Nội dung
Lớp phủ mạ kẽm: Độ dày, các yếu tố và ảnh hưởng
- John
Mạ kẽm là quá trình liên kết một lớp kẽm với thép. Lớp mạ kẽm là lớp kẽm bảo vệ được phủ lên thép để chống ăn mòn. Độ dày của lớp kẽm này thay đổi tùy theo các yếu tố như loại thép, phương pháp mạ kẽm và mục đích sử dụng.
Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn qua các phạm vi độ dày khác nhau của lớp phủ mạ kẽm, khám phá các yếu tố ảnh hưởng đến độ dày và lợi ích của nó, và phác thảo các phương pháp đo lường. Ngoài ra, bài viết sẽ giới thiệu các phân loại tiêu chuẩn của thép mạ kẽm như G30, G40, G60 và G90, mỗi loại có độ dày lớp kẽm cụ thể.
Lớp phủ mạ kẽm dày bao nhiêu
Độ dày của lớp mạ kẽm thay đổi tùy theo quy trình mạ kẽm, loại thép và các tiêu chuẩn áp dụng. Nhìn chung, độ dày lớp mạ nằm trong khoảng từ 5 đến hơn 100 micromet (µm).
Dưới đây là bảng các tiêu chuẩn chính và phạm vi độ dày:
| Tiêu chuẩn | Phạm vi độ dày (µm) |
| Tiêu chuẩn ASTM A123/A123M | 45–100+ |
| Tiêu chuẩn ASTM A653/A653M | 5–42 |
| Tiêu chuẩn ASTM B633 | 5–25 |
| Tiêu chuẩn ISO1461 | 45–85+ |
| Tiêu chuẩn ISO2081 | 5–25 |
| GB/T 2518-2019 | 20–60 |
| GB/T 15675-2020 | 2,5–20 |
Trong tiêu chuẩn ASTM A653/A653M, thép mạ kẽm được phân loại dựa trên trọng lượng lớp phủ. Nó được biểu thị bằng các ký hiệu như G30, G40, G60 và G90. Sau đây là độ dày lớp phủ tiêu biểu của chúng:
| Chỉ định | Trọng lượng lớp phủ kẽm |
| G30 | 0,30 oz/ft² |
| G40 | 0,40 oz/ft² |
| G60 | 0,60 oz/ft² |
| G90 | 0,90 oz/ft² |
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dày lớp phủ kẽm
Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ dày của lớp mạ kẽm là phương pháp mạ kẽm được sử dụng trong sản xuất. Mỗi phương pháp tạo ra độ dày lớp khác nhau do đặc điểm quy trình riêng biệt của nó. Bảng dưới đây cho thấy các kỹ thuật mạ kẽm khác nhau ảnh hưởng đến độ dày lớp kẽm thu được như thế nào.
| Mạ kẽm | Phạm vi độ dày (µm) |
| Mạ kẽm nhúng nóng | 45–100+ |
| Mạ kẽm nhúng nóng liên tục | 5–42 |
| Mạ điện | 2,5–25 |
| Mạ cơ học | 12–25 |
| Kim loại hóa | 50–150+ |
| Sherard hóa | 10–30 |
Trong số các quy trình này, phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất là mạ kẽm nhúng nóng và mạ điện. Trong các phần sau, chúng ta sẽ khám phá các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ dày lớp mạ kẽm trong cả thép nhúng nóng và thép mạ điện.
Mạ kẽm nhúng nóng
- Thành phần thép
Silic và phốt pho trong thép ảnh hưởng đến độ dày lớp phủ kẽm. Mức độ cao hơn của các nguyên tố này làm cho thép phản ứng nhiều hơn với kẽm nóng chảy, dẫn đến lớp kẽm dày hơn.
Silicon đặc biệt có tác động. Điều này được gọi là "hiệu ứng Sandelin", trong đó mức silicon từ 0,03% đến 0,12% tạo ra sự phát triển lớp phủ nhanh hơn. Thép có hàm lượng silicon và phốt pho thấp có xu hướng tạo thành lớp kẽm được kiểm soát và đồng đều hơn.
- Độ dày và hình dạng thép
Trong mạ kẽm nhúng nóng, độ dày và hình dạng của thép ảnh hưởng đáng kể đến độ dày lớp phủ kẽm. Các phần thép dày hơn giữ nhiệt lâu hơn, cho phép nhiều kẽm liên kết hơn và tạo thành lớp phủ bền.
Hình dạng thép cũng ảnh hưởng đến sự phân bố lớp phủ. Các góc và cạnh thường có lớp dày hơn vì chúng giữ nhiệt nhiều hơn, trong khi các khu vực phẳng thường tạo ra lớp phủ đều hơn.
- Kiểm soát quy trình cho độ dày lớp phủ
Thời gian ngâm mình: Điều chỉnh thời gian thép lưu lại trong bồn kẽm nóng chảy.
Tốc độ rút tiền:Kiểm soát tốc độ loại bỏ thép khỏi bể kẽm; việc rút chậm hơn thường tạo ra lớp phủ dày hơn.
Lau bằng khí hoặc ly tâm:Sử dụng dao khí hoặc ly tâm để loại bỏ kẽm dư thừa, đảm bảo lớp đồng đều và được kiểm soát tốt hơn.
Nhiệt độ tắm: Điều chỉnh nhiệt độ bể kẽm; nhiệt độ cao hơn có thể làm tăng khả năng phản ứng, ảnh hưởng đến độ dày.
Mạ điện
Mạ điện thường kiểm soát độ dày lớp phủ tốt hơn so với mạ kẽm nhúng nóng. Độ dày lớp phủ kẽm thường được kiểm soát bởi các yếu tố sau.
- Mật độ hiện tại
Mật độ dòng điện cao hơn làm tăng tốc độ lắng đọng ion kẽm, tạo ra lớp phủ dày hơn trong thời gian ngắn hơn. Tuy nhiên, nó có thể dẫn đến lớp phủ không đều hoặc thô. Làm chậm tốc độ lắng đọng có thể dẫn đến lớp mỏng hơn, được kiểm soát nhiều hơn.
- Thời gian mạ
Thời gian mạ dài hơn cho phép nhiều kẽm lắng đọng hơn, tạo ra lớp dày hơn. Thời gian ngắn hơn tạo ra lớp phủ mỏng hơn. Thời gian mạ là một cách đơn giản để kiểm soát độ dày cuối cùng dựa trên nhu cầu ứng dụng.
Tác động của độ dày lớp phủ kẽm lên hiệu suất của thép
Chống ăn mòn
Lớp phủ dày hơn tạo ra rào cản mạnh hơn chống lại độ ẩm và chất gây ô nhiễm, làm giảm khả năng hình thành rỉ sét trên bề mặt thép. Lớp kẽm bổ sung làm chậm quá trình tiếp xúc của thép bên dưới với các tác nhân ăn mòn.
Độ bền và tuổi thọ
Lớp phủ kẽm càng dày thì độ bền và tuổi thọ của thép mạ kẽm càng cao. Lớp phủ dày hơn cung cấp khả năng bảo vệ lâu dài vì chúng mất nhiều thời gian hơn để bị ăn mòn trong môi trường ăn mòn.
Ví dụ, thép mạ kẽm G30, với lớp phủ mỏng hơn, có thể cung cấp khả năng bảo vệ khoảng 5–10 năm trong môi trường trung bình, trong khi lớp phủ G90 có thể kéo dài khả năng bảo vệ này lên đến 20 năm hoặc hơn trong điều kiện tương tự.
Trị giá
Lớp phủ kẽm càng dày thì chi phí thép mạ kẽm càng cao. Lớp phủ dày hơn đòi hỏi nhiều kẽm hơn, làm tăng chi phí vật liệu. Ngoài ra, để có được lớp phủ dày hơn có thể cần thời gian xử lý lâu hơn, có thể làm tăng chi phí sản xuất.
Bề mặt xuất hiện
Độ dày của lớp mạ kẽm ảnh hưởng đến bề mặt của thép mạ kẽm. Lớp phủ dày hơn thường tạo ra bề mặt thô hơn, có nhiều kết cấu hơn, trong khi lớp phủ mỏng hơn có xu hướng tạo ra bề mặt mịn hơn.
Sự thay đổi về kết cấu này ảnh hưởng đến mức độ bám dính của các phương pháp xử lý bổ sung, như sơn hoặc sơn phủ bột, vào bề mặt. Lớp phủ mỏng hơn thường cho phép tạo ra lớp hoàn thiện đồng đều hơn, đẹp hơn về mặt thẩm mỹ.
Làm thế nào để kiểm tra độ dày lớp phủ mạ kẽm?
Phương pháp không phá hủy
- Máy đo độ dày từ tính
Đây là một trong những phương pháp không phá hủy phổ biến nhất. Nó sử dụng đầu dò từ tính để đo độ dày của lớp phủ kẽm trên thép. Nó di động, chính xác và lý tưởng cho các cuộc kiểm tra tại hiện trường.
- Kiểm tra dòng điện xoáy
Phương pháp này sử dụng trường điện từ để đo chính xác lớp phủ mỏng, thường được sử dụng cho lớp phủ mạ kẽm điện.
- Huỳnh quang tia X (XRF)
Phương pháp này sử dụng tia X để đo cả thành phần và độ dày của lớp kẽm. Mặc dù có độ chính xác cao, nhưng phương pháp này thường được sử dụng trong môi trường được kiểm soát do chi phí cao.
Phương pháp phá hủy
- Mặt cắt ngang vi mô
Điều này bao gồm việc cắt mẫu để đo lớp kẽm dưới kính hiển vi. Điều này cung cấp kết quả chính xác nhưng phá hủy mẫu, do đó nó được sử dụng để phân tích chi tiết.
- Cân trước và sau khi mạ kẽm
Phương pháp này đo sự chênh lệch trọng lượng trước và sau khi mạ kẽm để tính độ dày. Mặc dù chính xác, phương pháp này cũng có tính phá hủy và chủ yếu được sử dụng trong các thiết lập sản xuất.
Giải pháp thép chất lượng
Đối với thép mạ kẽm đáng tin cậy, tuân thủ tiêu chuẩn, Nhóm Thép Pro cung cấp các giải pháp chất lượng cao được xây dựng để đáp ứng nhu cầu của dự án của bạn. Sản phẩm của chúng tôi được chế tạo chính xác, đảm bảo khả năng chống ăn mòn, độ bền và hiệu suất vượt trội. Nhấp vào đây để nhận được ưu đãi giảm giá độc quyền!
