1. Jaký je základní fyzikální mechanismus odlučování zinkové vrstvy?
Vrstva zinku a ocelový substrát nejsou jednoduše fyzicky přilepeny, ale vytvořením vrstvy slitiny železa-zinku je dosaženo silného metalurgického spojení. Při běžném žárovém zinkování, když je čistý ocelový plech ponořen do roztaveného zinku, reagují atomy železa s atomy zinku, čímž se postupně vytvoří hustá slitinová vrstva fází δ a ζ, přičemž vrstva zinku pokrývá nejvzdálenější vrstvu.
Základním mechanismem oddělení je rozpad této metalurgické vazby. K tomuto porušení může dojít ve vrstvě slitiny (např. pokud je vrstva slitiny příliš silná a křehká), na rozhraní mezi vrstvou slitiny a substrátem (např. v důsledku nečistot) nebo mezi vrstvou slitiny a vrstvou čistého zinku. Jakmile síla mezifázového spojení nemůže odolat namáhání ohybem, nárazem nebo korozí během následného zpracování nebo použití, vrstva zinku se odloupne ve formě vloček nebo prášku.
2. Jak zbytky na povrchu substrátu způsobují odlupování zinkové vrstvy?
Toto je nejčastější příčina loupání na výrobní lince. Pokud zbytková emulze, válcovací olej, železný prášek nebo prach zůstanou na povrchu za studena válcovaného pásu- a nejsou před vstupem do zinkové lázně důkladně odstraněny, působí tyto nečistoty jako „ochranná námraza“ a brání přímému kontaktu mezi roztaveným zinkem a železným substrátem. To má za následek oblasti, kde se nemůže vytvořit vrstva slitiny nebo kde je vytvořená vrstva slitiny extrémně tenká a nespojitá.
V takových oblastech se zdá, že zinková vrstva je pokovená, ale ve skutečnosti je pouze mechanicky obalena kolem kontaminantů s extrémně špatnou přilnavostí. Během následného rovnání, ražení nebo dokonce jednoduchých testů ohybu se vrstva zinku odloupne v náplastech, čímž se obnaží šedý povrch substrátu, běžně známý jako "exponované železo". První obrannou linií proti loupání je proto kompletní před{2}}čištění pokovování (alkalické mytí, elektrolytické čištění, kartáčování).
3. Jaké problémy vznikají, když je povrch substrátu příliš reaktivní nebo má abnormální obsah křemíku?
Pokud je povrch substrátu příliš reaktivní nebo chemické složení samotné oceli překračuje normální rozsah, může to vést k dalšímu extrémnímu -nadměrnému a neuspořádanému růstu vrstvy slitiny, k vytvoření takzvaného -„Sandelynova efektu“ neboli ultra-tlusté vrstvy slitiny.
Konkrétně, když je obsah křemíku v oceli mezi 0,05 % a 0,15 %, nebo když obsah křemíku + fosforu dosáhne určitého rozsahu, reakce železo-zinek se stane abnormálně intenzivní a vytvoří divoce rostoucí a uvolněnou δ-fázovou vrstvu slitiny. Tato slitinová vrstva je extrémně křehká, má mnoho vnitřních dutin, velkou objemovou expanzi a velmi nízkou pevnost. Když je galvanizovaná cívka podrobena ohýbání nebo nárazu, praskliny se snadno iniciují a šíří v této křehké slitinové vrstvě, což nakonec způsobí, že se celá vrstva zinku spolu s částí slitinové vrstvy křehce oddělí. Toto oddělení je často charakterizováno vrstvou zbytků šedé slitiny, která stále pokrývá povrch substrátu poté, co se vrstva zinku odloupne.
4. Jak napětí při obrábění způsobuje oddělení zinkové vrstvy?
I při dokonalém metalurgickém spojení dojde k oddělení, pokud následná mechanická deformace překročí mez tažnosti samotné zinkové vrstvy. Pozinkovaná vrstva je v podstatě kovový povlak s určitou tažností, ale mnohem menší než ocelový substrát.
Když galvanizované svitky procházejí ohýbáním o malém -poloměru, hlubokým tažením nebo silným narovnáváním, vnější povrch ocelového plechu se natahuje, zatímco vnitřní povrch je stlačen. Vrstva čistého zinku se může do určité míry deformovat, ale křehká vrstva slitiny železa-zinku (zejména fáze δ v blízkosti substrátu) nemá téměř žádnou tažnost. Jakmile napětí v tahu nebo tlaku překročí kritickou hodnotu vrstvy slitiny (obvykle méně než 1 %), objeví se nejprve ve vrstvě slitiny mikrotrhliny. Jak se deformace zesiluje, trhliny se budou šířit podél rozhraní a nakonec způsobí odloupnutí celé vrstvy zinku od okrajů trhliny. Závažnost oddělení pozitivně koreluje s tloušťkou povlaku: čím silnější je vrstva zinku, tím silnější bývá vrstva slitiny a tím snadněji se odděluje během zpracování.
5. Jak vedou korozní faktory v prostředí používání k pozdnímu-oddělování zinkového povlaku?
I když je přilnavost z výroby uspokojivá, nepříznivé korozní prostředí během dlouhodobého skladování, přepravy nebo používání může „vypáčit“ zinkový povlak z hran nebo lokalizovaných defektů.
Je to způsobeno především dvěma mechanismy: vodíkem-indukovaným selháním a katodickým rozpojením. Například ve vlhkém průmyslovém nebo mořském prostředí obsahujícím sulfidy mohou korozní média proniknout na rozhraní mezi zinkovým povlakem a ocelovým substrátem a vytvořit korozní mikro-články. Ocelový substrát, který působí jako anoda, pomalu koroduje a výsledný tlak vodíku se hromadí na rozhraní, což způsobuje „vyboulení“ zinkového povlaku od substrátu, což nakonec vede k oddělení velké- plochy. Dalším scénářem je, že zinkový povlak na řezné hraně galvanizované spirály zkoroduje jako první a expandované korozní produkty se odlupují od sousedních neporušených zinkových povlaků, což vytváří jev "odlupování". Ochrana před vlhkostí během skladování a přepravy a vyvarování se dlouhodobé vysoké vlhkosti a vysokému znečištění v prostředí používání jsou proto zásadní pro udržení dlouhodobé-adheze zinkového povlaku.