مشخصات شیمیایی مذاب روی

ترکیب شیمیایی روی مورد استفاده در فرایند گالوانیزه گرم باید با مقادیر تعریف شده استاندارد مطابقت داشته باشد. میزان عناصر ناخالصی و ترکیب شیمیایی شمش روی طبق استاندارد ASTM B6 در جدول زیر آمده است.

ترکیب شیمیایی، %
گرید شمش	رنگ	سرب	آهن	کادمیم	آلومینیم	مس	قلع	مجموع عناصر غیر روی	حداقل روی کسر شده
گرید بالا ویژه (Z13001)	زرد	0/003≥	0/003≥	0/003≥	0/002≥	0/002≥	0/001≥	0/010≥	99/990
گرید بالا (Z15001)	سبز	0/03≥	0/02≥	0/02≥	0/01≥	…	…	0/10≥	99/90
پرایم وسترن (Z19001)	سیاه	0/5-1/4	0/05≥	0/20≥	0/01≥	0/20≥	…	2/0≥	98/0

حضور هر یک از عناصر آلیاژی در مذاب روی بر شرایط فرایند گالوانیزه گرم مؤثر است. وجود این عناصر به میزان مناسب سبب بهبود کیفیت پوشش گالوانیزه می شود، در حالیکه درصدبیش از حد این عناصر، تأثیر مخربی بر کیفیت پوشش و فرایند گالوانیزه گرم دارد.

1- آهن (Fe)

عنصر آهن با ورود و غوطه وری قطعات فولادی و چدنی در مذاب روی به داخل آن وارد می شود. واکنش میان روی و آهن در فرایند گالوانیزه گرم یک فرایند متالورژیکی طبیعی است. اما ورود مقادیر اضافی عنصر آهن سبب تشکیل سرباره در مذاب شده که در وان ته نشین می شود. این سرباره ته نشین شده به شکل توده ای کلوخه ای و متخلخل وحاوی 60-20 درصد عنصر روی است. بازیابی عنصر روی از سرباره گالوانیزه به منظور افزایش بازدهی فرایند ضروری است.

2- کادمیم (Cd)

حضور حدود 0/1 درصد عنصر کادمیوم در شمش روی، اجتناب ناپذیر است. عنصر کادمیم سبب کاهش اکسیداسیون روی مذاب می شود. همچنین این عنصر موجب چسبیدن ذرات آهن به یکدیگر و ممانعت از شناور شدن سرباره نیز می شود.

3- سرب (Pb)

عنصر سرب با کاهش کشش سطحی مذاب روی، ریزش روی اضافی از قطعات گالوانیزه شده در حین خروج از وان مذاب را تسهیل می کند. روی اضافی، در صورت عدم ریزش مناسب، پس از انجماد به شکل قطرات اشک در انتهای قطعات دیده می شود. از طرف دیگر، حضور درصد بیش از حد سرب در مذاب سبب کاهش چسبندگی میان لایه های بین فلزی روی- آهن و لایه روی خاص می گردد.

4- مس (Cu)

با توجه به دیاگرام روی- مس، انحلال پذیری عنصر مس در دمای 450^oC دو درصد است. افزایش بیش از حد مس در مذاب روی سبب تردی پوشش گالوانیزه می شود. وجود ذرات قرمز تیره بر روی سطح مذاب روی، نمایانگر درصد بالای عنصر مس است.

5- منیزیم (Mg)

بطور معمول وجود عنصر منیزیم سبب افزایش مقاومت به خوردگی پوشش گالوانیزه می شود. اما مقادیر زیاد این عنصر میزان تولید خاک روی را افزایش می دهد.

6- قلع (Sn)

عنصر قلع در مذاب روی در تا حدود 0/001 درصد وجود دارد. این عنصر سبب افزایش سیالیت مذاب روی، افزایش سرعت انجماد روی و ممانعت از پولکی شدن پوشش می شود، در حالیکه مقادیر بیش از حد عنصر قلع منجر به کاهش انعطاف پذیری پوشش روی می گردد.

7- آنتیموان (Sb)

وجود عنصر آنتیموان در مذاب روی سبب درخشندگی پوشش گالوانیزه می شود. اما چنانچه درصد این عنصر به بالاتر از 0/1 درصد برسد، اکسید آنتیموان در پوشش تشکیل شده و سبب تردی آن می شود.

8- آلومینیم (Al)

عنصر آلومینیم سبب افزایش انعطاف پذیری پوشش گالوانیزه، افزایش سیالیت مذاب روی، و جدایش سریعتر روی اضافی در حین خروج قطعه از مذاب روی می شود.  بعلاوه، تشکیلیک لایه اکسید آلومینیم در پوشش که تشکیل لایه های بین فلزی روی- آهن، را به تأخیر می اندازد و ضخامت نهایی پوشش را کاهش می دهد. حضور آلومینیم در مذاب روی، باعث شفافیت مشهود مذاب می شود. در فرایند گالوانیزه گرم، حداکثر مقدار مجاز آلومینیم در مذاب روی، 0/005 درصد است. در صورت وجود مقادیر بالاتر آلومینیم، پوشش گالوانیزه پولکی شکل خواهد شد. درصد مجاز آلومینیم در انواع دیگر فرایندهای گالوانیزه، مانند گالوانیزه پیوسته ورق و گالوانیل، بیشتر است.