Mạ kẽm phủ lên nó một lớp kẽm để bảo vệ nó khỏi bị ăn mòn. Kẽm lần đầu tiên được sử dụng trong xây dựng vào khoảng thời gian thành phố Pompeii bị phá hủy, nhưng lần đầu tiên nó được sử dụng để mạ thép (thực chất là sắt) vào năm 1742 và quy trình này được cấp bằng sáng chế vào năm 1837. Thép mạ kẽm được sử dụng để làm kim loại tấm nhấp nháy, máng xối và máng xối, cũng như đối với móng tay bên ngoài. Có một số quy trình có thể được sử dụng để mạ thép: mạ kẽm nhúng nóng, mạ điện, luyện kim loại và phun kim loại.
Các bước
Phương pháp 1 trong 4: Mạ kẽm nhúng nóng
Bước 1. Làm sạch các chất bẩn trên bề mặt
Trước khi thực hiện bất kỳ bước nào khác, bề mặt thép phải được làm sạch kỹ lưỡng. Làm thế nào điều này được thực hiện phụ thuộc vào những gì phải được làm sạch.
- Vết bẩn, mỡ, dầu hoặc sơn cần sử dụng axit nhẹ, kiềm nóng hoặc chất làm sạch sinh học.
- Nhựa đường, epoxy, vinyl hoặc xỉ hàn cần được làm sạch bằng cách phun cát hoặc bằng các chất mài mòn khác.
Bước 2. Tẩy gỉ
Tẩy chua được thực hiện bằng axit clohydric hoặc axit sunfuric nóng; nó loại bỏ cả gỉ và cặn nhà máy.
Trong một số trường hợp, làm sạch bằng mài mòn có thể đủ để loại bỏ rỉ sét, hoặc có thể cần sử dụng cả dung dịch tẩy và chất mài mòn. Trong một số trường hợp, vật liệu mài mòn lớn hơn như buckshot được thổi bằng không khí lên thép
Bước 3. Đưa kim loại vào chất trợ dung
Trong trường hợp này, “flux” là dung dịch kẽm amoni clorua có tác dụng loại bỏ bất kỳ lớp gỉ và cáu cặn còn lại và bảo vệ thép khỏi bị gỉ cho đến khi nó thực sự được mạ kẽm.
Bước 4. Nhúng thép vào kẽm nóng chảy
Bể kẽm nóng chảy phải có ít nhất 98% kẽm và được duy trì ở nhiệt độ từ 815 đến 850 độ F (435 đến 455 độ C).
Trong khi thép được ngâm trong bể kẽm, sắt của nó phản ứng với kẽm để tạo thành một loạt các lớp hợp kim và một lớp kẽm nguyên chất bên ngoài
Bước 5. Từ từ lấy thép đã mạ kẽm ra khỏi bể kẽm
Hầu hết lượng kẽm dư thừa sẽ thoát ra ngoài; những gì không thoát ra có thể được rung hoặc tách ra trong máy ly tâm.
Bước 6. Làm nguội thép mạ kẽm
Làm nguội kim loại sẽ dừng phản ứng mạ kẽm, phản ứng này tiếp tục miễn là thép có cùng nhiệt độ khi ngâm trong bể kẽm. Làm mát có thể được thực hiện bằng một trong số các cách:
- Nhúng thép vào dung dịch thụ động hóa như kali hydroxit.
- Nhúng thép vào nước.
- Để thép nguội ngoài trời.
Bước 7. Kiểm tra thép mạ kẽm
Khi thép mạ kẽm được làm nguội, hãy kiểm tra để đảm bảo lớp mạ kẽm trông đẹp, dính vào thép và đủ dày. Có một số thử nghiệm có thể được thực hiện để đảm bảo quá trình mạ thành công.
Các tiêu chuẩn về mạ kẽm nhúng nóng và kiểm tra kết quả của nó đã được thiết lập bởi các tổ chức như Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ (nay gọi là ASTM International), Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO), Hiệp hội Tiêu chuẩn Canada (CSA) và Hoa Kỳ Hiệp hội các quan chức vận tải và đường cao tốc của bang (AASHTO).:
Phương pháp 2/4: Mạ điện
Bước 1. Chuẩn bị thép như đối với phương pháp mạ kẽm nhúng nóng
Thép phải được làm sạch và khử gỉ trước khi quá trình mạ điện có thể xảy ra.
Bước 2. Chuẩn bị dung dịch điện phân kẽm
Kẽm sulfat hoặc kẽm xyanua thường được sử dụng cho chất điện phân.
Bước 3. Nhúng thép vào bình điện phân
Dung dịch sẽ phản ứng với thép để tạo ra kẽm kết tủa trên thép, phủ lên nó. Thép càng để lâu trong chất điện phân, lớp phủ sẽ được tạo ra càng dày.
Mặc dù phương pháp này cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn độ dày của lớp mạ kẽm so với phương pháp mạ kẽm nhúng nóng, nhưng nó thường không cho phép các lớp trở nên dày như vậy
Phương pháp 3/4: Cắt nhỏ
Bước 1. Chuẩn bị thép như với các phương pháp mạ kẽm khác
Làm sạch bụi bẩn bằng axit hoặc phun cát khi cần thiết và tẩy sạch vết rỉ sét.
Bước 2. Đặt thép vào hộp kín không có không khí
Bước 3. Bao quanh thép bằng kẽm bột
Bước 4. Đun nóng thép
Điều này làm tan chảy kẽm bột thành một chất lỏng, khi nguội sẽ để lại một lớp phủ hợp kim mỏng.
Quá trình cắt nhỏ được sử dụng tốt nhất cho các miếng thép hình, vì lớp mạ điện sẽ tuân theo các cấu hình của thép bên dưới. Nó được sử dụng tốt nhất với các vật kim loại khá nhỏ
Phương pháp 4/4: Phun kim loại
Bước 1. Chuẩn bị thép như các phương pháp khác
Làm sạch tất cả bụi bẩn và loại bỏ rỉ sét để nó sẵn sàng được phun.
Bước 2. Phun lên một lớp mạ kẽm nóng chảy mịn
Bước 3. Đun nóng thép phủ để đảm bảo liên kết thích hợp
Các lớp mạ được sản xuất bằng phương pháp này ít giòn hơn và ít bị bong tróc và bong tróc, nhưng ít bảo vệ khỏi bị gỉ cho thép bên dưới
Lời khuyên
- Thép mạ kẽm có thể được bảo vệ thêm khỏi sự ăn mòn bằng cách sơn nó bằng một loại sơn có chứa bụi kẽm. Tuy nhiên, sơn gốc kẽm không thể được sử dụng để thay thế cho quá trình mạ kẽm.
- Khi được sơn, thép mạ kẽm có thể có bề ngoài bị nứt.
- Thép mạ kẽm có khả năng chống ăn mòn khi tiếp xúc với bê tông, vữa, nhôm, chì, thiếc và tất nhiên là kẽm.
- Mạ kẽm là một dạng của cái được gọi là bảo vệ catốt, trong đó kim loại được bảo vệ đóng vai trò là cực âm trong phản ứng điện hóa học và kim loại bảo vệ hoạt động như một cực dương, hoặc cụ thể hơn, một cực dương hy sinh ăn mòn thay cho kim loại được bảo vệ. Một kim loại được phủ bằng kim loại anốt hy sinh đôi khi được gọi là kim loại anốt hóa.
Cảnh báo
- Lớp mạ kẽm từ thép mạ kẽm dễ bị ăn mòn bởi axit và kiềm (bazơ). Nó đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi axit sulfuric và lưu huỳnh, có thể được tạo ra bằng cách trộn hydro sulfua và sulfur dioxide với nước mưa (mưa axit), càng tồi tệ hơn nếu mưa làm trôi các tấm ván gỗ hoặc rêu. Nước mưa cũng có thể phản ứng với lớp mạ kẽm để tạo thành kẽm cacbonat. Theo thời gian, kẽm cacbonat sẽ trở nên giòn và cuối cùng khiến hợp kim kẽm hoặc thậm chí kim loại cơ bản bên dưới bị ăn mòn.
- Thép mạ kẽm khó sơn hơn thép không mạ kẽm.
- Thép mạ kẽm có ít khả năng chống ăn mòn do tiếp xúc với bất kỳ kim loại nào khác ngoài nhôm, chì, thiếc hoặc kẽm. Nó đặc biệt dễ bị ăn mòn xung quanh sắt, thép và đồng, cũng như bên cạnh xi măng có chứa clorua hoặc sunfat.
- Lớp mạ kẽm trong thép mạ kẽm cũng dễ bị mỏi kim loại, vì kẽm dễ bị giãn nở khi nung nóng và co lại khi nguội.
