1. Çinko tabakasının ayrılmasının temel fiziksel mekanizması nedir?
Çinko katman ve çelik alt katman yalnızca fiziksel olarak yapıştırılmaz; demir-çinko alaşımı katmanının oluşturulması yoluyla güçlü bir metalurjik bağ elde edilir. Normal sıcak-daldırma galvanizleme sırasında, temiz bir çelik levha erimiş çinkoya daldırıldığında, demir atomları çinko atomlarıyla reaksiyona girerek sırayla δ ve ζ fazlarından oluşan yoğun bir alaşım tabakası oluşturur ve çinko tabakası en dıştaki tabakayı kaplar.
Ayrılmanın temel mekanizması bu metalurjik bağın parçalanmasıdır. Bu bozulma, alaşım katmanı içinde (örneğin alaşım katmanı çok kalın ve kırılgansa), alaşım katmanı ile alt tabaka arasındaki arayüzde (örneğin safsızlıklar nedeniyle) veya alaşım katmanı ile saf çinko katmanı arasında meydana gelebilir. Ara yüzey bağlama kuvveti sonraki işlem veya kullanım sırasında bükülme, darbe veya korozyon gerilimlerine dayanamadığında çinko katman pul veya toz halinde sıyrılacaktır.
2. Substrat yüzeyindeki kalıntılar çinko tabakasının soyulmasına nasıl neden olur?
Bu, üretim hattındaki soyulmanın en yaygın nedenidir. Soğuk haddelenmiş şeridin yüzeyinde artık emülsiyon, haddeleme yağı, demir tozu veya toz kalırsa ve çinko banyosuna girmeden önce iyice temizlenmezse, bu kirletici maddeler "koruyucu don" gibi davranarak erimiş çinko ile demir alt tabaka arasında doğrudan teması önler. Bu, bir alaşım katmanının oluşamadığı veya oluşan alaşım katmanının son derece ince ve süreksiz olduğu alanlarla sonuçlanır.
Bu tür alanlarda çinko tabakası kaplanmış gibi görünür, ancak gerçekte kirletici maddelerin etrafına yalnızca mekanik olarak sarılır ve son derece zayıf bir yapışma özelliğine sahiptir. Daha sonraki düzleştirme, damgalama ve hatta basit bükme testleri sırasında çinko katman, parçalar halinde sıyrılarak, genellikle "açıkta kalan demir" olarak bilinen gri alt tabaka yüzeyini açığa çıkaracaktır. Bu nedenle, komple bir ön kaplama temizleme işlemi (alkali yıkama, elektrolitik temizleme, fırçalama) soyulmaya karşı ilk savunma hattıdır.
3. Substrat yüzeyi aşırı reaktif olduğunda veya anormal silikon içeriğine sahip olduğunda ne gibi sorunlar ortaya çıkar?
Alt katman yüzeyi aşırı reaktifse veya çeliğin kimyasal bileşimi normal aralığı aşarsa, bu durum alaşım katmanının başka bir aşırı-aşırı ve düzensiz büyümesine yol açarak,-"Sandelyn etkisi" olarak adlandırılan etkiyi veya ultra-bir ultra-alaşım katmanını oluşturabilir.
Spesifik olarak, çelikteki silikon içeriği %0,05 ile %0,15 arasında olduğunda veya silikon + fosfor içeriği belirli bir aralığa ulaştığında, demir-çinko reaksiyonu anormal derecede kuvvetli hale gelir ve çılgınca büyüyen ve gevşek bir δ- fazlı alaşım tabakası oluşturur. Bu alaşım tabakası son derece kırılgandır, çok sayıda iç boşluğa, büyük hacim genleşmesine ve çok düşük mukavemete sahiptir. Galvanizli rulo bükülmeye veya darbeye maruz kaldığında, bu kırılgan alaşım katmanında çatlaklar kolayca başlar ve yayılır, sonuçta alaşım katmanının bir kısmıyla birlikte tüm çinko katmanının kırılgan bir şekilde ayrılmasına neden olur. Bu ayrılma genellikle çinko tabakası soyulduktan sonra alt tabaka yüzeyini kaplayan gri alaşım kalıntısı tabakası ile karakterize edilir.
4. İşleme sırasındaki stres çinko tabakasının ayrılmasına nasıl neden olur?
Mükemmel metalurjik bağlanmayla bile, sonraki mekanik deformasyon çinko katmanının süneklik sınırını aşarsa ayrılma meydana gelecektir. Galvanizli katman esasen bir miktar sünekliğe sahip metalik bir kaplamadır, ancak çelik alt tabakadan çok daha azdır.
Galvanizli rulolar küçük-yarıçaplı bükülmeye, derin çekme veya ciddi düzleştirmeye maruz kaldığında, çelik sacın dış yüzeyi gerilirken iç yüzeyi sıkıştırılır. Saf çinko katmanı belirli bir dereceye kadar deforme olabilir, ancak kırılgan demir-çinko alaşımı katmanının (özellikle alt tabakanın yakınındaki δ fazı) neredeyse hiç sünekliği yoktur. Çekme veya basınç gerilimi alaşım katmanının kritik değerini aştığında (genellikle %1'den az), ilk olarak alaşım katmanında mikro çatlaklar görünecektir. Deformasyon yoğunlaştıkça çatlaklar arayüz boyunca ilerleyecek ve sonunda tüm çinko katmanının çatlak kenarlarından soyulmasına neden olacaktır. Ayrılmanın ciddiyeti, kaplama kalınlığıyla pozitif ilişkilidir: çinko tabakası ne kadar kalınsa, alaşım tabakası da o kadar kalın olma eğilimindedir ve işlem sırasında ayrılması o kadar kolay olur.
5. Kullanım ortamındaki aşındırıcı faktörler, ileri-aşama çinko kaplamanın ayrılmasına nasıl yol açar?
Fabrikada yapışma tatmin edici olsa bile, uzun süreli depolama, taşıma veya kullanım sırasında- elverişsiz aşındırıcı ortamlar çinko kaplamayı kenarlardan veya yerel kusurlardan "açabilir".
Bunun temel nedeni iki mekanizmadır: Hidrojenin- neden olduğu başarısızlık ve katodik kopma. Örneğin, sülfit içeren nemli endüstriyel veya deniz ortamlarında, aşındırıcı ortamlar çinko kaplama ile çelik alt tabaka arasındaki arayüze nüfuz ederek korozyon mikro-hücreleri oluşturabilir. Anot görevi gören çelik alt tabaka yavaş yavaş korozyona uğrar ve ortaya çıkan hidrojen basıncı arayüzde birikerek çinko kaplamanın alt tabakadan "şişmesine" neden olur ve sonuçta geniş-alan ayrılmasına yol açar. Diğer bir senaryo ise, galvanizli rulonun kesici kenarındaki çinko kaplamanın ilk önce paslanması ve genişleyen korozyon ürünlerinin bitişikteki sağlam çinko kaplamaları soyarak bir "soyulma" olgusu yaratmasıdır. Bu nedenle, depolama ve nakliye sırasında nemin korunması ve kullanım ortamında uzun süreli yüksek nem ve yüksek kirlilikten kaçınılması, çinko kaplamanın uzun süreli-yapışmasını sürdürmek açısından çok önemlidir.