- nie usunięcia produktów korozji cynku, szczególnie siarczanów wydzielających wodę krystalizacyjną, która w temperaturze 180 st. C jako para tworzy pęcherze, zbyt grube powłoki fosforanowe też wydzielają wodę krystalizacyjną,
- wydobywania się wodoru z żelaza na skutek jego reakcji z topnikiem,
- wodór powstały podczas trawienia przed cynkowaniem wydobywa się gwałtownie w wyniku podgrzania w piecu.
Struktura budowy powłoki cynkowej zanurzeniowej
Powłoka cynku zanurzeniowego składa się z faz stopowych, żelazowo-cynkowych oraz warstwy prawie czystego cynku. Warstwa wierzchnia składa się najczęściej z: fazy Eta – η ~100% Zn twardość 70 DPN, następna średniej grubości Zeta – ζ ~94% Zn twardość 79 DPN, cienka warstwa Delta – δ ~90% Zn twardość 244 DPN, bardzo cienka Gamma – γ 75% Zn twardość 250 DPN i podłoże stalowe ~0% Zn twardości 159 DPN (10). Powłoka zanurzeniowa cynku nanoszonego zanurzeniowo metodą ciągłą posiada prawie w całości zawartość czystego cynku z niewielkiej grubości faza żelazo/cynku na styku z żelazem. Obecność warstw stopowych sprawia, że powłoka cynkowa jest nierozdzielnie związana ze stalowym podłożem. Jest to bardzo ważna cecha, ze względu na to, że elementy stalowe ocynkowane są wystawiane na znaczne obciążenia powierzchni podczas transportu, montażu i dalszego użytkowania, których nie wytrzymują powłoki związane z podłożem jedynie przez fizyczny efekt adhezji. Powłoka cynku zanurzeniowego nakładanego metodą ciągłą zawiera prawie w całości sam cynk, a faza żelazo/cynku ulokowana między cynkiem i podłożem stalowym ma znikomą grubość. Przygotowanie powierzchni cynku po zanurzeniowym cynkowaniu jest trudne, gdyż cynk bardzo szybko pokrywa się warstwami pasywnymi przeszkadzającymi w nałożeniu dobrze przyczepnych proszkowych i ciekłych powłok lakierowych.
Właściwości powłoki cynku zanurzeniowego
Powierzchnia cynku naniesiona na stal metodą zanurzeniową posiada:
- własności amfoteryczne, a więc reaguje z kwasami i zasadami,
- produkty reakcji źle wypłukanych kwasów z procesu trawienia są łatwo rozpuszczalne i porowate, co sprzyja wchłanianiu wilgoci i elektrolitów (7),
- szczególnie niebezpieczne są jony Cl-1 i SO4-2 uważane za promotory korozji Zn (znajdują się one w kąpielach trawiących i w wilgotnym powietrzu środowiska nadmorskiego i przemysłowego) (8).
- cynk tworzy w granicach pH = 6 do 12 warstwę pasywną słabo przyczepnej warstwy tlenkowej, zwanej „białą rdzą”, niesprzyjającą przyczepności farb,
- cynk posiada dużo mniejszą energię powierzchniową niż stal, co nie sprzyja zwilżalniu podłoża cynku przez powłoki lakierowe (8).
- energię powierzchni cynku można podwyższyć poprzez lekką obróbkę strumieniowo-ścierną zwaną „omiataniem” (8).Przyczepność wyrobów lakierowych do zwartych i gładkich powierzchni cynku nałożonego w procesie zanurzeniowym jest mała ze względu na słabą zwilżalność powierzchni cynku przez wyroby lakierowe (8). Na powierzchni cynku mogą znajdywać się często zanieczyszczenia w postaci obcych wtrąceń związanych z technologią wykonywania cynkowania zanurzeniowego w postaci tłustej warstewki chłodziwa, topników i innych oraz rosy, które obniżają przyczepność wyrobów lakierowych. Powierzchnia ocynkowana nie powinna posiadać miejsc pozbawionych cynku albo zbyt grubych jego warstw, porów, popiołów cynku oraz kropel cynku widocznych na powierzchni (2).
J.F. Malone (9) wyróżnia następujące etapy korozji cynku:
1. do 48 h – prawie czysty cynk, powstają już tlenki cynku,2. od 48 h do 2 lat – powstają tlenki, wodorotlenki i inne związki,
3. od 8 miesięcy do 2 lat – tworzą się węglany cynku.
Produkty korozji powstałe w drugim etapie muszą być bezwzględnie usunięte! Malowanie świeżej nieskorodowanej powierzchni cynku zanurzeniowego (ogniowego) nie wymaga czyszczenia powierzchni przy stosowaniu specjalnie dobranych farb (10). T. J. Longill (11) uważa natomiast, że powłoka lakierowa nakładana na powierzchnię cynku zanurzeniowego (ogniowego) przed 48 godzinami wymaga zwiększenia chropowatości powłoki cynku. Po pierwszym roku należy usuwać brudy smary, oleje i wilgoć. Najbardziej wymagającym jest według niego okres od 2 dni do 1 roku i wymaga odtłuszczania, mycia i chropowacenia podłoża cynkowego. F. Porter (12) zaleca do zmywania powierzchni cynku roztwór o proporcjach: 19 ml - amoniaku, 6 g - NH4Cl, 6 g - (HN4)2CO3 lub 1 litr 10% amoniaku na 10 litrów wody z dodatkiem niewielkiej ilości płynu do mycia naczyń, na przykład Ludwika, łatwo ulegającego biodegradacji i następne spłukanie powierzchni wodą pitną, najlepiej ciepłą.
Powierzchnie cynkowane zanurzeniowo w sposób ciągły zaleca się zmywać wodą pod ciśnieniem 25 do 60 MPa (250 do 600 barów) lub pod jeszcze wyższym ciśnieniem, a rzadziej piaskowaniem na mokro pod ciśnieniem jak wyżej oraz obowiązkowo spłukiwać osadzone na powierzchni ścierniwo (13). Obróbka strumieniowo-ścierna blach cieńszych niż 4 mm i wyrobów cienkościennych nie jest stosowana z powodu odkształcania takich wyrobów przez strumień ścierniwa o wysokiej energii kinetycznej. Biorąc pod uwagę twardość powierzchni w skali Mosh’a dla cynku 2,5 a stali 5 do 8,5 należy oczekiwać, że odkształcenia cynku będą znacznie większe niż stali.
