K: Kas tsingitud rullide substraadi süsinikusisalduse kohta kehtivad üldised tööstuslikud eeskirjad?
V: Jah. Tsingitud poolide substraadi süsinikusisaldusel on üldiselt selged arvulised piirangud, mis vastavad kuumtsinkimisprotsessi nõuetele. Tööstuse konsensus näitab, et kuum-kastsinkimiseks sobivad aluspinnad on üldiselt madala süsinikusisaldusega-terasest plaadid süsinikusisaldusega 0,05–0,15%. Selle eesmärk on kontrollida raua-tsingi reaktsiooni intensiivsust, tagades katte nakkuvuse ja pinnakvaliteedi. Teine levinud tööstusharu ülempiir on see, et substraadi süsinikusisaldus ei ületa tavaliselt 0,12%. Võttes näiteks levinud klassi DX51D, ei ole selle substraadi süsinikusisalduse nõue suurem kui 0,12%. See moodustab tsingitud rullides kasutatava terase põhilise koostise.
2. Kas erinevatel eesmärkidel kasutatavate tsingitud poolide süsinikusisalduse nõuded on täiesti samad?
V: Absoluutselt mitte. Süsinikusisaldus on põhinäitaja, mis eristab erinevaid tsingitud teraslehti. Sõltuvalt töötlemise jõudlusest ja tugevusnõuetest on lubatud vahemik oluliselt erinev. Täpsemalt võib selle jagada kolme järgmisesse kategooriasse:
Tavaline vormimis- ja konstruktsiooniteras: see on kõige levinum tüüp. Alusmaterjaliks on enamasti tavaline madala süsinikusisaldusega-teras ja selle süsinikusisaldus on tavaliselt vahemikus 0,10–0,20%. Näiteks S320GD+Z klassi teraslehed, mida kasutatakse üldiste konstruktsioonikomponentide jaoks, nõuavad, et alusmaterjali süsinikusisaldus oleks kontrollitud alla 0,20%.
Erinevad stantsimis- ja{0}}sügavtõmbeterased: parema sügavtõmbe-jõudluse saavutamiseks peab nende teraslehtede süsinikusisaldus olema võimalikult madal. Näiteks DC04E+Z elektro-tsingitud lehe süsinikusisaldus, mis sobib keerukate kujundite (nt kerepaneelide) tembeldamiseks, on piiratud 0,08%; samas kui ülisügavaks tõmbamiseks kasutatava interstitsiaalse IF-terase süsinikusisaldus on rangelt piiratud alla 0,005%, isegi nii madalale kui 0,001–0,005%.
Kõrgtugev-konstruktsiooniteras: seda tüüpi teras parandab oma tugevust mikrolegeerimise ning kontrollitud valtsimis- ja jahutustehnoloogiate abil ning selle süsinikusisaldus on sarnane tavalise konstruktsiooniterase omaga. Näiteks ASTM A653-le vastava kõrge -tugeva struktuuriga G550 klassi galvaniseeritud lehe substraadi maksimaalne süsinikusisaldus on 0,15%. Substraadi maksimaalne süsinikusisaldus võib mõnes spetsiaalses ülitugevas terases ulatuda isegi 0,18 protsendini, kuid galvaniseerimiskvaliteedi tagamiseks on vaja eriprotsesse.
3. Miks on ülioluline tsingitud rullides substraadi süsinikusisaldust rangelt kontrollida? Millist mõju avaldab süsinikusisaldus galvaniseerimisprotsessile ja lõppkvaliteedile?
V. Süsinikusisalduse range kontrollimine on eelkõige kvaliteetse{0}}kindla katte saamiseks. Kuum-tsinkimise ajal reageerib substraadis olev raud sulatsingiga, moodustades raua-tsingisulami kihi. Kui süsinikusisaldus substraadis suureneb, muutub see reaktsioon järjest jõulisemaks.
See jõuline reaktsioon toob kaasa rea probleeme: esiteks suureneb rauakadu dramaatiliselt, raiskab materjale ja tekitab sula tsingis rohkem tsinki, mis mõjutab tootmise stabiilsust. Teiseks põhjustab liigne reaktsioon moodustunud raua-tsingisulami kihi ebatavaliselt paksuks. See sulamikiht on kõva ja rabe, vähendades oluliselt katte plastilisust ja nakkumist. Järgnevate stantsimis- ja painutamisprotsesside käigus on paks ja rabe kate altid pragunemisele või koorumisele. Lisaks võib kõrge süsinikusisaldus põhjustada tsementiidiefekti, kus süsinik koguneb lõõmutamise ajal terase pinnale, moodustades tsementiidi. See vähendab sulatsingi märgamisvõimet teraspinnal, põhjustades mittetäieliku plaadistuse või tsingisõlmede tekkimise.
4. Kas peale süsinikusisalduse mõjutab tsinkimise kvaliteeti ka süsiniku vorm aluspinnas?
V: Jah, süsiniku vorm terases on sama oluline. Terases sisalduv süsinik esineb peamiselt raua-süsinikuühendite kujul ja erinevatel mikrostruktuuridel on raud-tsingi reaktsioonikiirusele drastiliselt erinev mõju.
Katsetulemused näitavad, et kui süsinik esineb granuleeritud perliidi või kihilise perliidi kujul, lahustub raud tsingivannis kõige kiiremini, mis põhjustab ebatavaliselt jõulise raua-tsingi reaktsiooni ja liiga paksu sulamikihi moodustumise. Ja vastupidi, kui süsinik esineb ühtlaselt hajutatud sorbiidi või troostiidi struktuuris, muutub reaktsioon palju mõõdukamaks, mille tulemuseks on õhem sulamikiht, millel on parem nakkumine. See asjaolu illustreerib, et sarnase süsinikusisaldusega teraste puhul võivad erinevad kuumtöötlusprotsessid viia täiesti erineva tsinkimiskäitumiseni; seetõttu on oluliseks teguriks ka substraadi algne mikrostruktuur.
5. Kuidas lahendada väljakutseid, mis on seotud kõrge süsinikusisaldusega substraatide galvaniseerimisega tegelikus tootmises?
V: Tootmises kasutatakse nende väljakutsete lahendamiseks peamiselt järgmisi optimeerimismeetodeid, näiteks{0}}eelplaati.
Eelkatmine/nikkelimine-: see on üks tõhusamaid meetodeid kõrge -räni ja kõrge süsinikusisaldusega-terase galvaniseerimisprobleemi lahendamiseks. Enne terasriba sisenemist tsingivanni kaetakse õhuke niklikiht (või muu metallikiht). See niklikiht takistab tõhusalt otsekontakti terasest aluspinna ja sulatsingi vahel, aeglustades märkimisväärselt raua-tsingi reaktsiooni kiirust ja intensiivsust, saades nii õhukese katte, millel on hea nakkuvus. Tegelikus tootmises on seda võimalik saavutada, lisades tsingivannile ligikaudu 0,05% niklit.
Optimeeritud lõõmutamisprotsess: reguleerides täpselt lõõmutusahju atmosfääri ja temperatuuri, saab vältida süsiniku kogunemist teraspinnale tsementiidi moodustamiseks, parandades tsingivanni märguvust ja vähendades pinnadefekte, nagu tsingisõlmed.
Tsingivanni temperatuuri ja koostise täpne juhtimine: tsingivanni temperatuuri alandamine ja alumiiniumisisalduse range kontrollimine tsingivannis võib optimeerida raua-tsingisulami kihi kasvukineetikat ja takistada selle liigset paksenemist.