1. Koji je temeljni fizički mehanizam odvajanja cinkovog sloja?
Sloj cinka i čelična podloga nisu samo fizički zalijepljeni, već se postiže jaka metalurška veza stvaranjem sloja željeza-cinkove legure. Tijekom normalnog vrućeg{2}}cinčavanja, kada se čisti čelični lim uroni u rastaljeni cink, atomi željeza reagiraju s atomima cinka, uzastopno tvoreći gusti sloj legure δ i ζ faza, pri čemu sloj cinka prekriva krajnji vanjski sloj.
Temeljni mehanizam odvajanja je prekid ove metalurške veze. Do ovog kvara može doći unutar sloja legure (npr. ako je sloj legure predebeo i krt), na granici između sloja legure i podloge (npr. zbog nečistoća) ili između sloja legure i sloja čistog cinka. Jednom kada međupovršinska sila vezivanja ne može izdržati naprezanja savijanja, udara ili korozije tijekom naknadne obrade ili upotrebe, sloj cinka će se oljuštiti u obliku ljuskica ili praha.
2. Kako ostaci na površini podloge uzrokuju ljuštenje sloja cinka?
Ovo je najčešći uzrok ljuštenja na proizvodnoj liniji. Ako ostaci emulzije, ulja za valjanje, željeznog praha ili prašine ostanu na površini hladno{1}}valjane trake i nisu temeljito uklonjeni prije ulaska u cinkovu kupku, ta onečišćenja djeluju poput "zaštitnog mraza", sprječavajući izravan kontakt između rastaljenog cinka i željezne podloge. To rezultira područjima gdje se sloj legure ne može formirati ili gdje je formirani sloj legure izuzetno tanak i diskontinuiran.
U takvim područjima čini se da je sloj cinka presvučen, ali je zapravo samo mehanički omotan oko onečišćenja, s izuzetno slabim prianjanjem. Tijekom naknadnih ravnanja, utiskivanja ili čak jednostavnih testova savijanja, sloj cinka će se ljuštiti u mrljama, otkrivajući sivu površinu podloge, poznatu kao "izloženo željezo". Stoga je potpuni postupak čišćenja pred-platiranja (alkalno pranje, elektrolitičko čišćenje, četkanje) prva linija obrane protiv ljuštenja.
3. Koji problemi nastaju kada je površina supstrata previše reaktivna ili ima abnormalan sadržaj silicija?
Ako je površina podloge pretjerano reaktivna ili kemijski sastav samog čelika prelazi normalni raspon, to može dovesti do još jednog ekstremnog-pretjeranog i neurednog rasta sloja legure, formirajući tako-"Sandelyn efekt" ili ultra-debeli sloj legure.
Točnije, kada je sadržaj silicija u čeliku između 0,05% i 0,15%, ili kada sadržaj silicija + fosfora dosegne određeni raspon, reakcija željeza-cinka postaje neuobičajeno snažna, stvarajući mahnito rastući i rastresiti sloj legure δ-faze. Ovaj sloj legure je izuzetno krt, ima mnogo unutarnjih šupljina, veliko rastezanje volumena i vrlo nisku čvrstoću. Kada se pocinčana zavojnica podvrgne savijanju ili udaru, pukotine se lako započinju i šire u ovom krhkom sloju legure, uzrokujući na kraju da se cijeli sloj cinka, zajedno s dijelom sloja legure, krhko odvoji. Ovo odvajanje često je karakterizirano slojem ostataka sive legure koji još uvijek prekriva površinu podloge nakon što se sloj cinka oljušti.
4. Kako stres tijekom strojne obrade uzrokuje odvajanje cinkovog sloja?
Čak i uz savršeno metalurško spajanje, doći će do odvajanja ako naknadna mehanička deformacija prijeđe granicu duktilnosti samog sloja cinka. Pocinčani sloj je u biti metalni premaz s određenom duktilnošću, ali daleko manjom od čelične podloge.
Kada se pocinčani koluti podvrgnu savijanju malog-radijusa, dubokom izvlačenju ili oštrom ravnanju, vanjska površina čeličnog lima rastegnuta je, dok je unutarnja površina komprimirana. Sloj čistog cinka može se deformirati do određene mjere, ali krti sloj legure željeza-cinka (osobito δ faza u blizini podloge) nema gotovo nikakvu duktilnost. Nakon što vlačna ili tlačna deformacija prijeđe kritičnu vrijednost sloja legure (obično manje od 1%), mikropukotine će se prvo pojaviti u sloju legure. Kako se deformacija pojačava, pukotine će se širiti duž sučelja i na kraju uzrokovati ljuštenje cijelog sloja cinka s rubova pukotine. Ozbiljnost odvajanja je u pozitivnoj korelaciji s debljinom premaza: što je sloj cinka deblji, to je sloj legure deblji i lakše se odvaja tijekom obrade.
5. Kako korozivni čimbenici u okruženju uporabe dovode do kasne-faze odvajanja cinkove prevlake?
Čak i ako je prianjanje u tvornici zadovoljavajuće, nepovoljna korozivna okruženja tijekom dugo-trajnog skladištenja, transporta ili upotrebe mogu "otkinuti" cinčanu prevlaku s rubova ili lokaliziranih nedostataka.
To je uglavnom zbog dvaju mehanizama: vodikom-induciranog kvara i katodnog odvajanja. Na primjer, u vlažnoj industrijskoj ili morskoj atmosferi koja sadrži sulfide, korozivni mediji mogu prodrijeti do sučelja između cinčane prevlake i čelične podloge, stvarajući korozijske mikro-ćelije. Čelična podloga, koja djeluje kao anoda, polako korodira, a rezultirajući tlak vodika nakuplja se na sučelju, uzrokujući "ispupčenje" cinčane prevlake od podloge, što na kraju dovodi do odvajanja-velike površine. Drugi scenarij je da prvo korodira cinčana prevlaka na reznom rubu pocinčane zavojnice, a ekspandirani produkti korozije ljušte susjedne netaknute cinkove prevlake, stvarajući fenomen "ljuštenja". Stoga su zaštita od vlage tijekom skladištenja i transporta, te izbjegavanje dugotrajne visoke vlažnosti i visokog zagađenja u okruženju korištenja ključni za održavanje dugo-prianjanja cinčanog premaza.