60. Sut mae alwminiwm mewn sinc tawdd yn effeithio ar galfaneiddio dip poeth?

Mae alwminiwm (A1) yn-metel gwyn ariannaidd gydag wyneb-strwythur grisial ciwbig (FCC). Mae ei gysondeb dellt yn mesur 404959.6 nm, màs atomig yw 26.8, pwynt toddi 658 gradd, a phwynt berwi 2000 gradd. Nid yw cynhyrchion sinc masnachol yn cynnwys alwminiwm, sy'n cael ei ychwanegu'n fwriadol yn ystod galfaneiddio dip poeth. Mae'r broses hon yn cyflawni tri phrif ddiben: gwella llewyrch wyneb y bibell ddur galfanedig, gwella hyblygrwydd, addasu microstrwythur yr haen aloi sinc haearn, a niwtraleiddio effeithiau haearn yn y sinc tawdd. Mae'r manylion fel a ganlyn: (1) Mae alwminiwm yn gwella luster wyneb a hyblygrwydd pibellau dur galfanedig.
Yn ddamcaniaethol, dim ond 0.02% o gynnwys alwminiwm mewn bath sinc fyddai'n ddigon i gyflawni'r nod hwn. Fodd bynnag, gan fod alwminiwm yn ocsideiddio'n hawdd ar yr wyneb sinc, mae tystiolaeth empirig yn awgrymu bod angen ychwanegu tua 0.2% o alwminiwm i gynnal y lefel ofynnol o 0.02%. Mae'r cysylltiad cryf rhwng alwminiwm ac ocsigen yn ffurfio haen alwminiwm ocsid sy'n rhwystro trylediad ocsigen yn effeithiol, gan amddiffyn yr alwminiwm tawdd gwaelodol a'r sinc rhag ocsideiddio. Mae'r mecanwaith amddiffynnol hwn hefyd yn atal ocsidiad elfennau metel eraill yn y bath sinc. Fel y gwyddys, mae ocsidiad sinc yn cynhyrchu ocsid sinc melyn, ac mae ocsidau plwm a chadmiwm yn arddangos arlliwiau melynaidd tebyg. Heb rôl amddiffynnol alwminiwm, byddai'r wyneb galfanedig yn cael ei staenio'n drwm â chyfansoddion melyn, gan gyfaddawdu'n sylweddol ar ei luster. Felly, mae ychwanegu swm priodol o alwminiwm yn hanfodol mewn-galfanu dip poeth i gael gorffeniad llachar. Ar ben hynny, mae cynnwys alwminiwm o 0.2% yn y baddon sinc nid yn unig yn cynhyrchu'r patrymau addurniadol gorau posibl ond hefyd yn sicrhau hyblygrwydd eithriadol yn yr haen galfanedig.
Fodd bynnag, mae Cymdeithas America ar gyfer Profi Deunyddiau (ASTM) yn argymell na ddylid defnyddio alwminiwm fel ychwanegyn metel disglair, ac os caiff ei ddefnyddio, dylid cyfyngu ei gynnwys i lai na 0.01%.
(2) Newid Microstrwythur Haenau Galfanedig Yn ddamcaniaethol, mae cynnwys alwminiwm o 0.2-0.3% mewn sinc tawdd yn ddigon i addasu microstrwythur haenau galfanedig. Fodd bynnag, wrth gynhyrchu'n ymarferol, mae alwminiwm yn adweithio'n rhwydd ag ocsigen yn y sinc tawdd, gan arwain at ei fwyta. Er mwyn cynnal y cynnwys alwminiwm targed, rhaid ychwanegu tua 1.5% -3.5% o alwminiwm. Er mwyn dangos sut mae cynnwys alwminiwm yn effeithio ar y microstrwythur, rydym yn dadansoddi'r newidiadau o grynodiadau alwminiwm isel i uchel: Mae cynnydd o 0.05% mewn cynnwys alwminiwm yn gwella sglein wyneb yr haen galfanedig ond nid yw'n cael unrhyw effaith ar ei ficrostrwythur. Felly, mae'r haen galfanedig yn cadw'r un cyfansoddiad â'r hyn a gynhyrchir o hylif sinc pur, sy'n cynnwys haen adlynol (Cam a), haen ganolraddol (Cam Y), haen gratio ychydig wedi cracio (Cam 81), a haen arnofiol (Cam S) o sinc pur (Cam n). Mae'r gwahaniaeth allweddol yn gorwedd ym morffoleg grisialog amlwg y cyfnodau o'i gymharu â hylif sinc pur.
Pan fo'r cynnwys alwminiwm mewn hylif sinc yn 0.1%, mae crisialu'r haen arnofio (3 cham) ar ffurf bloc mawr, ac nid yw'n haen barhaus, ond yn fath o gynhwysiant wedi'i wahanu.
Pan fo'r cynnwys alwminiwm mewn hylif sinc yn 0.15%, nid yw dosbarthiad yr haen arnofio (cam 5) yn haen barhaus, ond mae rhai clystyrau crisialog mwy wedi'u gwahanu, a dim ond yr haen grid (cam 81) sy'n cyflwyno strwythur ychydig yn fwy trwchus.
Pan fydd y cynnwys alwminiwm yn y bath sinc yn cyrraedd 0.24%, mae'r effaith aloi yn dod yn hynod effeithiol wrth atal cyrydiad. Os cedwir y bath sinc ar 440 gradd am 1 awr o blatio, ni welir unrhyw adwaith ar ôl ei dynnu a'i archwilio. O ganlyniad, mae'r haen galfanedig ar y sampl yn cynnwys haen sinc pur yn unig. Mae hyn yn digwydd oherwydd bod alwminiwm yn adweithio â'r bibell ddur i ffurfio ffilm gyfansawdd FeAl₃ (neu Fe₂AlO), sy'n atal trylediad ïonau haearn tuag at yr haen sinc.
Fel y dangoswyd uchod, mae cynnwys alwminiwm yn ffactor allweddol wrth newid microstrwythur yr haen galfanedig. Pan fydd y cynnwys alwminiwm yn sefydlog, mae paramedrau proses eraill-gan gynnwys amser trochi sinc, hylifedd (fel y dangosir yn Ffigur 3-5), a thymheredd-hefyd yn dylanwadu ar ficrostrwythur yr haen sinc. Felly, mewn cynhyrchu galfaneiddio dip poeth, mae'r cydadwaith rhwng y tri ffactor hyn yn cael ei lywodraethu gan fanylebau'r broses. Dim ond trwy gadw'n gaeth at yr amodau gweithredu penodedig y gellir cyflawni'r haen galfanedig a ddymunir.
(3) Mae effaith haearn mewn bath sinc yn cael ei wrthbwyso oherwydd gall alwminiwm gyfuno â haearn mewn bath sinc i ffurfio tri chyfansoddyn, sef FeAl, FeAl2 a FeAl3, sy'n lleihau'r effaith ar cotio galfanedig.