钢带在镀纯锌后获得的镀层中纯锌层和钢带之间有较厚的化合物层,由于
金属化合物与纯锌相比组织硬而脆,这就恶化了镀层的性能。特别是化合物层与钢基的
结合力非常薄弱,好像是在锌层与钢带之间有一个
断裂层,割裂了钢基与纯锌层的联系。所以对镀层的黏附性能很不利。为了改善这种情况,在生产中采取在锌液中加一定量的
铝来提高镀层的性能。
铝跟锌比是一种化学性质更为活泼的
金属,反映在金属学上铝更容易与铁反应生成金属化合物,铝与铁的金属化合物主要有FeAl、FeAl2、FeAl3、Fe2Al5,其中以Fe2Al5最为稳定。
铝的这一特点使含有铝的锌液在
镀锌时的金属原子间反应发生了根本性的变化。尽管铝的浓度很低,但钢带进入锌锅以后,铝首先很快地与钢带表面的铁发生反应,在钢带表面形成一层Fe2Al5
薄膜,这一层致密的薄膜将铁与锌液隔离开来,阻碍了铁往锌液中扩散,也就阻碍了铁锌化合物的形成。试验证明,含铝量在0.10%时就使化合物层中的栅状层大幅度减薄,当含铝量在0.20%时即可完全消除栅状层,变成只有漂移层和纯锌层的组织。与其它有浓度差的化学反应一样,铝虽然能优先与铁反应,但绝对高浓度的锌很快会将铝从铁
铝合金中置换出来,使铁铝
合金消失,也就失去了阻碍铁与锌反应的作用。通常把铝能抑制铁锌化合物层形成的延退时间叫做孕育期。实际生产中必须保证镀层在孕育期内
冷却凝固,才能发挥铝应有的作用,所以
生产线速度只有在一定范围以上才能生产出合格的产品。
事实证明,铝和铁形成的这个薄而均质的中间层对镀层有着特别重要的作用,它能够牢固地粘附在钢带表面,而且叉能与外面的铁锌化合物层和纯锌层较好地结合在一起,在整个镀层与钢带之间起着媒介作用。镀层的附着能力与铁锌化合物层的厚度关系并不是太大,而只取决于铁铝化合物中间层。因而,铁铝化合物层的形态和厚薄成为镀层
附着力的一项指标,人们对其进行了大量的研究,甚至采取了各种手段来研究和测量此中间化合物层的厚度。
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