К основным критериям, влияющими на формирование микроструктуры поверхностного слоя после термодиффузионного цинкования, относятся следующие показатели:
- качественные характеристики состава стали,
- предварительная обработка стальной поверхности перед процессом оцинковки,
- температура технологического процесса.
Особенности влияния качественного состава стали на формирование структуры поверхностного слоя после термодиффузионного цинкования
Для нелегированных сталей, с содержанием углерода от 0,1 до 0,4 %, и низколегированных с содержанием легирующих элементов:
• никеля до 1,5%,
• хрома до 1,5%,
• меди – 0,5%,
• молибдена менее 1%,
при одинаковых параметрах режима диффузионной обработки
• микроструктура поверхностного слоя,
• толщина покрытия,
• внешний вид изделий после оцинковки
идентичны, т. е. такой состав стали не оказывает существенного влияния на микроструктуру цинкового покрытия после термодиффузионной обработки.
При увеличении содержания углерода до 0,8% (сталь эвтектоидного типа) при стандартных режимах цинкования наблюдаются процессы, связанные с
• уменьшением толщины цинкового слоя,
• изменением структурных составляющих – Г-фаза имеет плохое развитие.
Содержание углерода в сталях от 0,4% и выше приводит к уменьшению скоростного режима формирования цинкового слоя. В таких сталях после термодиффузионного цинкования в порошковых смесях характерно наличие 2-фаз:
• δ_1-фазы,
• ᵹ-фазы.
Увеличение содержания С и легирующих компонентов – изменение качественного состава обрабатываемой стали – приводит к изменению
• структуры сформированного микрослоя покрытия,
• режимов термодиффузионной обработки.
Влияние предварительной обработки стали на структуру формирования цинкового покрытия
Дополнительная, предварительная термообработка оказывает существенное влияние на формирование цинкового покрытия после диффузионного цинкования. На отожженных деталях, изготовленных из стали У 8 (содержание углерода – 0,8%), после процесса цинкования покрытие имеет равномерную, гладкую поверхность. Предварительная закалка изделий из стали У 8 приводит к формированию после оцинковки неравномерного, шероховатого слоя.
Однако при этом скорость формирования цинкового покрытия на изделии после отжига ниже, чем на деталях из низкоуглеродистой стали.
Влияние температурного режима на формирование микроструктуры после термодиффузии
Температурный режим диффузионного цинкования также оказывает влияние на структурное формирование поверхностного слоя. Так, на закаленных деталях из стали У 8 при температурных режимах до 420 градусов образуется различный по толщине цинковый слой – пятнистый, неравномерный, шероховатый. Повышение температуры цинкования закаленных деталей из стали У 8 до 540 градусов приводит к дополнительной термообработке – высокому отпуску. В результате происходит изменение микроструктуры – неустойчивый мартенсит переходит в равномерный, мелкозернистый сорбит. Сформированный при таких режимах слой равномерен по всей толщине, цвет покрытия – серый со светлым оттенком.
В целях экономии энергоресурсов иногда термодиффузионное цинкование совмещают с термической обработкой – высоким отпуском после закалки. Совмещение возможно при условии, если температурный режим обработки не превышает 550 градусов.
Термодиффузионное цинкование изделий из углеродистой стали:
• литых,
• кованных,
• катанных,
производится после предварительной поверхностной очистки.