螺丝防蚀处理
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螺絲防蝕處理作者=廖光磊/工研院量測中心CNLA秘書處工程師摘要:對金屬表面防蝕的方法進行討論及分析,並結合螺絲生產實務,提出螺絲之防蝕對策,具有參考及運用價值。
一、前言金屬受到環境的影響,藉著化學或電化學反應所造成之破壞性侵害,稱為腐蝕,幾乎所有的金屬製品,在一定的環境中,都會有若干型態之腐蝕現象,而螺絲是金屬製品,自然無法避免金屬腐蝕的問題,其使用的環境及時間不同時,腐蝕的現象亦有明顯的差異。
以台灣來說,台灣地形狹小,四面環海,為海島型氣候,大氣中之鹽份及濕度極高,又有許多污染性工業,如鋼鐵、石化、火力發電等,加上近年來汽、機車大幅成長,大量排放的廢氣,使空氣中充滿腐蝕性之硫化物與氮化物氣體及微粒,這些都是造成金屬腐蝕的主要原因。
例如位於雲林海邊之台塑六輕麥寮廠,目前所發現之螺絲、螺栓、結構鋼及管線等金屬腐蝕情形,其嚴重性可能已超過原先建廠前之預估,形成工程人員必須重視及優先解決的問題。
金屬腐蝕會造成巨額之設備維護成本及嚴重之經濟損失,如因腐蝕而增加設計、製造、保養及維修費用,或甚至發生危害及災難。
螺絲的使用範圍最廣泛,數量需求亦最大,其抗蝕能力之優劣決定其使用之耐久性,對設備之安全及可靠性有重大影響,因此研究防蝕方法,開發及應用現代防蝕技術,是當前重要課題。
二、防蝕的方法金屬防蝕的方法主要有四方面,即控制材料本身、使用環境、材料與環境之界面及改良金屬結構之設計,若採用完全抗腐蝕的合金來製造螺絲,除非有特別需要,否則在經濟的觀點而言是不切實際,或將螺絲的表面與會產生腐蝕的環境因素完全隔離,在實務上也不見得行得通,可能非常困難。
改良金屬結構設計可在某種情況下來改善特殊境況之影響,但多數螺絲之設計無法充份修改,且其保護作用亦非永久性者,因此此法不能根本解決問題,只有在界面上之防蝕,亦即表面防蝕處理是目前應用最廣泛的方法。
表面防蝕處理是指運用各種方法在金屬表面施加保護層,其作用是將金屬與腐蝕性的環境隔離,以抑制腐蝕過程的產生,或減少腐蝕性介質與金屬表面接觸,而達到防止或減輕腐蝕的目的。
工程螺栓防锈措施方案一、材料选择在选用工程螺栓的材料时,应该选择耐蚀性好的材料,包括不锈钢、镀锌钢、镀铝钢等,这些材料在潮湿的环境下也不容易发生锈蚀,能够提高螺栓的使用寿命。
二、表面处理1、除锈处理在制造工程螺栓的过程中,需要对原材料进行除锈处理,保持材料表面的洁净。
可以采用化学除锈、机械除锈等方法,确保材料表面不带有锈迹。
2、抛丸处理对螺栓材料表面进行抛丸处理,通过高速喷射铸钢丸等坚硬磨料,将螺栓表面的锈层、氧化膜等杂质清除,增加表面粗糙度,有利于后续的镀层涂装或涂层附着力。
3、酸洗处理经过抛丸处理后的螺栓表面可进行酸洗处理,通过酸洗除去表面的氧化皮和锈层,增加金属表面的活性,有利于后续的涂层附着。
三、涂层保护1、防锈油涂刷在制造工程螺栓时,可以在表面涂刷一层防锈油,起到一定的防锈效果。
但是这种方法的防锈效果有限,适用于一些临时性的保护。
2、热镀锌热镀锌是将螺栓浸入高温的镀锌槽中,使得螺栓表面覆盖一层锌层,以达到耐腐蚀和防锈的效果。
热镀锌的耐腐蚀性高,适用于室内外不同环境下的使用。
3、电镀处理通过电镀将螺栓表面覆盖一层金属镀层,起到防锈效果。
电镀层的厚度和质量要求较高,可以选择镀铬、镀锌等不同的材料进行处理。
4、喷涂涂层喷涂涂层是将特定的防锈涂料喷涂在螺栓表面,形成一层阻隔层,阻止空气和水分的侵蚀。
喷涂涂层可以根据不同环境和要求选择不同类型的涂料,如环氧树脂、聚氨酯漆等。
4、氧化处理适用于铝合金螺栓,可以进行阳极氧化处理,在螺栓表面形成一层氧化膜,增加螺栓表面的硬度和耐蚀性。
综合以上措施,可以采取多种防锈措施相结合的方法,如在螺栓材料选择上选择不易生锈的材料,结合抛丸处理、酸洗处理等表面处理手段,再选用热镀锌、电镀处理、喷涂涂层等多种涂层保护方式,来加强工程螺栓的防锈效果。
在实际工程中,根据具体的使用环境和要求选择合适的防锈措施,使得工程螺栓能够更好地抵御腐蚀和锈蚀,延长使用寿命,确保工程的安全和稳定。
螺栓表面氧化处理标准规范螺栓的表面处理按方法分会有1,氧化发黑。
也有发蓝黑的,一般氧化后涂防锈油使用。
2,磷化。
一般磷化后要涂油。
3,电镀。
主要是电镀锌,还有镀铬,镀镍,镀银等等4,热浸锌。
5,渗锌。
6,非电镀锌片涂层。
广义上的达克罗,又分锌铬涂层,锌铝铬涂层按颜色分,蓝色,银白色,银灰色,铜黄色,黑色,绿色等目前常见的螺栓有银白色,银灰色,黄色,黑色。
这种颜色大多数是为了考虑外观或环保而来,对于是否能提高防腐性,机械财经持保留态度。
机械财经认为提高螺栓防腐性,要通过使用更高级的表面处理方法,如从电镀更改到热浸锌或达克罗。
单纯的更改颜色虽会略微改变防腐效果,但防腐效果仍处于同一数量级之内。
如电镀锌,可以镀黄锌,彩锌,银白锌,但是防腐数量级上还是一样的,市场上的通用电镀锌工艺盐雾试验仍在70小时左右。
再如采用非电解锌片处理方法,可以是银灰色,或特殊处理为黑色,如果涂层厚度一样,其防腐数量级也没有什么特殊的,盐雾试验在900小时200小时的样子。
那么我们再详细聊聊镀锌工艺中各种颜色的些许差别。
一般来讲常见的是银白锌,蓝锌,黄锌,黑锌,如果非要比较出一个耐蚀能力,那么参考镀锌标准,镀白锌c1B、镀彩锌c1C、镀深色铬酸盐(分黑锌c1D(H)和军绿色c1D(J)),其防腐蚀性按上述顺序递增,也就是说白<彩锌(黄或蓝)<黑锌<军绿。
还有可以通过颜色大致区分有害物质Cr6+的存在,一般,彩色是肯定含有Cr6+的,银白色一般是Cr3+,镀黑色的一般都是要求ZnNi合金。
这里的黑色与黑锌以及达克罗黑完全不是一回事,发黑可能是表面处理最简单或者最便宜的方法,大多数是加热氧化发黑,所以也叫煮黑。
发黑就是将螺栓放入溶液槽,溶液槽主要是含有氧化剂的化学溶液,经过加热在螺栓表面形成四氧化三铁(Fe3O4)薄膜,厚度一般为0.6-0.8μm呈黑色或蓝黑色。
不知道大家的家里有没有一些锤头之类的工具,如果是黑色那么基本就是做过氧化发黑处理的。
螺丝埋地防腐方法
一、螺丝埋地防腐方法
1. 涂层保护
油漆涂层:可以给螺丝涂上防锈油漆。
那种专门用于金属防锈的油漆就很不错呢。
油漆就像给螺丝穿上了一件防护衣,把空气和水分都隔开啦。
不过要注意哦,在涂油漆之前,得把螺丝表面清理干净,不能有油污或者锈迹残留,不然油漆涂上去也不牢固。
镀锌涂层:这也是一种很常见的方法。
通过镀锌处理,锌层可以在螺丝表面形成一层保护膜。
即使螺丝表面有一点点小破损,锌层还能起到牺牲阳极的作用,继续保护螺丝不被腐蚀。
2. 包裹防护
塑料包裹:找那种质量好一点的塑料薄膜或者塑料套管,把螺丝紧紧地包裹起来。
塑料能很好地阻挡外界的水分和腐蚀性物质。
就像给螺丝包了个小襁褓一样,嘿嘿。
不过要包得严实一点,不能有缝隙哦,不然腐蚀性的东西还是会钻进去。
胶带缠绕:用那种防水、耐腐蚀的胶带,一圈一圈地缠绕在螺丝上。
胶带的好处是很方便操作,而且能根据螺丝的大小和形状来缠绕。
但是胶带可能时间久了会老化,所以要定期检查一下,如果发现胶带破了或者粘不住了,就得重新缠。
3. 采用耐腐蚀材料
不锈钢螺丝:如果条件允许的话,直接使用不锈钢材质的螺丝是个很好的选择。
不锈钢本身就具有很好的耐腐蚀性能,埋在地里也不容易生锈。
不过不锈钢螺丝可能会比普通螺丝贵一些,但是从长远来看,能省去很多防腐的麻烦呢。
青铜螺丝:青铜这种材料也比较耐腐蚀。
对于一些特殊的埋地环境,青铜螺丝可能是个不错的替代品。
而且青铜螺丝看起来还很有质感,哈哈。
螺杆防锈防蚀处理方案
螺杆是常用的连接元件,在使用过程中容易受到氧化、锈蚀等问题的影响,从而影响其使用寿命和性能。
为了解决这一问题,可以采取以下螺杆防锈防蚀处理方案。
首先,选择合适的材料。
在设计和选材阶段,应优先选择耐蚀性能好的材料,如不锈钢、镀锌材料等。
这些材料具有较好的抗氧化、防锈蚀性能,能够有效延长螺杆的使用寿命。
其次,进行表面处理。
螺杆的表面处理是防锈防蚀的重要环节。
可以采用镀锌、镀铬、电镀等方法对螺杆进行表面处理。
镀锌是通过将锌涂覆在螺杆表面,形成一层保护膜,起到防止氧化、防锈蚀的作用。
镀铬和电镀也可以在螺杆表面形成一层保护膜,提供抗氧化、防锈蚀的性能。
此外,进行涂层处理。
涂层处理可以通过覆盖一层防蚀涂料来达到防锈防蚀的效果。
可以选择合适的涂层材料,如防蚀涂料、防腐漆等。
这些涂层能够在螺杆表面形成一层抗氧化、防锈蚀的屏障,有效延长螺杆的使用寿命。
最后,加强日常维护。
螺杆在使用过程中,需要定期进行检查和维护。
应注意清洁螺杆表面的污物和杂质,避免积聚导致腐蚀。
定期进行涂层的维修和刷新,以保持其防锈防蚀的效果。
综上所述,螺杆的防锈防蚀处理方案主要包括选择合适的材料、进行表面处理、涂层处理和加强日常维护。
通过采取这些措施,
可以有效延长螺杆的使用寿命,保证其正常运行和连接的可靠性。
螺丝防锈处理方法螺丝是机械制造中不可或缺的零件,它们被广泛应用于各种机械设备和工业生产中。
然而,由于螺丝长期暴露在恶劣的环境中,例如水、氧气和高温等,它们很容易生锈和腐蚀,从而导致机械设备的故障和损坏。
因此,防锈处理是非常重要的,可以延长螺丝的使用寿命并提高设备的可靠性。
1. 螺丝材料的选择首先,选择适合环境的螺丝材料是防锈的关键。
不同的材料具有不同的抗锈性能。
例如,不锈钢螺丝是最常见的抗锈蚀材料之一,因为它们具有高强度、高耐蚀性和高温度稳定性。
不锈钢螺丝可以在潮湿、酸性、碱性和高温等恶劣环境下使用,并且不会生锈和腐蚀。
2. 表面处理其次,表面处理是另一个重要的防锈措施。
表面处理可以在螺丝表面形成一层保护膜,防止水、氧气和其他腐蚀性物质的侵蚀。
常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、热浸镀和化学镀等。
其中,电镀是最常见的表面处理方法之一。
它可以在螺丝表面形成一层金属保护层,例如锌、铬和镍等。
这些金属保护层可以防止腐蚀和生锈,并且可以增加螺丝的硬度和强度。
3. 涂层材料的选择涂层是另一个重要的防锈措施。
涂层可以在螺丝表面形成一层保护膜,防止水、氧气和其他腐蚀性物质的侵蚀。
常见的涂层材料包括聚氨酯、环氧树脂和聚酯等。
这些涂层可以在螺丝表面形成一层保护膜,防止腐蚀和生锈,并且可以增加螺丝的硬度和强度。
4. 储存和使用最后,储存和使用也是防锈的重要因素。
在储存和使用螺丝时,应注意以下几点:(1)储存螺丝时应放置在干燥、清洁和通风的地方。
(2)在使用螺丝之前,应先清洁和涂上适当的润滑剂。
(3)在拧紧螺丝时,应使用正确的扭矩和工具,以避免过度拧紧和损坏螺纹。
(4)在使用螺丝时,应避免暴露在潮湿、腐蚀和高温的环境中。
总之,螺丝防锈处理方法有很多,包括材料选择、表面处理、涂层材料选择和储存和使用等。
在实际应用中,应根据具体的应用环境和要求选择合适的防锈方法,以延长螺丝的使用寿命并提高设备的可靠性。
螺钉防锈处理螺钉, 防锈镀铬螺钉:镀铬(确切讲,应该是称防护——装饰性镀铬),外表光亮、耐磨擦性能较好,防锈能力不如镀锌,优于氧化。
主要用于有较高装饰要求的场合使用。
镀锌螺钉:镀锌是钢铁零件的主要防锈镀层。
为了提高镀锌后的防护性能,镀锌后都要经过钝化处理。
钝化主要又分白色钝化和彩色钝化,白色钝化后外观呈银白色 (俗称白钝)或略带淡兰色(俗称兰钝),光亮,具有较好的装饰外观,但不能持久保持。
白色钝化和淡兰色钝化主要用于,日用五金、建筑五金、民用紧固件等低值产品的防护装饰。
彩色钝化外观呈彩虹色,其防护能力比白色钝化和淡兰色钝化高得多,主要用于无特殊装饰要求,但防锈要求较高的场合使用,军品螺钉都采用镀锌彩色钝化而不用镀锌白色或淡兰色钝化。
氧化螺钉:氧化是在钢铁螺钉表面行成一薄层氧化膜,外观呈黑色,故称发黑,较早称发兰。
螺钉氧化后尺寸可基本不变,且不会出现氢脆,加工成本也较低。
但防锈能力较差,为提高其防锈能力,氧化后都要经过浸油处理。
氧化螺钉主要用于使用环境较好或要求黑色装饰的场合,如光学仪器、枪械上的螺钉大都采用氧化处理。
达克罗是DACROMET译音和缩写,简称达克罗、达克锈、迪克龙。
国内命名为锌铬涂层,是一种新型的耐腐涂层,与传统的电镀锌相比:锌铬涂层耐腐蚀性能极强,是镀锌的7—10倍,无氢脆性,特别适用于高强度受力件,高耐热性、耐热温度300℃,尤其适用于汽车、摩托车发动机部件的高强度构件,高渗透性、高附着性、高减磨性、高耐气候性、高耐化学品稳定性、无污染性。
达克罗技术的基体材料范围:钢铁制品及有色金属如铝、镁及其合金,铜、镍、锌等及其合金。
而且涂覆全过程中无污染,在金属表面处理历史上是一场革命,是当今世界上金属表面处理富有代表性的高新技术。
达克罗最早诞生于二十世纪五十年代末,在北美、北欧寒冷的冬天,道路上厚实的冰层严重阻碍机动车的行驶,人们用盐撒在地上的方法来降低凝固点的温度,这样缓解道路畅通问题,但是紧接而来的氯化钾中的氯离子侵蚀了钢铁基体,交通工具严重受损、严峻的课题出现了。
螺栓防腐处理方法
1.预防锈:将螺栓表面清洁干净,用有机溶剂清洗,以去除油脂和尘垢;建议采用特殊清洗剂,可快速去除油脂等污物,并不会对螺栓表面产生腐蚀作用;
2.防锈处理:在清洗完螺栓之后,安装好后,应将螺栓的表面涂抹抗腐蚀的涂料,如聚氯乙烯等涂料,可有效阻止水分以及化学介质的侵蚀;
3.除湿:当长期暴露在潮湿环境中,可采用吸湿膜将螺栓护套,当湿气过量时,可使用手持吸湿机对螺栓表面清除湿气;
4.抗紫外线:螺栓表面涂覆抗紫外线漆,可有效阻止紫外线对螺栓表面的侵蚀和褪色;
5.封闭处理:对不需频繁移动的螺栓,可采用封闭处理,即螺栓的螺纹可涂覆密封胶以封闭,封闭处理可以有效阻止潮湿环境空气中的氧气和水分侵蚀螺纹;
6.改善处理环境:改善螺栓的存放环境,控制水温,以减少湿气和尘垢,可以有效延长螺栓的使用寿命;
7.定期检查:定期检查螺栓表面是否有腐蚀痕迹,一旦发现锈蚀问题及时处理,延长螺栓的使用寿命。
谁都不愿意看到安装在器件上的螺丝锈迹斑斑,那样既会影响外观,更有可能会危及财产和安全。
因此对于螺丝的防腐蚀至关重要了。
一般的对于金属物品防腐蚀的方法有四种:1,金属的使用环境;2,金属材料本身材质与环境的界面;3,控制金属材料本身;4,改良金属本身结构设计。
螺丝的材质一般都是金属的,那用以上四种方法来看看对于螺丝的防腐蚀吧。
按照上面说的办法,我们将螺丝或者说安装在元器件上的螺丝隔离与任何会使合金腐蚀的环境,这在实际生活中有可能实现得了,但是可能非常困难。
那采用能够完全抗腐蚀的合金材料一劳永逸的方法呢?我只能说如果没有特别的需求,至少在经济上就不切实际。
有些时候也能够通过改良金属结构设计实现改善特殊情况的影响,但是这毕竟是少部分,大部分螺丝的设计并不能充分修改,而且设计的保护作用也不是永久性的,因此这个方法也不能彻底解决问题。
那么只剩一种方法了,金属材料与环境的界面了。
这种表面防腐蚀处理的方法是目前最为广泛的了。
那到底什么是表面防腐蚀处理呢,或者说如何做才能放腐蚀呢?表面防腐蚀处理就是运用各种方法应用在金属螺丝表面,使之形成保护层将金属和腐蚀性的环境隔离,以减慢腐蚀过程或者说减少腐蚀性物质与金属螺丝表面接触,使之达到防止或者减轻腐蚀的目的。
当然了,也不是什么物品都能用来形成保护层的。
保护层的选择最好能符合四个要求:1,保护层结构紧密完整而且孔隙要小;2,保护层材料耐蚀耐磨硬度高;3,保护层要均匀分布在金属螺丝上并且也要有一定厚度;4,保护层要能够与金属螺丝结合牢固,并且粘结力好。
保护层分类:一,金属涂层(一般是用耐腐蚀较强的合金或者金属在易腐蚀的金属表层形成保护层)。
常见的加工涂层的方式有电镀法、熔融金属浸度法(也就是热浸镀)以及化学表层处理。
二,非金属涂层(指的是在金属设备或零件表面用有机高分子材料(如漆)或者无机材料(如陶瓷)形成保护层)这样的保护层能够完全隔绝易腐蚀环境,防止金属螺丝与腐蚀物质接触而造成腐蚀。
螺丝防蚀处理作者=廖光磊/工研院量测中心CNLA秘书处工程师摘要:对金属表面防蚀的方法进行讨论及分析,并结合螺丝生产实务,提出螺丝之防蚀对策,具有参考及运用价值。
一、前言金属受到环境的影响,借着化学或电化学反应所造成之破坏性侵害,称为腐蚀,几乎所有的金属制品,在一定的环境中,都会有若干型态之腐蚀现象,而螺丝是金属制品,自然无法避免金属腐蚀的问题,其使用的环境及时间不同时,腐蚀的现象亦有明显的差异。
以台湾来说,台湾地形狭小,四面环海,为海岛型气候,大气中之盐份及湿度极高,又有许多污染性工业,如钢铁、石化、火力发电等,加上近年来汽、机车大幅成长,大量排放的废气,使空气中充满腐蚀性之硫化物与氮化物气体及微粒,这些都是造成金属腐蚀的主要原因。
例如位于云林海边之台塑六轻麦寮厂,目前所发现之螺丝、螺栓、结构钢及管线等金属腐蚀情形,其严重性可能已超过原先建厂前之预估,形成工程人员必须重视及优先解决的问题。
金属腐蚀会造成巨额之设备维护成本及严重之经济损失,如因腐蚀而增加设计、制造、保养及维修费用,或甚至发生危害及灾难。
螺丝的使用范围最广泛,数量需求亦最大,其抗蚀能力之优劣决定其使用之耐久性,对设备之安全及可靠性有重大影响,因此研究防蚀方法,开发及应用现代防蚀技术,是当前重要课题。
二、防蚀的方法金属防蚀的方法主要有四方面,即控制材料本身、使用环境、材料与环境之界面及改良金属结构之设计,若采用完全抗腐蚀的合金来制造螺丝,除非有特别需要,否则在经济的观点而言是不切实际,或将螺丝的表面与会产生腐蚀的环境因素完全隔离,在实务上也不见得行得通,可能非常困难。
改良金属结构设计可在某种情况下来改善特殊境况之影响,但多数螺丝之设计无法充份修改,且其保护作用亦非永久性者,因此此法不能根本解决问题,只有在界面上之防蚀,亦即表面防蚀处理是目前应用最广泛的方法。
表面防蚀处理是指运用各种方法在金属表面施加保护层,其作用是将金属与腐蚀性的环境隔离,以抑制腐蚀过程的产生,或减少腐蚀性介质与金属表面接触,而达到防止或减轻腐蚀的目的。
保护层应能符合下述要求:1.耐蚀、耐磨、高硬度,2.结构紧密、完整、孔隙小,3.与基体金属结合牢固、粘结力好,4.均匀分布且有一定厚度。
保护层通常分为金属涂层和非金属涂层两类,金属涂层是指用耐蚀性较强的金属或合金在容易腐蚀的金属表面形成保护层,这种涂层又叫镀层。
产生金属镀层的方法和种类相当多,其中最常见的是电镀法,其次是熔融金属浸镀法(热浸镀)及化学表面处理。
非金属涂层是指用有机高分子材料如油漆,及无机材料如陶瓷,在金属设备或零件表面上形成保护层,该保护层能将基体金属与环境介质完全隔离,防止基体金属因接触腐蚀介质而造成腐蚀。
三、电镀电镀是指在含有欲镀金属离子的溶液中,以被镀之材料或物品为阴极,通过电解作用,即可在基体表面上获得镀层。
在电解过程中,电极和电解液间之界面上发生化学反应,阳极释放电子发生氧化反应,阴极吸收电子发生还原反应。
电镀可为材料或物品覆盖一层较均匀及具有良好结合力的镀层,以改变其表面特性及外观,达到材料保护或装饰的目的。
电镀时须用直流电 (低电压、大电流),并能耐蚀性镀层常用锌、镉、铜、镍等金属或锌镍、镍锡、镍铜、铜锌等合金,依据镀层与基体金属形成电偶时的电极电位不同,可分阳极性镀层与阴极性镀层两种。
在腐蚀介质中阳极性镀层的电位比基体金属更负,例如钢上镀锌或镉,当镀层有破损时,镀层将作为阳极溶解,对于钢材具有电化保护作用,即「牺牲性」保获作用,镀层越厚,保护作用越大。
阴极性镀层的电位比基体金属更正,例如钢上镀铝、铜、镍,当镀层有破损时,镀层会加速基体金属暴露部份之腐蚀,仅在完全不透过性时能有保护作用,所以镀层应注意其紧密性及无破损,而保护能力决定其孔隙率,孔隙率低,保护作用大,其防蚀效果是利用镀层隔离外在环境,使腐蚀介质无法渗透至基体金属。
四、热浸镀热浸镀是把被镀件浸入熔融的金属液中,使其表面形成镀层的方法。
热浸镀层金属的熔点要比基体金属低得多,例如锌、铝、铅及其合金。
用热浸法可得相当厚之镀层,通常较厚于相似之电镀者,且热浸镀者很少具疏孔,热浸式镀层一般较相同之电镀镀层,具有较佳之耐蚀性。
在相同之腐蚀环境中,热浸式镀层的使用寿命较长,且有较强的结合力。
但是这种方法控制镀层的厚度比较困难,通常镀层厚度50g/m2 以上者以热浸镀法较容易获得,而50g/m2 以下之镀层厚度以电镀法就可经济的获得。
成功之热浸镀法,必须将底层金属与镀层金属互相结合成合金,至少到某种程度,由热浸镀法获得之镀层,不只是由所用成份之被覆层,在结晶组织上,热浸式镀层至少具有两层,一为内层式合金扩散层,一为外层式镀层,外层基本上与所施成份未用作镀层时有相同性质,内层扩散层常很硬脆,经弯曲后可能脱皮或裂开,故处理件不能过份变形,处理件所能忍受之变形程序,决定其采用之金属、镀层及其它因素,因此产品常于变形加工后再行热浸镀。
五、螺丝镀锌因锌与其它电镀用金属相比,价格最廉,且锌之耐蚀性在多数情况下远优于钢铁,镀锌层能保护在不连续部分、小孔、破裂及切边处露出之钢铁。
所以一般的螺丝或易遭受大气腐蚀作用的螺丝大都镀锌,但螺丝不像板或棒那样形状无变化或表面平滑,因此镀锌层的厚度在各部位难得均匀,常成头部最厚,螺纹山前端其次,螺纹谷最薄。
为了配合螺丝之大量生产,降低成本及提高产量,通常采用电镀法成桶镀锌的方式,此法是从桶架的电极使电流通入桶内的导线,而导线与螺丝接触而导电,同时桶转动而搅拌螺丝,使螺丝与电极均匀接触。
然而此时电流断断续续,很难形成均匀之电流密度,故镀锌厚度也易不同。
电镀镀锌可采用酸性电镀液及碱性电镀液两种,酸性电镀液以硫酸锌为主要成份,价廉且效率大,电镀速度快,易于管理,也比碱性电镀液不易起氢脆性,但结晶稍粗,光泽不良,均镀能力差。
而碱性电镀液以氰化锌为主要成份,虽然价格较高,但均镀能力好,只要管理得当,即可得有光泽的镀层,若进一步施行铬酸盐处理,即可获得更光亮的镀层且耐蚀性优良。
热浸镀锌也用于螺丝、螺栓及螺帽之表面防蚀,热浸镀锌的螺丝比电镀锌的螺丝有较佳之抗蚀能力,惟成本较高,且高强度之结构用螺栓不适用热浸镀锌,因镀层表面易形成硬脆,在高温或高负荷情况时可能发生断裂。
镀锌层在腐蚀性环境中之耐久性与其厚度成线性关系,即镀层愈厚寿命愈长,但在含硫化物之工业区其防蚀性则较差,同时在海洋性及热带性气候中会产生大量自色腐蚀性产物,必须施以铬酸盐处理以防止之。
在美国曾以膜厚0.03mm之薄镀锌试片实施试验,结果发现在乡下地区、滨海地区及工业区之平均寿命约为3:2:1,表示在污染之空气中,镀锌层最容易发生腐蚀现象,因为在工业区由工厂排放出的废气中含有许多硫氧化物(SOx)及氮氧化物(NOx)会破坏镀锌层。
在滨海地区由于大气中存在有大量之盐结晶及液体微粒(氯化物)会造成金属腐蚀,且大气相对湿度之大小亦明显影响腐蚀速率。
北京科技大学材料保护研究所亦曾在大陆不同地区作镀锌层之大气暴露腐蚀试验,试验期一年,结果发现腐蚀速率最高的是在大气中之SO 2、氯化物(海盐粒子) 含量最高且相对湿度最大之地区。
其中大气相对湿度被认为是造成腐蚀的主要因素,而大气中污染物,特别是SO2及氯化物是促进腐蚀的主要因素。
镀锌螺丝在生产、储存、运送过程中,其镀锌层可能发生泛白、变暗、发黑等现象,主要是镀锌层与腐蚀性介质及大气中水份、氧、二氧化碳接触发生腐蚀的结果。
要防止此种现象,可在螺丝加工前尽量选用表面状态较好的材料,因在镀锌过程中,螺丝表面的缺陷容易使酸、碱、盐等腐蚀介质渗入其内,难以清洗导致腐蚀。
于螺丝加工时要尽可能减少应力集中,因应力集中区域,很容易在酸洗除锈过程中产生腐蚀。
螺丝热处理时要尽量减少氧化膜厚度,尤其电镀前必须澈底除去表面油污及锈蚀物并适当控制酸洗除锈时间,以免影响电镀之品质。
电镀之操作要注意选用良好深镀能力之镀锌溶液,加强槽液维护管理,妥善控制电流密度及添加剂用量。
电镀后时须澈底洗净,以消除电镀液和有机物对镀层的危害,另外要尽量缩短螺丝在大气中的暴露时间,尽快进行封存处理。
要合理选择包装材料,避免使用与锌不兼容之塑料制品,包装以金属材料如镀锌铁皮最好,包装箱内可放入适量之干燥剂以降低箱内湿度,库房的相对湿度要降低及防止有害气体侵蚀。
目前市面上一种名为LONGZINC(达克锈)之金属表面处理,适用于螺丝及螺帽。
其处理方式是将已脱脂及除锈的螺丝螺帽浸镀于达克锈防锈剂槽中或使用喷镀方式在金属表面形成锌与价铬化合物之保护膜,并予以烘干,冷却后再重复处理一次,所得膜厚约5~8μ(,呈银灰色,依据厂商提供之资料显示具有良好之防锈、耐蚀特性。
台塑麦寮厂将此称为烘覆型锌铬酸盐皮膜处理,曾于高强度钢构螺栓上试验,试验两年后效果不错。
台湾镀锌公司亦曾与工研院材料所合作开发一种使用于螺丝之高耐蚀锌基合金镀层(锌铝合金),经台电公司安装于澎湖外岛之电线杆上进行耐蚀试验,已获得成功。
在锌中加入铝可以提高镀层的耐腐蚀性能,当铝含量为30%时,锌铝合金的耐蚀性最佳,所以这类镀层之化学稳定性与耐蚀性比单独镀锌要好。
六、化学表面处理金属合金可在适当之化学溶液中于受控制之情况下形成保护性表面被覆层,即保护膜或化学转化膜。
因其在化学处理时,表面之金属转变为化合物与底层金属结成一体,故产生抵抗性之表面层,在物理及化学性质上均为底层金属的一部份。
保护膜主要用于:「改善金属表面氧化膜的稳定性,防止金属或镀层金属在大气中进一步腐蚀。
2.使金属锈蚀减少到最低程度。
3.提高油漆、涂料之粘缩性。
常见的化学表面处理为磷酸盐处理、铬酸盐处理及氧化处理等三种。
(一)磷酸盐处理磷酸盐处理是把金属放入含有磷酸盐的溶液中进行化学处理,使金属表面形成一种难溶于水且附着性良好的磷酸盐保护膜即磷酸盐皮膜,主要用途为作为油漆之底层及金属冷加工时润滑剂的吸附层。
由于磷酸盐皮膜是由一系列大小不同的锌、锰、铁的磷酸氢盐及磷酸盐的晶体组成,故膜层是多孔的,表面积较大,有很好的吸附性,能吸附漆料或大量的润滑剂,因此常用作油漆的底层,或冷冲压减少磨擦及钢管、钢线冷抽的润滑层。
磷酸盐皮膜不溶于水,在大气下很稳定,能作为防锈要求不高的保护层,如果把磷酸盐皮膜再进行铬酸盐皮膜封闭处理,浸油或涂漆,可以进一步提高其抗蚀能力。
磷酸盐皮膜同硝基漆或台成树脂漆组成之防护系统对钢铁有十分良好的防蚀作用,当调制漆料时应使其粘度能使漆料自由穿透膜孔,漆膜的干燥温度宜在150~180℃之间,最好在烘箱中烘干。
当磷酸盐皮膜用于冷变形加工及降低磨擦件表面磨耗时,将膜层浸以油类或皂类润滑物质可提高其使用效果,最简便有效的方法是在钾肥皂溶液中进行浸渍处理。
磷酸盐皮膜应用最广的是磷酸铁膜、磷酸锌膜和磷酸锰膜,其中磷酸锌膜和磷酸锰膜不受大气中氧的氧化,耐蚀性较佳。