Регион:

Термодиффизионное цинкование в смесях на основе гартцинка

Термодиффизионное цинкование в смесях на основе гартцинка

В процессе горячего цинкования образуется большое количество цинксодержащих отходов, которые в основном состоят из соединений FexZny и могут быть использованы при изготовлении смесей для нанесения цинковых покрытий.

Из порошка гартцинка была изготовлена насыщающая смесь для термодиффузионного цинкования. Для сравнения использовали смеси системы Zn-Al2O3.

Микроструктуры диффузионных слоев

Рисунок 1 - Микроструктуры диффузионных слоев 420°С, 2 часа, в смеси на основе: а – гартцинка, б – цинка.

В диффузионных слоях, полученный в результате цинкования в порошковых смесях на основе гартцинка, в области границы раздела α-фаза – интерметаллидные соединения цинка и железа, выявлена зона повышенной травимости, а так же отсутствие столбчатой структуры δ-фазы (рисунок 1).

Зависимость толщины цинкового слоя от времени выдержки

Рисунок 2 – Зависимость толщины слоя от времени выдержки.

Насыщающая способность смесей на основе гартцинка близка насыщающей способности смесей из цинка (рисунок 2). Необходимо отметить, что применение гартцинка позволяет поднять температуру процесса до 500°С, что интенсифицирует процесс химико-термической обработки, снижает продолжительность операции термодиффузионного цинкования по времени, тем самым снижая себестоимость изделий и делая продукцию более конкурентоспособной.

Микротвердость слоев полученных в смесях на основе гартцинка сопоставима с микротвердостью образцов полученных в смеси цинка (рисунок 3). Это явление можно объяснить близким фазовым составом полученных покрытий. Диффузионные слои, полученные в смесях из гартцинка схожи по микроструктуре со слоями полученными в смесях на основе цинка.

Распределение микротвердости по слою для образцов

Рисунок 3 -  Распределение микротвердости по слою для образцов.

Для оценки коррозионной стойкости цинковых покрытий и покрытий на основе гартцинка в атмосферных условиях были проведены ускоренные коррозионные испытания. Для сравнения в камере соляного тумана располагались образцы оцинкованные при температуре 420°С и выдержке 120 минут в смесях на основе гартцинка и чистого цинка.

Изменение скорости коррозии образцов в камере соляного тумана

Рисунок 4 – Изменение скорости коррозии образцов в камере соляного тумана.

К концу испытаний (120 ч.), скорость коррозии для образцов полученных в смеси гартцинка составила 7 мкг/(мм2·ч), а для образцов полученных в смеси цинка 4 мкг/(мм2·ч). Исходя из полученных данных, видно что коррозионная стойкость образцов полученных в смеси гартцинка оказалась сопоставима с образцами, полученными в смеси на основе цинка (рисунок 4). Это можно объяснить тем, что наиболее стойкой к коррозии в атмосферных условиях фазой является δ-фаза с содержанием железа от 7 до 10 %. Так же свой вклад вносит отсутствие столбчатой структуры у образцов обработанных в смеси гартцинка, в отличие от образцов обработанных в смеси на основе чистого цинка. Так как протяженность границ у столбчатой структуры выше, то коррозионная стойкость ниже.

Заключение

Постоянно растущая стоимость чистого цинка на мировом рынке требует рационального использования ресурсов для получения антикоррозионных покрытий на основе цинка, в частности термодиффузионных. Один из возможных путей решения данной проблемы может стать изготовление насыщающих смесей для термодиффузионного цинкования из отходов производств горячего цинкования. Использование гартцинка позволяет получать качественные цинковые покрытия. Так же это позволит перерабатывать 15 – 20 тонн гартцинка в год только на нужды крупных предприятия осуществляющих термодиффузионное цинкование стальных изделий.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

comments powered by HyperComments