1. ما هي الآلية الفيزيائية الأساسية لانفصال طبقة الزنك؟
لا يتم لصق طبقة الزنك والركيزة الفولاذية ماديًا فحسب، بل يتم تحقيق رابطة معدنية قوية من خلال تكوين طبقة حديدية من سبائك الزنك-. أثناء الجلفنة بالغمس الساخن العادي-، عندما يتم غمر لوح فولاذي نظيف في الزنك المنصهر، تتفاعل ذرات الحديد مع ذرات الزنك، وتشكل بالتتابع طبقة سبيكة كثيفة من الطور δ وζ، مع طبقة الزنك التي تغطي الطبقة الخارجية.
الآلية الأساسية للانفصال هي انهيار هذه الرابطة المعدنية. يمكن أن يحدث هذا الانهيار داخل طبقة السبيكة (على سبيل المثال، إذا كانت طبقة السبيكة سميكة جدًا وهشة)، عند السطح البيني بين طبقة السبيكة والركيزة (على سبيل المثال، بسبب الشوائب)، أو بين طبقة السبيكة وطبقة الزنك النقي. بمجرد أن لا تتمكن قوة الترابط بين الأسطح من تحمل ضغوط الانحناء أو التأثير أو التآكل أثناء المعالجة أو الاستخدام اللاحق، فإن طبقة الزنك سوف تتقشر على شكل رقائق أو مسحوق.
2. كيف تتسبب البقايا الموجودة على سطح الركيزة في تقشير طبقة الزنك؟
هذا هو السبب الأكثر شيوعًا للتقشير على خط الإنتاج. إذا بقي مستحلب متبقي، أو زيت درفلة، أو مسحوق حديد، أو غبار على سطح الشريط المدلفن البارد- ولم تتم إزالته تمامًا قبل دخول حمام الزنك، فإن هذه الملوثات تعمل مثل "درع الصقيع"، مما يمنع الاتصال المباشر بين الزنك المنصهر وركيزة الحديد. وينتج عن ذلك مناطق لا يمكن أن تتشكل فيها طبقة السبائك أو حيث تكون طبقة السبائك المشكلة رفيعة للغاية ومتقطعة.
في مثل هذه المناطق، تبدو طبقة الزنك مطلية، ولكنها في الواقع مجرد ملفوفة ميكانيكيًا حول الملوثات، مع التصاق ضعيف للغاية. أثناء عمليات التقويم أو الختم أو حتى اختبارات الثني البسيطة اللاحقة، سوف تتقشر طبقة الزنك على شكل بقع، مما يؤدي إلى كشف سطح الركيزة الرمادي، المعروف باسم "الحديد المكشوف". ولذلك، فإن عملية التنظيف المسبق الكاملة للطلاء (الغسيل القلوي، والتنظيف الكهربي، والتنظيف بالفرشاة) هي خط الدفاع الأول ضد التقشير.
3. ما هي المشاكل التي تنشأ عندما يكون سطح الركيزة شديد التفاعل أو يحتوي على محتوى غير طبيعي من السيليكون؟
إذا كان سطح الركيزة شديد التفاعل أو إذا تجاوز التركيب الكيميائي للفولاذ نفسه النطاق الطبيعي، فقد يؤدي ذلك إلى نمو شديد آخر-مفرط ومضطرب لطبقة السبائك، مما يشكل ما يسمى-"تأثير ساندلين" أو طبقة سبيكة شديدة- سميكة.
على وجه التحديد، عندما يتراوح محتوى السيليكون في الفولاذ بين 0.05% و0.15%، أو عندما يصل محتوى السيليكون + الفوسفور إلى نطاق معين، يصبح تفاعل الزنك الحديدي - نشطًا بشكل غير طبيعي، مما يولد طبقة سبيكة طورية δ- تنمو بشكل كبير وفضفاضة. طبقة السبائك هذه هشة للغاية، وتحتوي على العديد من الفراغات الداخلية، وتوسع كبير الحجم، وقوة منخفضة جدًا. عندما يتعرض الملف المجلفن للانحناء أو التأثير، تبدأ الشقوق وتنتشر بسهولة في طبقة السبائك الهشة هذه، مما يؤدي في النهاية إلى انفصال طبقة الزنك بأكملها، إلى جانب جزء من طبقة السبائك، بشكل هش. غالبًا ما يتميز هذا الانفصال بطبقة من بقايا السبائك الرمادية التي لا تزال تغطي سطح الركيزة بعد تقشر طبقة الزنك.
4. كيف يتسبب الإجهاد أثناء التصنيع في انفصال طبقة الزنك؟
حتى مع الترابط المعدني المثالي، سيحدث الانفصال إذا تجاوز التشوه الميكانيكي اللاحق حد الليونة لطبقة الزنك نفسها. الطبقة المجلفنة هي في الأساس طبقة معدنية ذات ليونة معينة، ولكنها أقل بكثير من الركيزة الفولاذية.
عندما تخضع الملفات المجلفنة لثني نصف قطر- صغير، أو سحب عميق، أو استقامة شديدة، يتم تمديد السطح الخارجي للصفائح الفولاذية، بينما يتم ضغط السطح الداخلي. يمكن أن تتشوه طبقة الزنك النقي إلى حد ما، لكن طبقة سبائك الزنك المصنوعة من الحديد الهش - (خاصة الطور δ بالقرب من الركيزة) ليس لديها أي ليونة تقريبًا. بمجرد أن يتجاوز إجهاد الشد أو الضغط القيمة الحرجة لطبقة السبيكة (عادةً أقل من 1%)، ستظهر الشقوق الصغيرة أولاً في طبقة السبيكة. مع تكثيف التشوه، سوف تنتشر الشقوق على طول الواجهة وتؤدي في النهاية إلى تقشر طبقة الزنك بأكملها من حواف الشقوق. ترتبط شدة الانفصال بشكل إيجابي بسمك الطلاء: كلما زادت سماكة طبقة الزنك، كلما زادت سماكة طبقة السبائك، وأصبح من الأسهل فصلها أثناء المعالجة.
5. كيف تؤدي عوامل التآكل في بيئة الاستخدام إلى -المرحلة المتأخرة من انفصال طلاء الزنك؟
حتى إذا كان الالتصاق مرضيًا في المصنع، فإن البيئات غير الملائمة المسببة للتآكل أثناء التخزين أو النقل أو الاستخدام على المدى الطويل-يمكن أن "تنزع" طلاء الزنك من الحواف أو العيوب الموضعية.
ويرجع ذلك أساسًا إلى آليتين: الفشل الناجم عن الهيدروجين-والتفكك الكاثودي. على سبيل المثال، في الأجواء الصناعية أو البحرية الرطبة التي تحتوي على الكبريتيدات، يمكن للوسائط المسببة للتآكل أن تخترق السطح البيني بين طلاء الزنك والركيزة الفولاذية، مما يشكل خلايا - دقيقة للتآكل. تتآكل الركيزة الفولاذية، التي تعمل بمثابة الأنود، ببطء، ويتراكم ضغط الهيدروجين الناتج عند الواجهة، مما يتسبب في "انتفاخ" طلاء الزنك من الركيزة، مما يؤدي في النهاية إلى انفصال منطقة -كبيرة. السيناريو الآخر هو أن طلاء الزنك الموجود عند الحافة المقطوعة للملف المجلفن يتآكل أولاً، وتقوم منتجات التآكل الموسعة بتقشير طبقات الزنك السليمة المجاورة، مما يخلق ظاهرة "التقشير". لذلك، تعد الحماية من الرطوبة أثناء التخزين والنقل، وتجنب الرطوبة العالية لفترة طويلة والتلوث العالي في بيئة الاستخدام، أمرًا ضروريًا للحفاظ على التصاق طلاء الزنك على المدى الطويل-.