Powłoki Zn-Al o składzie okołoeutektycznym
Inną odmianą powłok cynkowo-aluminiowych są powłoki Zn-5Al, w których zawartość cynku i aluminium mieści się w zakresie występowania eutektyki. Technologia ciągłej metalizacji blach w kąpieli cynkowej z dodatkiem aluminium ok. 5% została opracowana w latach 80. w Belgii na zlecenie International Lead Zinc Research Organization [7, 8]. Powłoka tego typu nosi nazwę Galfan lub Superzinc. Aktualnie, zgodnie z normą ASTM A 875, do kąpieli Galfan dodawane jest aluminium w ilości od 4,2 do 7,2%, metale ziem rzadkich (miszmetal) od 0,03 do 0,10% oraz wymagane jest ograniczenie obecności w kąpieli takich pierwiastków jak Fe, Si, Pb, Cd, Cu i Ti. Ograniczenia te mają głównie na celu poprawę właściwości technologicznych kąpieli stopowej, a w konsekwencji uzyskanie odpowiedniej jakości powłoki ochronnej. Powłoki o nazwie handlowej Superzinc, oprócz dodatku eutektycznego aluminium i 0,1% miszmetalu, zawierają 0,1% magnezu [3]. Powłoka Zn-5Al posiada zwykle grubość 15-20 mm.
W ostatnich latach obserwuje się wzrost zapotrzebowania na elementy ocynkowane metodą indywidualnego zanurzania o podwyższonej odporności korozyjnej. Powłoki cynkowo-aluminiowe posiadają ok. 2-krotnie lepszą odporność korozyjną w atmosferze przemysłowej niż powłoki cynkowe. Ze względu na specyficzne właściwości kąpieli cynkowo-aluminiowej (utlenianie się powierzchni, zmniejszona zwilżalność), uzyskanie w niej ciągłych powłok metodą jednostkową jest procesem trudnym i nie gwarantuje powtarzalności. W procesie przygotowania powierzchni wyrobów zwartych wymagane jest stosowanie substancji topnikujących.
Rys. 1. Mikrostruktura przekroju poprzecznego powłoki uzyskanej w kąpieli Zn-55Al [5].
Dotychczasowe prace badawcze w Katedrze Technologii Stopów Metali i Kompozytów Politechniki Śląskiej doprowadziły do opracowania technologii otrzymywania powłok cynkowo-aluminiowych metodą jednostkową.
W przypadku powłoki Zn-55Al zaproponowano nowy skład topników, zapewniających zwilżanie powierzchni stali przez ciekły stop metaliczny, zaś do otrzymywania powłoki Zn-5Al zastosowano metodę podwójnego zanurzania. Strukturę powłoki Zn-55Al otrzymaną metodą indywidualnego zanurzania przedstawia rys. 1. Powłoka zbudowana jest z cienkiej warstwy przejściowej faz międzymetalicznych Fe2Al5-FeAl3, znajdującej się przy podłożu i z dwufazowej dendrytycznej warstwy zewnętrznej stopu Zn-Al.
Rys. 2. Mikrostruktura przekroju poprzecznego powłoki uzyskanej w kąpieli Zn-5Al [9].
