1. Vilken är den grundläggande fysiska mekanismen för att zinkskiktet lossnar?
Zinkskiktet och stålsubstratet är inte bara fysiskt vidhäftade, utan snarare en stark metallurgisk bindning uppnås genom bildandet av ett järn-zinklegeringsskikt. Under normal varmförzinkning, när en ren stålplåt är nedsänkt i smält zink, reagerar järnatomer med zinkatomer och bildar sekventiellt ett tätt legeringsskikt av δ- och ζ-faser, där zinkskiktet täcker det yttersta skiktet.
Den grundläggande mekanismen för lösgöring är nedbrytningen av denna metallurgiska bindning. Denna nedbrytning kan ske inom legeringsskiktet (t.ex. om legeringsskiktet är för tjockt och sprött), vid gränsytan mellan legeringsskiktet och substratet (t.ex. på grund av föroreningar), eller mellan legeringsskiktet och det rena zinkskiktet. När väl gränsytans bindningskraft inte kan motstå böjnings-, stöt- eller korrosionspåkänningar under efterföljande bearbetning eller användning, kommer zinkskiktet att lossna i flingor eller pulver.
2. Hur orsakar rester på substratytan att zinkskiktet flagnar?
Detta är den vanligaste orsaken till flagning på produktionslinjen. Om rester av emulsion, rullolja, järnpulver eller damm finns kvar på ytan av det kallvalsade-bandet och inte tas bort ordentligt innan de går in i zinkbadet, fungerar dessa föroreningar som en "skyddande frost" och förhindrar direkt kontakt mellan den smälta zinken och järnsubstratet. Detta resulterar i områden där ett legeringsskikt inte kan bildas eller där det bildade legeringsskiktet är extremt tunt och diskontinuerligt.
I sådana områden verkar zinkskiktet vara pläterat, men det är faktiskt bara mekaniskt lindat runt föroreningarna, med extremt dålig vidhäftning. Under efterföljande uträtning, stämpling eller till och med enkla böjtester kommer zinkskiktet att lossna fläckvis och exponera den grå substratytan, allmänt känd som "exponerat järn". Därför är en komplett för-rengöringsprocess för plätering (alkalisk tvättning, elektrolytisk rengöring, borstning) den första försvarslinjen mot peeling.
3. Vilka problem uppstår när substratytan är alltför reaktiv eller har en onormal kiselhalt?
Om substratytan är alltför reaktiv eller om stålets kemiska sammansättning överskrider det normala intervallet, kan det leda till ytterligare en extrem-överdriven och oordnad tillväxt av legeringsskiktet, vilket bildar den så-kallade "Sandelyn-effekten" eller ett ultra-tjockt legeringsskikt.
Närmare bestämt, när kiselhalten i stålet är mellan 0,05 % och 0,15 %, eller när halten kisel + fosfor når ett specifikt intervall, blir järn-zinkreaktionen onormalt kraftig, vilket genererar ett vilt växande och löst δ-faslegeringsskikt. Detta legeringsskikt är extremt skört, har många inre hålrum, stor volymexpansion och mycket låg hållfasthet. När den galvaniserade spolen genomgår böjning eller slag, initieras och fortplantas sprickor lätt i detta spröda legeringsskikt, vilket så småningom får hela zinkskiktet, tillsammans med en del av legeringsskiktet, att spröda lossnar. Denna lösgöring kännetecknas ofta av att ett lager av grå legeringsrester fortfarande täcker substratytan efter att zinkskiktet skalat av.
4. Hur orsakar spänningar under bearbetning att zinkskiktet lossnar?
Även med perfekt metallurgisk bindning kommer lossning att ske om efterföljande mekanisk deformation överskrider duktilitetsgränsen för själva zinkskiktet. Det galvaniserade skiktet är i huvudsak en metallisk beläggning med viss duktilitet, men mycket mindre än stålsubstratet.
När galvaniserade spolar genomgår böjning med liten-radie, djupdragning eller kraftig uträtning, sträcks den yttre ytan av stålplåten, medan den inre ytan komprimeras. Det rena zinkskiktet kan deformeras till viss del, men det spröda järn-zinklegeringsskiktet (särskilt δ-fasen nära substratet) har nästan ingen duktilitet. När väl drag- eller tryckspänningen överstiger det kritiska värdet för legeringsskiktet (vanligtvis mindre än 1%), kommer mikrosprickor först att uppstå i legeringsskiktet. När deformationen intensifieras kommer sprickorna att fortplanta sig längs gränsytan och så småningom få hela zinkskiktet att lossna från sprickkanterna. Allvarligheten av lossningen är positivt korrelerad med beläggningens tjocklek: ju tjockare zinkskiktet är, desto tjockare tenderar legeringsskiktet att vara, och desto lättare är det att lossna under bearbetningen.
5. Hur leder korrosiva faktorer i användningsmiljön till att zinkbeläggningen lossnar i sent-skede?
Även om vidhäftningen är tillfredsställande på fabriken kan ogynnsamma frätande miljöer under lång-lagring, transport eller användning "bända upp" zinkbeläggningen från kanter eller lokala defekter.
Detta beror främst på två mekanismer: väte-inducerad misslyckande och katodisk upplösning. Till exempel, i fuktiga industriella eller marina atmosfärer som innehåller sulfider, kan korrosiva medier penetrera till gränsytan mellan zinkbeläggningen och stålsubstratet och bilda korrosionsmikro-celler. Stålsubstratet, som fungerar som anod, korroderas långsamt, och det resulterande vätetrycket ackumuleras vid gränsytan, vilket gör att zinkbeläggningen "utbuktar" från substratet, vilket så småningom leder till att stora -områden lossnar. Ett annat scenario är att zinkbeläggningen vid den skurna kanten av den galvaniserade spolen korroderar först, och de expanderade korrosionsprodukterna skalar bort intilliggande intakta zinkbeläggningar, vilket skapar ett "flossande" fenomen. Därför är fuktskydd under lagring och transport, och att undvika långvarig hög luftfuktighet och hög förorening i användningsmiljön, avgörande för att bibehålla långvarig- zinkbeläggningsvidhäftning.