15 g/m², pero lograr un recubrimiento más grueso requiere una velocidad de línea de producción muy lenta, que no es adecuada para las características del proceso de las líneas de producción modernas. El máximo suele ser de 100 g/m². Debido a esto, la producción de chapas electrogalvanizadas está significativamente limitada.

Microestructura de recubrimiento diferente

Las láminas galvanizadas por inmersión en caliente-tienen una capa compuesta ligeramente quebradiza entre el revestimiento de zinc puro y el sustrato de acero. El recubrimiento de zinc puro forma principalmente lentejuelas de zinc durante la cristalización, y el recubrimiento es uniforme y no-poroso.

En la electrogalvanización, los átomos de zinc solo se depositan y precipitan en la superficie de la lámina de acero y se unen a la superficie de la tira de acero mediante fuerzas físicas. Tiene muchos poros, lo que lo hace muy susceptible a la corrosión por picaduras causada por medios corrosivos. Por lo tanto, las láminas galvanizadas por inmersión en caliente-son más resistentes a la corrosión-que las láminas electrogalvanizadas.

Diferentes procesos de tratamiento térmico

Las láminas galvanizadas por inmersión en caliente-generalmente utilizan láminas laminadas en frío-como materia prima. El recocido y el galvanizado en caliente-se realizan de forma continua en la línea de galvanizado. La banda de acero se calienta y luego se enfría en un corto período, por lo que su resistencia y plasticidad se ven afectadas en cierta medida. Su rendimiento de estampado es inferior al de láminas laminadas en frío- similares que han sido desengrasadas y recocidas en una línea de producción profesional.

Las láminas electro-galvanizadas utilizan láminas laminadas en frío-como materia prima, lo que básicamente garantiza el mismo rendimiento de procesamiento que las láminas laminadas en frío-. Sin embargo, su complejo proceso también aumenta los costes de producción.

Apariencia diferente

La superficie de la capa galvanizada en caliente-es rugosa y brillante y, en casos severos, hay lentejuelas de zinc;

La capa electro-galvanizada es lisa y opaca (sucia).

Diferente ámbito de aplicación y proceso.

La galvanización en caliente es adecuada para componentes y equipos grandes; Primero se decapa la lámina de acero galvanizado en caliente para eliminar el óxido de hierro de la superficie de la tubería de acero. Después del decapado, se limpia en una solución acuosa de cloruro de amonio o cloruro de zinc o en un tanque de solución acuosa mixta de cloruro de amonio y cloruro de zinc, y luego se envía al tanque de revestimiento por inmersión en caliente-.

El electrogalvanizado es adecuado para componentes pequeños. Usando una solución de galvanoplastia, aplique electrodos positivos y negativos a la placa de acero y a la solución de galvanoplastia, respectivamente.

revisar

El galvanizado en caliente tiene buena capacidad de cobertura, recubrimiento denso y sin impurezas. Tiene las ventajas de un recubrimiento uniforme, una fuerte adhesión y una larga vida útil. El galvanizado por inmersión en caliente tiene mejor resistencia a la corrosión atmosférica que el galvanizado por galvanoplastia sobre el metal base.

El método de galvanoplastia para fabricar láminas de acero galvanizado tiene un buen rendimiento de procesamiento, pero el recubrimiento es más delgado y la resistencia a la corrosión no es tan buena como la de las láminas de acero galvanizado en caliente-; La cantidad de zinc adherida a la lámina galvanizada galvanizada es muy pequeña, solo galvanizada en la pared exterior de la tubería, mientras que el revestimiento por inmersión en caliente-está recubierto tanto en el interior como en el exterior.