Technisch Infoblad #12
Zuiver zink is een vrij zacht metaal. Toch is een op staal aangebrachte thermische zinklaag vrijwel altijd harder dan organische coatings (verfsystemen). Hoe komt het eigenlijk dat thermisch verzinkt staal zeer krasbestendig en stootvast is? Voor het antwoord op die vraag moeten we eerst iets uitleggen over hoe een zinklaag tot stand komt.
METALLURGISCHE HECHTING
Bij het onderdompelen in een zinkbad neemt het staaloppervlak vrij snel de temperatuur aan van het gesmolten zink (circa 450°C). Zodra de temperatuur van het staal boven circa 200°C komt, treedt er een diffusiereactie op tussen beide metalen. Daarbij ontstaan er zink-ijzer legeringslagen op het staaloppervlak. Hierdoor wordt het zink metallurgisch verankerd aan het staaloppervlak. Resultaat hiervan is de best denkbare hechting. Bij het uitnemen van het staal uit het zinkbad neemt het staal het hete, vloeibare zink mee uit het bad. Dit laagje zuiver zink stolt bovenop de zink-ijzer legeringslagen. De thermische zinklaag is aldus opgebouwd uit 3 zink-ijzerlegeringslagen en een toplaag van zuiver zink (zie afbeelding 1).
Afbeelding 1:
Een micro-opname van de kenmerkende laagopbouw van een zinklaag op een stalen voorwerp
DE HARDHEID VAN ZINK
Ondanks hun zeer hoog zinkgehalte zijn de zink-ijzer legeringslagen 3 à 5 maal harder dan de toplaag van zuiver zink. Ze zijn meestal ook meer dan 50% harder dan de stalen ondergrond (zie figuur 2). De verzinklaag is dus opgebouwd uit bijzonder harde zink-ijzer legeringslagen en een relatief veel zachtere toplaag van zuiver zink.
Het gevolg is dat de zachte, zinken toplaag de mechanische belasting door bijvoorbeeld slagen of stoten, de kracht op de legeringslagen dempt. Hierdoor is de kans op schade betrekkelijk klein. Alleen bij grote, zeer plaatselijke puntbelasting, waarbij de stalen en dus zachtere ondergrond vervormt, kunnen de harde legeringslagen scheuren en loskomen.
De grote hardheid van de legeringslagen zorgt ook voor een uitstekende krasvastheid. Het is niet voor niets dat bijvoorbeeld trappen, kruiwagens, laadbakken, kiepwagens en stallen thermisch verzinkt worden. Ook is het zo dat de thermische behandeling (onderdompeling in zink van 450°C) de mechanische eigenschappen van het staal niet aantast.
Afbeelding 2:
In deze afbeelding worden de hardheid van het staal, de zinkijzerlegeringslagen
en de zuivere zinklaag (ook wel stollingslaag genoemd) getoond
EN ISO 1461
Door thermisch verzinken aangebrachte deklagen op ijzeren en stalen voorwerpen - Specificaties en beproevingsmethoden.
