14. Jakie typowe metale zawierają stopowe kąpiele cynkowe i jakie jest ich działanie?

Tak zwane stopowe kąpiele cynkowe zawierają dodatkowo, oprócz wymienionych wyżej metali, najczęściej kombinację następujących metali: nikiel, cyna, bizmut oraz wanad i tytan.

Nikiel działa, zgodnie z opisaną w tej książce teorią tworzenia powłok cynkowych przy wpływie wodoru, jako łapacz wodoru i hamuje poprzez to powstawanie powłoki w zakresie Sandelina i sąsiednim zakresie Sebisty, dzięki czemu podwyższony zostaje połysk powłoki. W zakresie niskokrzemowym oraz wysokokrzemowym, w wyniku powstawania szczeliny względnie bardzo utrudnionej efuzji wodoru ze stali, nikiel nie wpływa na grubość powłoki.

Cyna już w małym stężeniu zwiększa połysk powłoki i jest jednym z wielu warunków powstawania kwiatu cynkowego. Przy zawartości powyżej 0,8% cyna powoduje na stalach uspokojonych krzemem (do 0,28% Si) zmniejszenie grubości powłoki, ponieważ pomiędzy fazami ζ i η  tworzy się bariera, która jest nieprzepuszczalna dla żelaza i która obniża szybkość tworzenia powłoki.

W połączeniu z ołowiem i bizmutem, cyna zwiększa od zawartości 0,2% do 0,3% –
w przypadku elementów z wieloma naprężeniami oraz wrażliwych stali ewentualnie już wcześniej – niebezpieczeństwo wystąpienia korozji naprężeniowej indukowanej metalem ciekłym (LME).

Bizmut podobnie jak ołów obniża napięcie powierzchniowe kąpieli cynkowej. W tym zakresie może on prawie całkowicie zastąpić ołów. Dotyczy to także tworzenia kwiatu cynkowego. W połączeniu z cyną i ołowiem ułatwia powstawanie wyraźnego, dużego kwiatu cynkowego.

Bizmut ułatwia też przepływ ciepła między kąpielą cynkową a stalą, dlatego przy zbyt dużym stężeniu zwiększa niebezpieczeństwo korozji naprężeniowej (LME). Próby laboratoryjne oraz praktyka wskazują, że zawartość do 0,10 % – 0,20% bizmutu w kąpieli cynkowej pod tym względem nie jest niebezpieczna, zwłaszcza jeśli zawartość cyny jest mała.

W kąpielach bezołowiowych lub o bardzo małej zawartości ołowiu, bizmut atakuje fazę δ1 na ścianach wanny i przy zbyt dużym miejscowym stężeniu, prowadzi do skrócenia czasu eksploatacji wanny.

Wanad i tytan mają podobne działanie do niklu, to znaczy zmniejszają grubość powłoki, jednak w przeciwieństwie do niklu, w prawie w całym zakresie zawartości krzemu w stali. Poprzez to wykraczają poza działanie niklu. Zwłaszcza związki wanadu są jednak silnie toksyczne dla człowieka, dlatego może być on tylko warunkowo stosowany w praktyce.

Powrót do góry

Firmy zrzeszone w PTC

Członek PTC zajmujący się procesem Cynkowania ogniowego

Członek PTC nie zajmujący się procesem Cynkowania ogniowego