ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ЦИНКОВАНИЕ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ

JKHFNN

Авторы

  • Ольга Сергеевна Бондарева Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева https://orcid.org/0000-0002-4273-2483

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.02.031

Ключевые слова:

горячее цинкование, высокотемпературное цинкование, цинковое покрытие, температура цинкования, цинкование крепежа, структура покрытия, толщина покрытия.

Аннотация

Высокотемпературное цинкование подразумевает собой погружение стальных изделий в расплав цинка при температуре выше 500°С. Есть данные об особенностях фазового строения цинкового покрытия, полученного при таких температурах, обеспечивающих более низкую толщину покрытия. Крепежные изделия с резьбой требуют минимальной толщины покрытия для обеспечения удовлетворительной свинчиваемости изделий. Однако необходимо также обеспечить высокий уровень эксплуатационных свойств покрытия на крепеже, таких как твердость стальной основы, твердость покрытия, коэффициент трения, коррозионная стойкость. В связи с этим целью работы было исследование структуры и свойств цинковых покрытий, образующихся в расплаве при температуре 450-560°С, на крепежных изделиях с резьбой. Установлено, что воздействие высокой температуры расплава приводит к снижению твердости стали болтов, однако твердость остается в пределах нормы. Показано, что минимальная толщина покрытия на всех исследуемых сталях образуется в интервале температур цинкования 530-560°С. Совместный анализ данных рентгенофазового анализа и энергодисперсионного микроанализа показал, что покрытие, образующееся в расплаве при температуре 530°С, практически не содержит ζ-фазу, которая отвечает за интенсивный рост покрытия. Свойства цинковых покрытий, образующихся в расплаве в высокотемпературном диапазоне, отвечают эксплуатационным требованиям для крепежа. Покрытия имеют в 1,5-2 раза большую твердость, большую шероховатость поверхности, меньший коэффициент трения по сравнению со стандартным цинковым покрытием, образующимся в расплаве при 450°С. Покрытие, образующееся в расплаве при 530°С, в гальванической паре более коррозионностойкое по сравнению со стандартным цинковым покрытием.

Библиографические ссылки

Chung P.P., Wang J., Durandet Y. Deposi-tion processes and properties of coatings on steel fasteners — A review // Friction. 2019. Vol. 7, № 5. P. 389–416. doi: 10.1007/s40544-019-0304-4

Сравнительный анализ структуры и элек-трохимических свойств цинковых покрытий для прогнозирования возникновения контактной коррозии на крепеже / О. С. Бондарева, О. С. Добычина, М. О. Дмитриева, С. В. Коновалов // Черные металлы. 2023. № 10. С. 35-41. doi: 10.17580/chm.2023.10.06.

Effect of chemical composition of steel on the structure of hot – Dip galvanized coating / P. Pokorny, J. Kolisko, L. Balik, P. Novak // Metalurgija. 2016. Vol. 55. P. 115–118.

Role of silicon on formation and growth of intermetallic phases during rapid Fe–Zn alloying reaction / S.-Ch. Han, D. F. Sanchez, D. Grolimund, S. Uhm, D.-Y. Choi, H.-Ch. Jeong, T.-S. Jun // Mater. Today Adv. 2023. Vol. 18. P. 100368. doi: 10.1016/j.mtadv.2023.100368

Reaction kinetics of the formation of intermetallic Fe – Zn during hot - Dip galvanizing of steel / P. Pokorny, J. Kolisko, L. Balik, P. Novak // Metalurgija. 2016. Vol. 55. P. 111–114.

Sandelin R.W. Galvanizing characteristic of different types of steel // Wire Wire Prod. 1940. Vol. 15. P. 655–660.

The role of silicon in the hot dip galvanizing process / S. Sepper, P. Peetsalu, P. Kulu, M. Saarna, V. Mikli // Proc. Est. Acad. Sci. 2016. Vol. 65, № 2. P. 159. doi: 10.3176/proc.2016.2.11

Sánchez C. et al. Silicon Effect and Micro-structural Evolution of Hot Dip Galvanized Coating of Structural Steels / Ch. Sánchez, O. Bustos, A. Artigas, H. Bruna // Metals. 2023. Vol. 13, № 11. P. 1892. doi: 10.3390/met13111892

Marder A.R., Goodwin F.E. Zn coating phase equilibria // The Metallurgy of Zinc Coated Steels. Elsevier, 2023. P. 35–48.

Chidambaram P.R., Rangarajan V., Van Ooij W.J. Characterization of high temperature hot dip galvanized coatings // Surf. Coat. Technol. 1991. Vol. 46, № 3. P. 245–253. doi: 10.1016/0257-8972(91)90167-U

Verma A.R.B., Van Ooij W.J. High-temperature batch hot-dip galvanizing. Part 1. General description of coatings formed at 560 °C // Surf. Coat. Technol. 1997. Vol. 89, № 1–2. P. 132–142. doi: 10.1016/S0257-8972(96)02941-6

Verma A.R.B., Van Ooij W.J. High-temperature batch hot-dip galvanizing. Part 2. Comparison of coatings formed in the temperature range 520–555 °C // Surf. Coat. Technol. 1997. Vol. 89, № 1–2. P. 143–150. doi: 10.1016/S0257-8972(96)02940-4

The effects of zinc bath temperature on the coating growth behavior of reactive steel / J. Wang, H. Tu, B. Peng, X. Wang, F. Yin, X. Su// Mater. Charact. 2009. Vol. 60, № 11. P. 1276–1279. doi: 10.1016/j.matchar.2009.05.010

Effects of zinc bath temperature on the coatings of hot-dip galvanizing / P. Bicao, W. Jianhua, S. Xuping, L. Zhi, Y. Fucheng // Surf. Coat. Technol. 2008. Vol. 202, № 9. P. 1785–1788. doi: 10.1016/j.surfcoat.2007.07.044

Бондарева О., Мельников А. Влияние температуры цинкового расплава на толщину и структуру покрытия при вы-сокотемпературном горячем цинковании сталей с высоким содержанием кремния // Известия Вузов Порошковая Металлургия И Функциональные Покрытия. 2015. № 1. P. 66–70. doi: 10.17073/1997-308X-2015-1-66-70

Tzimas E., Papadimitriou G. Cracking mechanisms in high temperature hot-dip galvanized coatings // Surf. Coat. Technol. 2001. Vol. 145, № 1–3. P. 176–185. doi: 10.1016/S0257-8972(01)01323-8

The Influence of Hot-Dip Galvanizing on the Mechanical Properties of High-Strength Steels / M. Šmak, J. Kubícek, J. Kala, K. Podaný, J. Vanerek // Materials. 2021. Vol. 14, № 18. P. 5219. doi: 10.3390/ma14185219

Prediction of Mechanical Properties for High Strength Low Alloyed Steels in a Commercial Hot Dip Galvanizing Line without Soaking Section / Á. García-Martino, C. García, M. Prieto and J. Díaz // Metals. 2020. Vol. 10, № 5. P. 561. doi: 10.3390/met10050561

Загрузки

Опубликован

06/23/2025

Как цитировать

Бондарева, О. С. (2025). ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ЦИНКОВАНИЕ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ: JKHFNN. Ползуновский ВЕСТНИК, (2), 199–206. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.02.031

Выпуск

Раздел

РАЗДЕЛ 2. ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ, МЕТАЛЛУРГИЯ