Однако диффузионные цинковые покрытия можно получать на изделиях и другими способами. Наиболее известный из них является способ «гальванилинг», по которому оцинкованные изделия проходят диффузионный отжиг (термическую обработку) в электрических или газовых печах при соответствующей температуре. Цинковое покрытие, полученное по способу «гальванилинг», полностью состоит из железоцинкового сплава. Способ «гальванилинг» особенно наглядно может быть рассмотрен на примере термической обработки горячеоцинкованных изделий. Как отмечалось выше, структура цинкового покрытия, полученного в расплаве цинка, неоднородна и состоит из нескольких последовательно расположенных слоев (фаз), обладающих различными свойствами и содержащих различные количества цинка и железа. Структурная неоднородность и различие в химическом составе по толщине покрытия отрицательно сказывается на коррозионной стойкости и других его свойствах.
Наиболее хрупкими фазами в диффузионном цинковом покрытии являются γ- и ζ -фазы, а наиболее коррозионностойкой и достаточно пластичной является δ-фаза. Известно, что скорость роста отдельных фаз может меняться в зависимости от температуры процесса цинкования и, кроме того, каждая фаза в соответствии с диаграммой состояния системы Fe—Zn устойчива в определенном температурном интервале. Исходя из этого и учитывая, что наиболее коррозионностойкими и прочными являются покрытия с однородной структурой, целесообразно создавать такие условия образования покрытия, при кото¬рых в нем преимущественно развивались бы пластичные, наиболее коррозионно-стойкие фазы и подавлялось образование хрупких. И это реализуется путем термической обработки горячеоцинкованных изделий. При этом существенно изменяются структура и фазовый состав горячецинкового покрытия, и оно превращается в диффузионное, полностью состоящее из железоцинкового сплава. По данным компании «Скандинавиан Лед Зинк Асе» (Швеция), после термической обработки горячецинковое покрытие полностью состоит из интерметаллического соединения FeZn7 (δ-фаза) и имеет повышенную стойкость в атмосфере, содержащей SO2. Большой практический интерес представляет термическая обработка легированных горячецинковых покрытий. После такой обработки получается структурно-однородный коррозионностойкий сплав. На поверхности легированных диффузионных цинковых покрытий в эксплуатационных условиях образуется защитная пленка сложного состава. Защитные свойства у них значительно повышаются. Для диффузионных легированных цинковых покрытий особенно ярко выражено затухание коррозии во времени. В таблице 2 приведены данные о структурных составляющих и их микротвердости диффузионных цинковых покрытий, полученных различными способами, а в таблице 3 виды металлоизделий с указанием применяемого метода их цинкования. Известно, что способ изготовления цинковых покрытий во многом определяет их свойства. Покрытия, полученные в расплаве цинка и в порошковых смесях, значительно отличаются как по структуре, так и по химическим и физико-механическим свойствам (степени сцепления с поверхностью покрываемого металла, твердости, пористости, коррозионной стойкости и др.). Еще больше диффузионные цинковые покрытия отличаются от гальванических и металлизационных. Одним из важнейших свойств является прочность сцепления с поверхностью покрываемого изделия. При соблюдении технологии нанесения сцепление цинкового покрытия, полученное в расплаве цинка, определяется, главным образом, температурой расплава цинка и продолжительностью взаимодействия расплавленного цинка с поверхностью покрываемого изделия, например, трубы. Эти параметры определяют степень проникновения атомов цинка в стальную подложку покрываемого изделия и, в конечном итоге, степень сцепления покрытия с подложкой. Известно, что время контакта стальных изделий, например, труб при горячем цинковании составляет от 30—45 секунд до 1,0—2,0 минут (в зависимости от вида и сортамента труб), при этом атомы цинка не глубоко проникают в покрываемое изделие, и степень сцепления образующегося цинкового покрытия с подложкой невелика. Диффузионный метод цинкования труб с использованием порошковых смесей на основе цинка в отличие от горячего цинкования представляет собой процесс, происходящий при температуре 400—500 °С и продолжительности от 2 до 5 часов (в зависимости от требуемой толщины покрытия). При этом методе цинкования в результате диффузии наносимое вещество (цинк) внедряется в кристаллическую решетку защищаемого металла, поэтому прочность связи покрытия с основным (покрываемым) материалом резко возрастает. Глубина проникновения цинка в покрываемый металл тем больше, чем выше температура и продолжительнее процесс диффузии. Таким образом, сцепление диффузионного цинкового покрытия, основанное на диффузионной связи, превосходит степень сцепления цинковых покрытий, наносимых из расплава цинка (горячим цинкованием) или другими известными методами. из журнала "Оборудование" №№3,4 в 2005г
|