Verzinking Uitgelegd: Hoe Zinkcoatings de Levensduur van Metaalonderdelen Verlengen

Verzinking is een proces voor het toevoegen van een coating van zink aan het oppervlak van staal of ijzer. Omdat het zink fungeert als een offercoating, beschermt het het staal of ijzer eronder en kan het daarom de levensduur van metaalonderdelen verlengen.

Maar verzinking is een complex proces dat op verschillende manieren uitgevoerd kan worden. Verschillende vormen van verzinken bestaan, waaronder warm-verzinken en thermische diffusie verzinken, en deze variaties bieden hun eigen specifieke voordelen en nadelen. Het is daarom nuttig om de verschillende vormen van verzinking te begrijpen voordat u het in een prototyping- of productieproject integreert.

Geverzinkt metaal is veelvoorkomender dan u misschien denkt. Structuren zoals bouwframeworks, metalen banken, balkons, ladders, en vluchttrappen kunnen allemaal van gevierzinkt metaal gemaakt worden om een langere levensduur en adequate bescherming tegen corrosie en schade te garanderen. Andere voorbeelden zijn te vinden in auto-onderdelen en elektrische apparaten.

Bovendien kunnen gevierzinkt staal en gevierzinkt ijzer worden gebruikt met verschillende productieprocessen, van platenfabricage tot CNC-bewerking, wat het een vast proces in de productiewereld maakt.

Dit artikel gaat over de basisprincipes van verzinking, beantwoordende vragen zoals wat is verzinking, welke metalen kunnen worden gevierzinkt, waarvoor wordt verzinking gebruikt, welke typen verzinking zijn er, en hoe verbetert verzinking metaalonderdelen.

Wat is verzinking?

Verzinken (of verzinking) is het proces van het toevoegen van een laag zink aan de buitenzijde van een metaal, namelijk staal of ijzer. Het doel hiervan is om een beschermende coating toe te voegen aan het onderliggende metaal, wat de kans op corrosie of roestvorming vermindert.

Het verzinkproces varieert afhankelijk van de exacte techniek. Het belangrijkste deel van het proces is echter dat het doorgaans inhoudt dat staal of ijzer in zink wordt omhuld, wat in een vloeibare of stofachtige toestand kan zijn. Wanneer het zink wordt geïntroduceerd, reageert het ijzer in het omhuld metaal met het zink, wat een stevig gebonden legeringscoating creëert.

Het end-to-end verzinkproces kan in drie stadia worden verdeeld:

1. Voorbereiden van het oppervlak van het staal of ijzer
2. De daadwerkelijke verzinking
3. Na-verzinking oppervlaktebehandeling

Verzinken is een relatief eenvoudig coatingproces, en het produceert een tamelijk dikke oppervlaktecoating, typisch rond 80 µm - ongeveer drie keer dikker dan een coating gecreëerd door galvaniseren.

Verzinkmaterialen

De principe substraten die kunnen worden gevierzinkt zijn staal en ijzer. Echter, andere ferro-metalen kunnen ook worden gevierzinkt.

Het coatingmateriaal in verzinking is altijd zink. Echter, een vergelijkbaar proces met verzinken is verotten, dat zink vervangt door tin. Verotten is prima voor eenvoudige toepassingen zoals voedselopslag, maar het is minder betrouwbaar dan verzinken: als de coating beschadigd raakt, zal het tin het onderliggende ijzer opeten.

Typen verzinking

De twee meest populaire vormen van verzinking zijn warm-verzinken en electroverzinken. Deze twee methodes en andere worden hieronder besproken. Het weten welk type verzinking te selecteren kan de hulp van een expert vereisen.

Warm-verzinken

Tijdens warm-verzinken wordt metaal gedompeld in een bad van heet zink bij ongeveer 450 °C. Wanneer het wordt verwijderd, reageert het gecoate oppervlak met zuurstof om zinkoxide te vormen, en reageert vervolgens met kooldioxide om zinkcarbonaat te vormen. Voorafgaand aan verzinken moet het metaal worden gereinigd met een kaustische oplossing en vervolgens beiteld in een zuuroplossing; zinkammoniumchloride kan ook worden toegepast om vroege oxidatie van het metaal te voorkómen voordat de verzinking plaatsvindt.

Electroverzinken

Electroverzinken combineert verzinken met galvaniseren: een stroom elektriciteit wordt doorgevoerd door een zinkbad met een zinkanode en een staalleider. Het proces produceert een dunne coating dan warm-verzinken en creëert ook een heldere oppervlakteafwerking geschikt voor cosmetische toepassingen.

Sherardiseren

Deze vorm van verzinken gaat onder verschillende namen: Sherardiseren, thermische diffusie verzinken, dampverzinken, en droog verzinken. Het omvat het opwarmen van staalonderdelen tot 500 °C in een gesloten roterende trommel die zinkstof bevat. Het verdampte zink diffuseert in het oppervlak van het staalonderdeel om een stevig gebonden coating te vormen. Het is ideaal voor kleine onderdelen en onderdelen die coating van interne secties vereisen.

Verzinkgloven

Verzinkgloven is een combinatie van warm-verzinken en aanlassen. Het warm-verzinkproces verloopt normaal, voordat het gecoate metaal door luchtmessen wordt gevoerd om eventueel overtollig zink te verwijderen. Het metaal wordt dan zeer kort opgewarmd in een aanlaasoven bij 500-565 °C, wat ervoor zorgt dat de ijzer- en zinklagen in elkaar diffunderen en lagen van zink-ijzerlegering creëren.

Voordelen van verzinking

Het doel van verzinken is om een beschermende coating van zink bovenop een staal- of ijzeronderdeel te creëren. Maar waarom is dit nuttig en wat zijn de belangrijkste verzinkvoordelen?

• Blokkeert corrosieve stoffen: Een zinkcoating op gevierzinkt metaal stopt corrosieve stoffen bereiken het zwakkere onderliggende substratenmetaal. Dit kan de levensduur van het substraat verlengen, vooral als het in een veeleisende toepassing wordt gebruikt.
• Voorkomt roest: Verzinken vertraagt de aanvang van roest aanzienlijk.
• Creëert offeranode: De zinkcoating wordt verbruikt door corrosieve stoffen, dus het biedt bescherming aan het onderliggende metaal tot het volledig op is. Zelfs als een krassen de coating penetreert, zal het zink opgebruikt worden voordat het ijzer.
• Duurt lang: Zinkcoatings gecreëerd door verzinken zijn zwaar en langdurig, vaak decennialang bescherming biedend voor het onderliggende metaal.
• Is betaalbaar: Verzinken is een tamelijk eenvoudige en betaalbare procedure die een opmerkelijk voordeel biedt voor minimale uitgaven.
• Creëert een dikke coating: Hoewel niet geschikt voor alle toepassingen, produceert verzinken een dikere coating dan, bijvoorbeeld, galvaniseren.

Toepassingen van verzinking

De capaciteit om corrosie in staal en ijzer te voorkomen maakt verzinken wijd gebruikt over diverse industrieën.

De meest voorkomende toepassing is gevierzinkt staal voor bouw: honderdduizenden tonnen gevierzinkt bouwstaal wordt jaarlijks geproduceerd om structuren te fabriceren zoals bouwframeworks, straatmeubilair, vluchttrappen, ladders, en balkons.

Gevierzinkt staal is ook veelvoorkomend in de automotive industrie, waar het kan worden omgezet in roestvrije onderdelen, inclusief de meerderheid van een auto's "body in white": zijn skeletfundering. Bumpers, balken, frames, en chassis kunnen ook van gevierzinkt staal gemaakt worden.

Roestpreventie is een gewenst kenmerk in telecommunicatie, waar telefoonlijnen en elektrische dozen dagelijks aan de elementen blootstaan. Verzinken dient om de levensduur van dergelijke items te vergroten.

Productie met gevierzinkt metaal

Gevierzinkte materialen zijn wijd beschikbaar als gevierzinkt platen, geschikt voor platenfabricageprocessen zoals buigen en stampen, of als gevierzinkte metalen staven, buizen, en stangen geschikt voor processen zoals CNC-bewerking.

Gevierzinkte materialen neigen ertoe gemakkelijk bewerkbaar te zijn, aangezien de zinkcoating zachter is dan het onderliggende staal.

Gevierzinst metaal kan ook worden gelast, maar zink kan gevaarlijke rookgassen afgeven, dus goede ventilatie is essentieel. Schilderen is niet bijzonder effectief op zink-gecoate staal of ijzer tenzij het materiaal is verzinkgegloven.