Artykuły branżowe

Czy ważne jest co cynkujemy?

Skład chemiczny stali jest niewątpliwie ważnym czynnikiem wpływającym na konfigurację i właściwości powierzchniowe zanurzeniowej powłoki cynkowej. Zdarza się coraz częściej, że powłoki cynkowe wytwarzane są na elementach łączonych z różnych gatunków stali, często stopowej. W takich przypadkach otrzymana powłoka ma oprócz różnej grubości różną chropowatość powierzchni (rys. 3). Uzyskanie powłoki lakierowej o wysokiej jakości na podłożu tego typu wymaga zastosowania odpowiedniej obróbki powierzchniowej dostosowanej indywidualnie do konkretnego zlecenia. Zauważalne oddziaływanie dodatków stopowych w stali bądź pierwiastków towarzyszących występuje tylko przy dłuższych czasach zanurzania w ciekłym cynku, co oznacza, że wpływ ten uwidacznia się w szczególności przy cynkowaniu elementów o kształcie zwartym.

Rys. 3. Powierzchnia powłoki cynkowej otrzymana na elementach wytworzonych z różnych gatunków stali.

Na jakość powierzchni powłoki cynkowej szczególnie negatywnie oddziaływuje dodatek krzemu obecny w podłożu stalowym po uspokojeniu stali lub jako celowo stosowany dodatek stopowy. Krzem znajdujący się w stali w ilości powyżej 0,03% wpływa niekorzystnie na przebieg reakcji żelaza z cynkiem [6,7]. W tradycyjnych warunkach cynkowania w temperaturze ok. 450°C prowadzi to do niejednorodności struktury i nadmiernego rozrostu warstwy przejściowej, co z kolei wywołuje powstawanie powłoki o nieestetycznym wyglądzie i słabej przyczepności do podłoża. Oddziaływanie to potęguje fosfor, siarka oraz mangan obecne w stali [8]. Wygląd zewnętrzny powłoki cynkowej z powiększonymi fragmentami powierzchni powłoki w zależności od zawartości krzemu w stali przedstawiono na rys. 4.

Poniżej krytycznej zawartości krzemu 0,03% grubość powłoki cynkowej wynosi do 100 μm, a powierzchnia jest gładka i błyszcząca, choć nie pozbawiona pęknięć. Przy ok. 0,05% krzemu szybkość reakcji pomiędzy żelazem i cynkiem drastycznie wzrasta, co objawia się większą grubością powłoki i spadkiem jej właściwości użytkowych. Powłoka staje się też bardzo chropowata, co dyskredytuje jej zastosowanie jako podłoże warstw lakierniczych. W skrajnym przypadku ok. 0,09% krzemu w temperaturze 450˚C grubość powłoki osiąga maksimum 400-500 μm. Cynkowanie stali zawierającej krzem w tym zakresie prowadzi do powstawania matowej, szarej powłoki o niewystarczającej przyczepności do podłoża. Stale tego typu zwane są stalami reaktywnymi a otrzymane na nich powłoki cynkowe nie nadają się do malowania. Coraz częściej cynkowaniu poddawane są stale stopowe zawierające powyżej 0,15% krzemu. Powierzchnia powłoki cynkowej w tych przypadkach jest nierównomierna i chropowata, choć w mniejszym stopniu niż w przypadku 0,05% krzemu.