Регион:

Требования к методам обработки металла перед изготовлением


Хотя для цинкования пригодны изделия, изготовленные из горячекатаной, холоднокатаной, литьевой стали, подвергнутые ковке или машинной обработке, некоторых сортов чугуна, имеются ограничения по совместному использованию этих сталей, прежде всего, из-за различных требований к температурному режиму их обработки, различным условиям обработки поверхности. Не должны использоваться в одном изделии вместе со свежеизготовленной сталью материалы, долгое время хранившиеся на открытых складах, избыточно заржавленные, с изъязвленной поверхностью, необходимо также избегать сталей, подвергавшихся ковке или машинной обработке. Среднее время травления изделия из свежей стали составляет 10-40 минут. Однако из-за наличия в составе изделия сильно прокорродировавшей детали общее время травления может достигать нескольких часов и даже сутки. Естественно, происходит перетрав изделия. Однако еще раз необходимо отметить, что использование сталей различной природы в одном изделии после оцинкования не влияет на их устойчивость к коррозии.

Выбор стали

Насколько это возможно, при использовании сталей различной химической природы и постобработки желательно все изделие разделить на меньшие части, а затем соединить эти части болтами. Это же требование относится и к конструированию объемных изделий, когда на одну подвеску для цинкования подвешивается слишком мало цинкуемого материала. Это иллюстрируется примером на рис. 10.10.

Примеры неправильного и правильного конструирования изделия

Рис. 10.10. Пример неправильного (А) и правильного (Б) конструирования изделия.

Необходимо еще раз отметить, что холоднокатаные стали обычно ведут себя более капризно, чем горячекатаные. В попытках найти более подробную информацию о причинах различий в поведении горяче- и холоднокатаной стали удалось из двух источников найти лишь нижеследующую таблицу (таблица 10.1).

Таким образом, указывается, что для получения качественного покрытия у оцинкованного изделия из холоднокатаной стали требования по ограничению содержания кремния и фосфора более строгие. Отмечается также, что изменения в реактивности холоднокатаной стали от партии к партии могут быть более существенны, чем у горячекатаной.

Практика показывает, что у холоднокатаных  сталей более часты непроцинковки. Вероятно, что в данном случае все дело состоит в том, что если при горячей раскатке металла в лист образующаяся в слябе окисленная корочка практически полностью переходит в окалину, то при холодной его обработке ее свойства сохраняются, но она растаскивается по поверхности металла, и травильщику при контроле качества травления весьма сложно обнаружить эти места, недостаточно протравленные с точки зрения последующего нанесения цинка. Возможно, что также поэтому требования к химическому составу холоднокатаной стали (суммарное содержание кремния и фосфора) более жесткие. Можно предположить, что поскольку концентрация кремния и фосфора в приповерхностном слое выше, чем по данным ковшовой пробы (явление ликвации), то у горячекатаной стали эти различия меньше, поскольку при прокатке эта корочка в значительной степени переходит в окалину.

Таблица 10.1. Различия в поведении горяче- и холоднокатаных сталей при цинковании погружением.

Содержание кремния и фосфора

Холоднокатаная сталь

Горячекатаная сталь

Si + P < 0,03

Приемлемая оцинкованная поверхность в большинстве случаев. Толщина покрытия согласно стандарту. Блестящее покрытие. Если внешний вид цинкового покрытия имеет особо важное значение, должно выполняться следующее условие: Si < 0,02; Si + 2.5P < 0,03

Приемлемая оцинкованная поверхность в большинстве случаев. Толщина покрытия согласно стандарту. Блестящее покрытие. Если внешний вид цинкового покрытия имеет особо важное значение, должно выполняться следующее условие: Si < 0,02 и Si + 2.5P < 0,09

0,03 < Si+P < 0,14

Не пригодна

Не пригодна

0,15 < Si < 0,21

Более толстое покрытие, чем в стандарте. Внутреннее окисление может изменить реактивность стали.

Более толстое покрытие, чем в стандарте.

0,22 < Si < 0,28

Значительно более толстое покрытие, чем в стандарте. Серое покрытие.

Значительно более толстое покрытие, чем в стандарте. Серое покрытие.

0,29 < Si < 0,35

Толстое хрупкое покрытие. Серое покрытие.

Толстое хрупкое покрытие. Серое покрытие.

Способ сварки

Весьма важный фактор при качественной оцинковке – способ сварки деталей в конструкцию. Чтобы достичь высокого качества оцинкованной поверхности на изделиях, изготовленных с использованием сварки, должны быть выдержаны два следующих условия – согласование химического состава свариваемого металла и сварочного прутка и чистота поверхности после сварки.

При изготовлении сварных конструкций из черного металла общепринятой практикой является использование сварочных прутков с большим, чем у свариваемого металла, содержанием кремния (0,2-0,3 и даже вплоть до 1%). А как следует из анализа, приведенного в предыдущих главах, сварочные прутки с упомянутым содержанием кремния приводят к тому, что толщина покрытия в зоне сварки будет превышать допустимую в 2-5 раз. Эта избыточная толщина ухудшает внешний вид изделия и увеличивает вероятность отслаивания покрытия в области сварки.

Основным методом сварки является сварка токами высокой частоты в инертном газе или под слоем флюса, для этих процессов за рубежом разработаны сварочные прутки с удовлетворительным (0,04-0,07%) содержанием кремния.

Важное значение для качественного цинкового покрытия имеет чистота и сплошность сварного шва. Если при сварке используется электрод с покрытием, сварная корка должна быть уделена полностью перед гальванизацией механическим путем. Пример неучета данной ситуации дан на рис. 10.11.

Качество покрытия с неудовлетворительным удалением сварочного шлака

Рис. 10.11. Качество покрытия с неудовлетворительным удалением сварочного шлака.

Еще одна особенность сварки – более широкая необходимость использования непрерывного сварного шва. Если в цинкуемом изделии имеются параллельные площади с зазором менее 2,5 мм, то при окунании такого изделия в расплав жидкий цинк не проникает в этот зазор, и изделие будет оцинковано неудовлетворительно из-за того, что неоцинкованные поверхности во время службы изделия будут сильно корродировать.

Для изделий с меньшим зазором может возникнуть еще одна проблема. Растворы, очищающие поверхность стали от загрязняющих веществ и продуктов коррозии, имеют очень низкое поверхностное натяжение из-за наличия в них ПАВ и легко проникают в щели, имеющиеся при контакте прилегающих друг к другу частей. Там влага может существовать недели и даже месяцы, при опускании изделия в расплав в этих местах вырываются пары, препятствующие образованию непрерывного непрерывного цинкового покрытия, как это показано на рис. 10.12.

Пример неудовлетворительного оцинкования изделия с незаваренным швом

Рис. 10.12. Пример неудовлетворительного оцинкования изделия с незаваренным швом.

Для того чтобы обезопасить изделия от такой проблемы, перед сваркой необходимо у свариваемых деталей стачивать кромки, чтобы сварка прошла по всей толщине металла; в некоторых случаях требуется подварка шва с противоположной стороны.

Наконец, третья особенность сварки изделий, подготавливаемых для горячего цинкования, - они должны изготавливаться из стали одинаковой или почти одинаковой толщины, и, по возможности, быть симметричными. Изделие в течение 1-2 минут нагревается от 20 до свыше 400°С, и почти с такой же скоростью охлаждается. В результате, если в изделии сохраняются внутренние напряжения, то в результате такой операции изделие может не сохранить форму (а в ряде случаев, например, при производстве быстросъемной опалубки, эти требования могут быть очень жесткими) или даже разрушаются.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

comments powered by HyperComments