Wat is galvanisatie en hoe kan het metalen onderdelen verbeteren?

Galvanisatie is een proces voor het toevoegen van een coating van zink naar het oppervlak van staal of strijken . Omdat het zink als opofferende coating fungeert, beschermt het het onderliggende staal of ijzer en kan daardoor de levensduur van metalen onderdelen verlengen.

Maar verzinken is een complex proces dat op verschillende manieren kan worden uitgevoerd. Er bestaan ​​verschillende vormen van verzinken, waaronder thermisch verzinken en thermisch diffusieverzinken, en deze variaties bieden hun eigen specifieke voor- en nadelen. Het is daarom nuttig om de verschillende vormen van galvanisatie te begrijpen voordat u het in een prototyping- of productieproject opneemt.

Gegalvaniseerd metaal komt vaker voor dan je zou denken. Constructies zoals bouwframes, metalen banken, balkons, ladders en brandtrappen kunnen allemaal worden gemaakt van gegalvaniseerd metaal om een ​​langere levensduur en voldoende bescherming tegen corrosie en schade te garanderen. Andere voorbeelden zijn te vinden in auto-onderdelen en elektrische apparaten.

Bovendien kunnen gegalvaniseerd staal en gegalvaniseerd ijzer worden gebruikt bij verschillende productieprocessen, van plaatbewerking tot CNC-bewerking, waardoor het een belangrijk proces is in de productiewereld.

Dit artikel gaat over de basisprincipes van galvanisatie en beantwoordt vragen zoals wat galvanisatie is, welke metalen kunnen worden gegalvaniseerd, waarvoor galvanisatie wordt gebruikt, welke soorten galvanisatie er zijn en hoe galvanisatie metalen onderdelen verbetert.

Wat is galvanisatie?

Galvaniseren (of verzinken) is het proces waarbij een laag zink wordt toegevoegd aan het buitenoppervlak van een metaal, namelijk staal of ijzer. Het doel hiervan is om een ​​beschermende coating aan het onderliggende metaal toe te voegen, waardoor de kans op corrosie of roest wordt verkleind.

Het galvanisatieproces varieert afhankelijk van de exacte techniek. Het belangrijkste onderdeel van het proces is echter dat het meestal gaat om het omringen van staal of ijzer in zink, dat zich in een vloeibare of stofachtige toestand kan bevinden. Wanneer het zink wordt ingebracht, reageert het ijzer in het omgeven metaal met het zink, waardoor een hecht gebonden legeringscoating ontstaat.

Het end-to-end verzinkproces kan worden onderverdeeld in drie fasen:

1. Het oppervlak van het staal of ijzer voorbereiden
2. De daadwerkelijke galvanisatie
3. Nagalvanisatie oppervlaktebehandeling

Galvanisatie is een relatief eenvoudig coatingproces en het produceert een redelijk dunne oppervlaktecoating, meestal ongeveer 80 µm - ongeveer drie keer dikker dan een coating die door galvanisatie wordt gemaakt.

Verzinkingsmaterialen

De belangrijkste ondergrondmaterialen die verzinkt kunnen worden, zijn staal en strijken . Andere ferrometalen kan ook worden gegalvaniseerd.

Het coatingmateriaal bij galvanisatie is altijd zink . Een vergelijkbaar proces als verzinken is echter vertinnen, waarbij zink wordt vervangen door tin. Vertinnen is prima voor eenvoudige toepassingen zoals het bewaren van voedsel, maar het is minder betrouwbaar dan galvaniseren:als de coating beschadigd is, vreet het tin het onderliggende ijzer aan.

Soorten galvanisatie

De twee meest populaire vormen van verzinken zijn thermisch verzinken en elektrolytisch verzinken. Deze twee methoden en andere worden hieronder besproken. Om te weten welk type galvanisatie u moet kiezen, kan de hulp van een expert nodig zijn.

Thermisch verzinken

Bij thermisch verzinken wordt metaal ondergedompeld in een bad van heet zink van ongeveer 450 °C. Wanneer het wordt verwijderd, reageert het gecoate oppervlak met zuurstof om zinkoxide te vormen en reageert het vervolgens met koolstofdioxide om zinkcarbonaat te vormen. Voorafgaand aan het galvaniseren moet het metaal worden gereinigd met een bijtende oplossing en vervolgens worden gebeitst in een zure oplossing; zinkammoniumchloride kan ook worden toegepast om voortijdige oxidatie van het metaal te voorkomen voordat de galvanisatie plaatsvindt.

Elektrogalvaniseren

Elektrolytisch verzinken combineert verzinken met galvaniseren:een stroom van elektriciteit wordt door een zinkbad met een zinkanode en een stalen geleider geleid. Het proces produceert een dunnere coating dan thermisch verzinken en zorgt ook voor een helderdere oppervlakteafwerking die geschikt is voor cosmetische toepassingen.

Sherardiseren

Deze vorm van verzinken heeft verschillende namen:Sherardiseren, thermisch diffusie verzinken, damp verzinken en droog verzinken. Het gaat om het verhitten van stalen onderdelen tot 500 °C in een gesloten roterende trommel die zinkstof bevat. Het verdampte zink diffundeert in het oppervlak van het stalen onderdeel en vormt een sterk hechtende coating. Het is ideaal voor kleine onderdelen en onderdelen die coating van interne secties vereisen.

Galvannealing

Galvannealing is een combinatie van hot-drip verzinken en gloeien. Het thermisch verzinken vindt normaal plaats, voordat het gecoate metaal door luchtmessen wordt geleid om overtollig zink te verwijderen. Het metaal wordt vervolgens heel kort verhit in een gloeioven op 500-565 °C, waardoor de ijzer- en zinklaag in elkaar diffunderen en laagjes zink-ijzerlegering vormen.

Voordelen van galvanisatie

Het doel van verzinken is om een ​​beschermende coating van zink te creëren op een stalen of ijzeren onderdeel. Maar waarom is dit nuttig en wat zijn de belangrijkste voordelen van galvanisatie?

• Blokt bijtende stoffen af :Een zinklaag op verzinkt metaal voorkomt dat bijtende stoffen het zwakkere onderliggende substraatmetaal bereiken. Dit kan de levensduur van het substraat verlengen, vooral als het wordt gebruikt in een veeleisende toepassing.
• Voorkomt roest :Galvanisatie vertraagt ​​het begin van roest aanzienlijk.
• Creëert opofferingsanode :De zinklaag wordt verbruikt door bijtende stoffen en biedt dus bescherming aan het onderliggende metaal tot het volledig opgebruikt is. Zelfs als er een kras door de coating dringt, is het zink eerder opgebruikt dan het strijkijzer.
• Duurt lang :Zinkcoatings gemaakt door galvanisatie zijn sterk en gaan lang mee en bieden vaak tientallen jaren bescherming voor het onderliggende metaal.
• Is betaalbaar :Galvaniseren is een vrij eenvoudige en betaalbare procedure die een opmerkelijk voordeel oplevert voor minimale uitgaven.
• Creëert een dikke laag :Hoewel niet voor alle toepassingen geschikt, geeft galvanisatie een dikkere coating dan bijvoorbeeld galvaniseren.

Toepassingen van galvanisatie

Het vermogen om corrosie in staal en ijzer te voorkomen, maakt verzinken op grote schaal gebruikt in verschillende industrieën.

De meest voorkomende toepassing is gegalvaniseerd staal voor constructie :jaarlijks worden honderdduizenden tonnen gegalvaniseerd constructiestaal geproduceerd om constructies te fabriceren zoals raamwerken, straatmeubilair, brandtrappen, ladders en balkons.

Gegalvaniseerd staal komt ook veel voor in de automobiel industrie, waar het kan worden omgezet in roestbestendige onderdelen, waaronder het grootste deel van het "lichaam in het wit" van een auto:de skeletbasis. Bumpers, balken, frames en chassis kunnen ook van gegalvaniseerd staal worden gemaakt.

Roestpreventie is een wenselijke functie in telecommunicatie , waar telefoonlijnen en elektriciteitskasten dagelijks onderhevig zijn aan de elementen. Galvanisatie dient om de levensduur van dergelijke items te verlengen.

Vervaardiging met gegalvaniseerd metaal

Gegalvaniseerde materialen zijn algemeen verkrijgbaar als gegalvaniseerd plaatstaal , geschikt voor plaatbewerkingsprocessen zoals buigen en stampen, of als gegalvaniseerde metalen staven, buizen en staven geschikt voor processen zoals CNC-bewerking.

Gegalvaniseerde materialen zijn meestal gemakkelijk te bewerken, omdat de zinklaag zachter is dan het onderliggende staal.

Gegalvaniseerd metaal kan ook worden gelast, maar zink kan gevaarlijke dampen afgeven, dus een goede ventilatie is essentieel. Verven is niet bijzonder effectief op verzinkt staal of ijzer, tenzij het materiaal gegalvaniseerd is.