Terug naar Materialen

Staal – thermisch verzinkt

Share

MATERIALEN

Thermisch verzinkt staal

Algemeen

Thermisch verzinken is een materiaalkundig proces wat ertoe moet leiden dat staal beschermd wordt tegen corrosie. Het verzinken zorgt voor een beschermende laag die het metaal tegen corrosie beschermt. Wordt deze laag doorbroken, dan treedt het zink op als offeranode, zodat het ijzer door het zink beschermd wordt.

Voordelen

  • Er vormt zich een dikke legeringslaag die de hechting tussen het ijzer en het zink bevordert;
  • Hoge weerstand tegen slijtage (De beschermende zinklaag verbindt zich tijdens het verzinkproces chemisch met het staal, zodat de laag buitengewoon sterk met het staaloppervlak wordt verbonden);
  • Onderroestvorming treedt niet op, zodat men nooit wordt verrast door plotseling opkomende roestplekken;
  • Er kunnen moeiteloos zeer dikke lagen (50-200 µm) worden verkregen;
  • Langs randen en punten, waar voorwerpen over het algemeen extra gevoelig zijn voor corrosie, is de zinklaag dikker;
  • Kathodische bescherming (Bij krassen en kleine beschadigingen geen roestvorming), omdat zink elektranegatief is ten opzichte van ijzer);
  • Holle producten worden ook inwendig door een zinklaag bedekt;
  • Langdurig corrosie bestendig;
  • Meestal geen nabehandeling nodig.

Nadelen

  • Kans op vervorming van dun materiaal (< 5 mm);
  • Legeringslaag is hard en bros, dus moeilijk na te bewerken;
  • De laagdikte afhankelijk van dikte van het materiaal (hoe dikker het materiaal, hoe dikker de laag);
  • Het ontstaan van zinkdruppels aan de randen (na het afkoelen handmatig te verwijderen);
  • Kleurverschillen bij verschillende materialen (afhankelijk van het siliciumgehalte);
  • Nabehandeling schroefdraad.

Het proces van thermisch verzinken

Tijdens het verzinkproces wordt ervoor gezorgd dat er een legering ontstaat tussen staal of ijzer en zink, met daaromheen vaak nog een laagje puur zink. Om tot die legering te komen, zijn een aantal voorbereidende stappen nodig.

Stap 1: wegnemen van vet en roest

Eerst wordt het staal ontvet en vervolgens gebeitst (om alle oppervlakte-onzuiverheden te verwijderen). Het ontvetten geschiedt over het algemeen met een hete, sterk alkalische oplossing; het beitsen dient om resten van ijzeroxide (FeO2 en Fe2O3) en roest (Fe2O3·H2O) te verwijderen; dit vindt plaats in zoutzuur. Hierbij is niet zozeer het zuurgehalte van belang, als wel de temperatuur en vooral de chlorideconcentratie en de aanwezigheid van een inhibitor. IJzerchloride, dat ontstaat in het bad doordat de ijzeroxide en roest in oplossing gaan in het zoutzuur, is van nature een inhibitor: het voorkomt de aantasting van het ijzer door het zoutzuur.

Stap 2: het vloeimiddel

Vervolgens wordt het ondergedompeld in een vloeimiddel (flux), dat ervoor zorgt dat het vloeibare zink beter contact maakt met het ijzer. Dit kan op twee manieren:

  • de “natte” methode, waarbij er een laag van de vloeistof op een afgesloten gedeelte van het zinkbad drijft waar het voorwerp eerst doorheen gehaald wordt, of
  • de “droge” methode, waarbij het voorwerp eerst in contact komt met de flux, hetzij door onderdompelen hetzij door besproeien, het vervolgens in een oven gedroogd wordt en het ten slotte in het bad terechtkomt.

De flux is een mengsel van gesmolten zouten en water, dat drie functies heeft. Ten eerste verwijdert het eventuele overgebleven restjes ijzeroxide; daarbij voorkomt het de vorming van zinkoxidelagen op het oppervlak van het bad en zorgt het ervoor dat de vloeibare zink het ijzer beter bevochtigt. Meestal gaat het om het dubbelzout ZnCl2·2NH4Cl.

Stap 3: het zinkbad

Ten slotte wordt het staal ondergedompeld in gesmolten zink met een temperatuur van ± 450 °C. Door de temperatuur ontstaat er een legering.

Witte roest

Share

WITTE ROEST Wat is witte roest bij thermisch verzinkt staal? Het zink van pas thermisch verzinkt staal is reactief en vormt zinkoxyden, -hydroxyden en carbonaatproducten door reactie met elementen aanwezig in de lucht. In droge omstandigheden ontstaat een stabiele kleurloze zinkcarbonaatlaag, die een natuurlijke passivatielaag vormt. Wanneer pas verzinkt staal echter gestockeerd wordt in vochtige …