Uma explicação detalhada sobre galvanização-por imersão a quente e eletrogalvanização (galvanização a frio)

O nome completo do revestimento-por imersão a quente é revestimento por imersão a quente, que se refere ao método de imersão do material metálico revestido em outros metais líquidos ou ligas com pontos de fusão mais baixos para revestimento. O principal material do substrato para o revestimento-por imersão a quente é o aço, portanto, o ponto de fusão do metal no material de revestimento deve ser muito inferior ao do aço, caso contrário, afetará o material do substrato.

Material de revestimento
Metais de revestimento comuns incluem zinco (ponto de fusão 419,5 graus), alumínio (ponto de fusão 658,7 graus), estanho (ponto de fusão 231,9 graus) e chumbo (ponto de fusão 327,4 graus).

A galvanização-por imersão a quente, também conhecida como galvanização, é um método de obtenção de um revestimento metálico em componentes de aço por imersão em zinco fundido.

O processo de galvanização-por imersão a quente

Esse processo envolve a formação de uma liga de ferro-zinco entre o substrato de ferro e a camada externa de zinco puro. A formação dessa camada de liga de ferro-zinco na superfície do componente de aço durante a galvanização-por imersão a quente garante uma ligação forte entre o ferro e a camada de zinco puro. O processo pode ser brevemente descrito da seguinte forma:

Quando a peça de ferro é imersa em zinco fundido, uma solução sólida de zinco e -ferro (corpo-cúbico centrado) é formada primeiro na interface. É um cristal formado pela dissolução de átomos de zinco no estado sólido do metal base ferro; os dois átomos de metal estão fundidos e a força atrativa entre os átomos é relativamente pequena.

Portanto, quando o zinco atinge a saturação na solução sólida, os átomos dos dois elementos, zinco e ferro, difundem-se um no outro. Os átomos de zinco que se difundem no substrato de ferro migram na rede de base, formando gradualmente uma liga com o ferro.

O ferro que se difunde no zinco fundido forma o composto intermetálico FeZn13 com zinco, que se deposita no fundo do recipiente de galvanização-por imersão a quente, formando escória de zinco.

Quando o componente de aço é removido do zinco fundido, uma camada de zinco puro é formada na superfície. Esta camada é um cristal hexagonal com teor de ferro não superior a 0,003%.

O processo real de galvanização da superfície de tubos de aço (tomando tubos de aço como exemplo)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->O lado externo da camada de liga de ferro e zinco está conectado a uma camada de zinco puro. Após o resfriamento, a camada de zinco puro cristaliza e é conectada ao substrato de aço no lado interno da camada de zinco. Portanto, o processo de galvanização por imersão a quente é principalmente o processo de formação de uma camada galvanizada devido à difusão.

O efeito protetor do revestimento galvanizado na superfície do aço

Cobertura completa, proteção-duradouro
Quando a camada galvanizada está intacta, a taxa de corrosão do próprio zinco é extremamente lenta, o que pode prolongar a vida útil do aço em 15 a 30 vezes. A camada galvanizada é ligada metalurgicamente ao substrato, cobrindo de forma abrangente e firme, e pode resistir a danos mecânicos.

Sacrifique a proteção do ânodo quando houver dano parcial
Se o revestimento estiver parcialmente danificado, a base de aço exposta e o zinco formarão uma bateria primária em um ambiente úmido. O zinco, como ânodo (com potencial mais negativo), corrói preferencialmente para proteger o aço como cátodo, que é conhecido como proteção "ânodo sacrificial".

A adesão é mais importante que a espessura
A camada galvanizada freqüentemente sofre corrosão devido à junta fraca. Se a adesão for fraca, mesmo que o revestimento seja espesso, ele irá corroer e falhar precocemente, semelhante ao "efeito de prancha curta dos barris de madeira". Portanto, a adesão global é um fator chave que afeta a vida útil da proteção.

O revestimento galvanizado-por imersão a quente fornece ao substrato de aço a seguinte proteção tripla-contra corrosão:

A camada galvanizada-por imersão a quente pode fornecer a seguinte proteção anti-corrosão tripla para o substrato de aço:

Proteção da camada de isolamento
As duas propriedades importantes da camada protetora de isolamento são a sua adesão aos metais e a sua própria resistência ao desgaste. Nesse sentido, a galvanização-por imersão a quente fornece uma camada de isolamento dura e ligada por metal que pode cobrir completamente a superfície do aço e isolá-lo de ambientes corrosivos.

Proteção da camada de produto de corrosão
Os produtos de corrosão formados na superfície da camada galvanizada-por imersão a quente causarão expansão de volume, bloqueando as lacunas descontínuas causadas pela dissolução seletiva do revestimento, dificultando assim a corrosão adicional do revestimento e reduzindo a taxa de corrosão da camada galvanizada em meios ambientais corrosivos.

Proteção eletroquímica
Para quaisquer pequenas áreas expostas a danos acidentais, como batidas ou arranhões, devido ao potencial negativo do zinco em comparação ao ferro, a camada-galvanizada por imersão a quente é preferencialmente corroída como um ânodo de sacrifício, fornecendo proteção catódica para o aço.

Vantagens do processo de galvanização-por imersão a quente

Em comparação com outros métodos anti{0}}corrosão de metais, a galvanização-por imersão a quente tem vantagens incomparáveis ​​em termos de proteção eletroquímica, densidade do revestimento, durabilidade do revestimento, ausência de manutenção do revestimento, adaptabilidade ao formato e tamanho das peças de aço e alta eficiência de produção.

O aço galvanizado-por imersão a quente tem vantagens como conformabilidade, soldabilidade, capacidade de pintura e boa ductilidade. A tecnologia de galvanização-por imersão a quente está se desenvolvendo cada vez mais em direção à produção em grande-escala e baixo-custo.

Espessura e vida útil da camada galvanizada

Como a vida útil da camada galvanizada depende principalmente de sua espessura, é fácil inspecionar visualmente sua superfície quanto à continuidade e brilho, e um medidor de espessura magnético pode ser usado para medir de maneira conveniente e precisa se a espessura atende aos requisitos padrão.

Testes de exposição atmosférica mostram que uma camada galvanizada-por imersão a quente com espessura de 86 μm tem uma vida útil de 13 anos em áreas industriais pesadas, 50 anos em ambientes marinhos, 104 anos em áreas suburbanas e 30 anos em áreas urbanas.

Geralmente, uma camada galvanizada com revestimento de zinco de 600 g/m² tem uma vida útil-isenta de manutenção de 20-50 anos. Para chapas de aço-com revestimento colorido não galvanizado usadas na construção, a vida útil é de 3 a 5 anos, enquanto chapas de aço com revestimento colorido e substrato galvanizado podem durar de 20 a 30 anos.

Eletrogalvanização, comumente conhecida como “galvanização a frio” ou “galvanização a água”; Ele usa métodos eletroquímicos para usar lingotes de zinco como ânodos, onde os átomos de zinco perdem elétrons e se dissolvem no eletrólito em estado iônico. Os materiais de aço atuam como cátodos, onde os íons de zinco são reduzidos a átomos de zinco e depositados na superfície do aço, formando uma camada de deposição de metal ou liga uniforme, densa e bem ligada.

Fluxo do processo de galvanoplastia de zinco (prata-branco / azul-branco)

Diferentes espessuras de revestimento

A galvanização-por imersão a quente geralmente produz uma camada de zinco mais espessa, geralmente acima de 40 μm e até 200 μm ou mais. A camada-galvanizada por imersão a quente é geralmente 10 a 20 vezes mais espessa que a camada eletrogalvanizada.

Os revestimentos eletrogalvanizados são muito finos, aproximadamente 3–15 μm, com um peso de revestimento de apenas 10–50 g/m².

Diferentes pesos de revestimento de zinco

O peso do revestimento de zinco das chapas galvanizadas-por imersão a quente não pode ser muito baixo, geralmente um mínimo de 50–60 g/m² em ambos os lados e um máximo de 600 g/m². As chapas eletrogalvanizadas podem ter uma camada de zinco muito fina, com no mínimo 15 g/m², mas conseguir um revestimento mais espesso requer uma velocidade de linha de produção muito lenta, o que não é adequado para as características do processo das linhas de produção modernas. O máximo é geralmente 100 g/m². Por causa disso, a produção de chapas eletrogalvanizadas é significativamente limitada.

Microestrutura de revestimento diferente

As chapas-galvanizadas por imersão a quente têm uma camada de composto levemente quebradiça entre o revestimento de zinco puro e o substrato de aço. O revestimento de zinco puro forma principalmente lantejoulas de zinco durante a cristalização e o revestimento é uniforme e não{2}}poroso.

Na eletrogalvanização, os átomos de zinco são depositados e precipitados apenas na superfície da chapa de aço e fixados à superfície da tira de aço por forças físicas. Existem muitos poros, tornando-o altamente suscetível à corrosão por pites causada por meios corrosivos. Portanto, chapas galvanizadas-por imersão a quente são mais resistentes-à corrosão do que chapas eletrogalvanizadas.

Diferentes processos de tratamento térmico

Chapas galvanizadas-por imersão a quente geralmente usam chapas-laminadas a frio como matéria-prima. O recozimento e a galvanização por{3}}imersão a quente são realizados continuamente na linha de galvanização. A tira de aço é aquecida e depois resfriada em um curto período, de modo que sua resistência e plasticidade são afetadas até certo ponto. Seu desempenho de estampagem é inferior ao de chapas laminadas-a frio similares que passaram por desengorduramento e recozimento em uma linha de produção profissional.

As chapas-eletrogalvanizadas usam chapas-laminadas a frio como matéria-prima, garantindo basicamente o mesmo desempenho de processamento das chapas-laminadas a frio. Porém, seu processo complexo também aumenta os custos de produção.

Aparência diferente

A superfície da camada-galvanizada por imersão a quente é áspera e brilhante e, em casos graves, há lantejoulas de zinco;

A camada eletro-galvanizada é lisa e opaca (suja).

Escopo diferente de aplicação e processo

A galvanização por imersão a quente é adequada para componentes e equipamentos grandes; A chapa de aço galvanizada por imersão a quente é primeiro decapada para remover o óxido de ferro da superfície do tubo de aço. Após a decapagem, ele é limpo em uma solução aquosa de cloreto de amônio ou cloreto de zinco ou em um tanque de solução aquosa mista de cloreto de amônio e cloreto de zinco e, em seguida, enviado para o tanque de galvanização-a quente.

A eletrogalvanização é adequada para componentes pequenos. Usando solução de galvanoplastia, aplique eletrodos positivos e negativos à placa de aço e à solução de galvanoplastia, respectivamente.

análise

A galvanização por imersão a quente tem boa capacidade de cobertura, revestimento denso e sem impurezas. Tem as vantagens de revestimento uniforme, forte adesão e longa vida útil. A galvanização por imersão a quente tem melhor resistência à corrosão atmosférica do que a galvanização por galvanização no metal base de ferro.

O método de galvanoplastia para fabricação de chapas de aço galvanizadas tem bom desempenho de processamento, mas o revestimento é mais fino e a resistência à corrosão não é tão boa quanto as chapas de aço galvanizadas por imersão a quente; A quantidade de zinco anexada à chapa galvanizada galvanizada é muito pequena, apenas galvanizada na parede externa do tubo, enquanto o revestimento-por imersão a quente é revestido tanto na parte interna quanto na externa.