59. Как железо в цинковой ванне влияет на горячее-цинкование погружением?

Железо (Fe) с относительной атомной массой 56 выглядит серебристо--белым. Чистое железо имеет температуру плавления 1535 градусов и температуру кипения 3000 градусов. Железо в расплавленном цинке в основном возникает из трех источников: (1) загрязнение переплавленным цинком с более высоким содержанием железа; (2) фаза ζ-, образующаяся в результате реакции между стальными трубами, оцинкованными стальными горшками и стальным оборудованием с расплавленным цинком; и (3) цинковый шлак, образующийся в результате реакции солей железа на стальных трубах после кислотного травления с расплавленным цинком. По имеющимся данным, одна часть соли железа может вступать в реакцию с двадцатью-пятью частями цинка.
Чем выше содержание железа в цинковой ванне, тем больше образуется цинкового остатка, что увеличивает вязкость цинковой ванны. Это снижает текучесть потока цинка, что приводит к утолщению покрытия (в основном η--фазы), хрупкому цинковому покрытию, лишенному гибкости, тусклой серой поверхности и шероховатому внешнему виду. Примечательно, что когда цинк содержит железо в количествах, достигающих нескольких десятитысячных, это увеличивает твердость слоя цинка и препятствует процессу рекристаллизации. При содержании железа 0,02% срок службы цинкового покрытия значительно сокращается (поскольку цинк выступает в роли анода). Чтобы решить эту проблему, обычно добавляют алюминий или кремний для удаления железа. Поэтому стандартные процедуры цинкования предусматривают, что содержание железа в цинковой ванне от поверхности до рабочей глубины не должно превышать 0,05% (что эквивалентно от Zn-4 до Zn-5). Использование переплавленного цинка запрещается при содержании в нем железа 0,2%. Экспериментальные данные показывают, что при 450 градусах вес цинкового покрытия увеличивается до 330 граммов на квадратный метр при содержании железа 0,06% и возрастает до 450 граммов на квадратный метр при содержании железа 0,25%. Это свидетельствует о повышенном потреблении цинка. Железо в цинковой ванне влияет только на фазу слоя чистого цинка и не оказывает существенного влияния на реакцию железо-цинк.