Aktualności i przegląd rynku

Gdy wymagana jest wyższa odporność na korozję

Powłoki cynkowo-aluminiowe wytwarzane na blachach i taśmach charakteryzują się znacznie lepszą odpornością korozyjną od klasycznych powłok cynkowych. W skali przemysłowej tego typu pokrycia produkuje się jednak jedynie metodą ciągłą. Prowadzone są natomiast prace badawcze w celu opracowania technologii nanoszenia powłok cynkowo-aluminiowych na elementy ze stopów żelaza metodą indywidualnego zanurzania.

Odporność korozyjna powłoki cynkowej w niektórych zastosowaniach, np. w atmosferze przemysłowej czy w środowisku morskim, jest niewystarczająca. Szacuje się, że ubytek grubości powłoki w tych agresywnych warunkach środowiskowych może sięgać nawet 10-20 mm w ciągu roku [1]. Stwarza to konieczność poszukiwania technologii wytwarzania powłok o lepszej odporności korozyjnej, uzyskiwanych równie prostą metodą jak zanurzeniowe powłoki cynkowe. Nanoszenie dodatkowych warstw lakierów na bazie żywic epoksydowych, akrylowych i in. stanowi tylko jedną z możliwości zwiększenia trwałości pokrycia. Systemy Duplex były omawiane w jednym z poprzednich artykułów [2]. Powłoki zanurzeniowe na wyroby, takie jak blachy, taśmy czy druty, wytwarzane są metodą ciągłą, natomiast elementy o kształcie zwartym metalizowane są poprzez indywidualne zanurzanie w kąpieli. Obie metody różnią się głównie sposobem przygotowania powierzchni oraz parametrami procesu technologicznego. Powłoki cynkowo-aluminiowe na skalę przemysłową wytwarza się na świecie jedynie metodą ciągłą. Podczas tego procesu przygotowanie powierzchni podłoża stalowego odbywa się w atmosferach regulowanych (wg modyfikacji procesu Sendzimira). Sądzi się, że w klasycznym, chemicznym procesie przygotowania powierzchni przed metalizacją nie jest możliwe otrzymanie powłok cynkowo-aluminiowych bez wad powierzchniowych. Ze względu na problemy technologiczne z doborem odpowiedniego topnika, kąpiele Zn-Al nie zostały wprowadzone do metalizacji wyrobów metodą indywidualnego zanurzania. Prace badawcze w tej dziedzinie trwają.

Jednym z najważniejszych składników stopowych dodawanym od lat do kąpieli w procesie cynkowania zanurzeniowego jest aluminium. Dodatek ten wykorzystywany jest zarówno

w metodzie jednostkowej, jak i ciągłej. Aluminium działa hamująco na przebieg reakcji żelaza z ciekłym cynkiem podczas zanurzania elementu w kąpieli. Wykazuje ono względem żelaza większe powinowactwo niż cynk, w związku z czym, na powierzchni poddanej procesowi metalizacji w pierwszej kolejności tworzą się fazy międzymetaliczne układu Fe-Al (głównie FeAl3). Warstwa tych faz ogranicza na pewien czas powstawanie warstwy przejściowej żelazo-cynk, zmniejszając przez to jej grubość [3]. W efekcie tych procesów następuje stabilizacja wzrostu powłoki, szczególnie widoczna przy krótkim czasie reakcji charakterystycznym dla ciągłego procesu cynkowania. Bardzo często domieszki aluminium w zakresie 0,005-0,02% stosowane są w celu uzyskania połysku na powierzchni powłoki. Dodatek aluminium zmniejsza również lepkość kąpieli cynkowej oraz zmniejsza ilość powstającego na powierzchni kąpieli zgaru (tzw. popiołów). Stosowanie większych dodatków aluminium stwarza możliwość powstawania wad powierzchniowych powłoki, co związane jest z obecnością na powierzchni kąpieli tlenków aluminium i wydzieleń faz międzymetalicznych Fe-Al.