Жидкотекучесть металла - цинка (Zn) и его расплава

Определенной экономии цинка, как уже было сказано, можно достичь, несколько повысив жидкотекучесть расплава. Многочисленными исследованиями показано, что несколько элементов или комбинаций элементов могут в этом помочь. В таблице 7.4 приводится список вариаций различных добавок, которые в некоторой степени могут повысить жидкотекучесть расплава.

Таблица 7.4. Влияние добавок различных элементов на жидкотекучесть расплава цинка.

В этот список не вошел алюминий. Добавки алюминия также позволяют увеличить жидкотекучесть расплава. Однако оказалось, что при содержании алюминия в расплаве выше 0,007% возникают проблемы с качеством флюсования из-за того, что образующаяся на поверхности расплава окись алюминия не растворяется во флюсе, и возникает большое количество локальных непроцинковок (черные пятна). Поэтому на практике ограничиваются добавками алюминия в интервале его концентраций 0,001-0,005%. При этом заметно повышается жидкотекучесть цинка, но еще не возникают проблемы  с флюсом.

Свинец

Свинец также повышает жидкотекучесть расплава цинка, причем заметно более сильно по сравнению с другими элементами, что наглядно иллюстрируется рис. 7.22. К тому же свинец используется в качестве подслоя в обычных стальных ваннах для того, чтобы облегчить удаление гартцинка, который оседает на этот подслой. Желательно, чтобы концентрация свинца в расплаве была близка к пределу растворимости свинца в жидком цинке, которая имеет величину порядка 1,2-1,5%. Реально же достигается концентрация 0,6-0,8% из-за того, что образующиеся кристаллы гартцинка на поверхности свинцового слоя очень сильно тормозят скорость растворения последнего в цинке, что хорошо видно из анализа рис. 7.23.

Показано, что в еще большей степени жидкотекучесть расплава повышается от добавок редкоземельных элементов или их неразделенных смесей (миш-металл). Однако эти методы используются лишь при цинковании листовой продукции.

Рис. 7.22. Влияние концентрации свинца в расплаве на его поверхностное натяжение.

Рис. 7.23. Скорость накопления свинца в расплаве цинка при отсутствии (1) и в присутствии (2) гартцинка на границе свинец – цинк.

Рис. 7.24. Различия между расчетной (пунктир) и реальной концентрацией свинца при внесении чушкового свинца в ванну с расплавленным цинком.

Рис. 7.25.Теоретическая (1) и фактическая (2) зависимость уменьшения концентрации свинца в цинковом расплаве при уносе расплава изделиями и дополнении его чистым цинком за счет наличия подслоя свинца.

Висмут

Наоборот, в последнее время расширяется применение добавок висмута, который даже в концентрации порядка 0,1% позволяет сэкономить до 5-10 кг цинка на тонну продукции. Достоинством этой добавки является то, что процесс можно совместить с другими производственными процессами, такими, как обычное цинкование в системе чистый цинк (SHG - super high grade), Zn–Pb (PW – prime Western), при применении технологии Технигальва (Zn – Pb – Ni) (рис.7.26).

Рис. 7.26. Влияние добавок висмута на поверхностное натяжение цинка в условиях применения чистого цинка (SHG) и цинка в примесью свинца (PW).

• Покрытие горячего цинкования
• Удаление цинка с поверхности дефектных изделий
• Покрытия никель-фосфор и их электроосаждение
• Состав ванны щелочного обезжиривания при цинковании
• Электролитическое хромирование