59. كيف يؤثر الحديد الموجود في حمام الزنك على الجلفنة بالغمس الساخن؟

يظهر الحديد (Fe)، ذو الكتلة الذرية النسبية 56، باللون الأبيض الفضي-. الحديد النقي لديه درجة انصهار 1535 درجة ونقطة غليان 3000 درجة. في الزنك المنصهر، ينشأ الحديد في المقام الأول من ثلاثة مصادر: (1) التلوث من الزنك المعاد صهره بمحتوى حديد أعلى؛ (2) الطور ζ- المتولد من التفاعلات بين الأنابيب الفولاذية، والأواني الفولاذية المجلفنة، وآلات الفولاذ مع الزنك المنصهر؛ و (3) خبث الزنك الناتج عندما تلتصق أملاح الحديد بأنابيب الصلب بعد تفاعل التخليل الحمضي مع الزنك المنصهر. وفقًا للتقارير، يمكن لجزء واحد من ملح الحديد أن يتفاعل مع-خمسة وعشرين جزءًا من الزنك.
كلما زاد محتوى الحديد في حمام الزنك، زاد إنتاج بقايا الزنك، مما يزيد من لزوجة حمام الزنك. يؤدي هذا إلى تقليل سيولة تدفق الزنك، مما يؤدي إلى طبقة أكثر سمكًا (مرحلة η- في المقام الأول)، وطلاء زنك هش يفتقر إلى المرونة، وسطح رمادي باهت، ومظهر خشن. ومن الجدير بالذكر أنه عندما يحتوي الزنك على الحديد بمستويات تصل إلى بضعة أجزاء-من الألف، فإن ذلك يزيد من صلابة طبقة الزنك ويعوق عملية إعادة التبلور. عند محتوى الحديد بنسبة 0.02%، يصبح العمر الافتراضي لطلاء الزنك أقصر بشكل ملحوظ (حيث يعمل الزنك كالأنود). ولمعالجة هذه المشكلة، يتم عادةً إضافة الألومنيوم أو السيليكون لإزالة الحديد. لذلك، تنص إجراءات الطلاء بالزنك القياسية على أن محتوى الحديد في حمام الزنك من السطح إلى عمق العمل يجب ألا يتجاوز 0.05% (أي ما يعادل Zn-4 إلى Zn-5). يحظر استخدام الزنك المعاد صهره عندما يصل محتواه من الحديد إلى 0.2٪. تظهر البيانات التجريبية أنه عند 450 درجة، يزيد وزن طلاء الزنك إلى 330 جرامًا لكل متر مربع بمحتوى حديد 0.06%، ويرتفع إلى 450 جرامًا لكل متر مربع بمحتوى حديد 0.25%. وهذا يدل على زيادة استهلاك الزنك. يؤثر الحديد الموجود في حمام الزنك فقط على مرحلة طبقة الزنك النقي وليس له تأثير كبير على تفاعل الحديد والزنك.