热镀锌工艺流程及原理

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热镀锌工艺流程及原理

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原理及工艺说明

1 前言

也称,是钢铁构件浸入熔融的锌液中获取金属覆盖层的一种方法。 最近几年来随高压输电、交通、通信事业快速发展,对钢铁件防备要求愈来愈高,需求量也不停增添。

2 热镀锌层防备性能 往常电镀锌层厚度 5~15μm,而热镀锌层一般在 35μm以上,甚至高达 200

μ m。热镀锌覆盖能力好,镀层致密,无有机物夹杂。尽人皆知,锌的抗大气腐

蚀的机理有机械保护及保护,在大气腐化条件下锌层表面有 ZnO、Zn(OH)2 及碱式保护膜,必定程度上减缓锌的腐化, 这层保护膜 ( 也称白锈 ) 遇到损坏又会形成新的膜层。当锌层损坏严重,危及到铁基体时,锌对基体产生保护,锌的标准电

位,铁的标准电位,锌与铁形成微电池时锌作为被溶解,铁作为遇到保护。明显热镀锌对基体金属铁的抗大气腐化能力优于电镀锌。

3 热镀锌层形成过程

热镀锌层形成过程是铁基体与最外面的纯锌层之间形成铁- 的过程,工件表面

在热浸镀时形成铁 - 层,才使得铁与纯锌层之间很好联合,其过程可简单地表达

为:当铁工件浸入熔融的锌液时, 第一在界面上形成锌与α铁 ( 体心 ) 固熔体。这是基体金属铁在固体状态下溶有锌原子所形成一种晶体, 两种金属原子之间是交融,原子之间引力比较小。所以,当锌在固熔体中达到饱和后,锌铁两种元素原 子互相扩散,扩散到 ( 或叫渗透 ) 铁基体中的锌原子在基体中迁徙, 渐渐与铁形成

合金,而扩散到熔融的锌液中的铁就与锌形成金属间化合物 FeZn13,沉入热镀锌锅底,即为锌渣。当工件从浸锌液中移出时表面形成纯锌层,为六方晶体。其含铁量不大于 %。

4 热镀锌工艺过程及相关说明工艺过程

工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助镀溶剂→烘干涉热→热镀锌→整理→冷却→→漂洗→干燥→查验 相关工艺过程说明

(1) 脱脂 可采纳化学去油或水基金属脱脂去油,达到工件完整被水浸润为止。 (2) 酸洗

可采纳 H2SO415%,%,40~ 60℃或用 HCl 20%,3~ 5g/L ,20~40℃进行酸洗。加入可防备基体过腐化及减少铁基体吸氢量 , 同时加入抑雾剂克制酸雾逸出。脱脂及酸洗办理不好都会造成镀层附着力不好,镀不上锌或锌层零落。

(3) 浸助镀剂 也称溶剂,可保持在浸镀前工件拥有必定活性防止二次氧化,以加强镀层与

基体联合。 NH4Cl 100-150g/L , ZnCl2 150-180g/L ,70~80℃, 1~2min。并加入必定量的防爆剂 .

(4) 烘干涉热 为了防备工件在浸镀时因为温度急剧高升而变形,并除掉剩余水分,防备产

生爆锌,造成锌液爆溅,预热一般为 80~140℃。

(5) 热镀锌 热镀锌工艺流程及原理

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要控制好锌液温度、浸镀时间及工件从锌液中引出的速度。引出速度一般为米

/min 。温度过低,锌液流动性差,镀层厚且不平均,易产生流挂,外观质量差;

温度高,锌液流动性好, 锌液易离开工件, 减少流挂及皱皮现象发生, 附着力强,镀层薄,外观好,高;但温度过高,工件及锌锅铁损严重,产生大批锌渣,影响浸锌层质量并且简单造成色差使表面颜色难看,锌耗高。 锌层厚度取决于锌液温度,浸锌时间,钢材材质和锌液成份。

一般厂家为了防备工件高温变形及减少因为铁损造成锌渣,都采纳 450~

470℃,~。有些工厂对大工件及采纳较高温度, 但要避开铁损顶峰的温度范围。但我们建议在锌液中增添有除铁功能和降低共晶温度的合金并且把镀锌温度降

低至 435-445 ℃。

(6) 整理 镀后对工件整理主假如去除表面余锌及锌瘤,用采纳热镀锌专用震动器来达成。 (7)

目的是提升工件表面抗大气腐化性能, 减少或延伸白锈出现时间, 保持镀层拥有优秀的外观。都用盐,如 Na2Cr2O780~100g/L ,硫酸 3~4ml/L ,但这类严重影响环境,最好采纳无铬钝化。

(8) 冷却

一般用水冷,但温度不行过低也不行过高,一般不低于 30℃不高于 70℃,

(9) 查验 镀层外参观亮、仔细、无流挂、皱皮现象。厚度查验可采纳,方法比较简易。也

可经过锌附着量进行换算获取镀层厚度。联合强度可采纳曲折,将样件作 90~180°曲折,应无裂纹及镀层零落。也可用重锤敲击查验,并且分批的做和浸蚀 试验。 5 锌灰、锌渣的形成及控制 锌灰、锌渣的形成

锌灰锌渣不单严重影响到浸锌层质量, 造成镀层粗拙, 产生锌瘤。 并且使热镀锌成本大大高升。往常每镀 1t 工件耗锌 40~ 80kg,假如锌灰锌渣严重,其耗锌量会高达 100~140kg。控制锌渣主假如控制好温度,减少锌液表面氧化而产生的

浮渣,所以更要采纳有除铁功能和抗氧化功能的合金并且用小、 熔点高、比重小、与锌液不发生反响, 既可减少热量失散又可防备氧化的陶瓷珠或玻璃球覆盖, 这类球状物易被工件推开,又对工件无粘附作用。 关于锌液中锌渣的形成主假如溶解在锌液中的铁含量超出该温度下的溶解度时 所形成的流动性极差的锌,锌渣中锌含量可高达 94%,这是热镀锌成本高的重点

所在。

从铁在锌液中的能够看出:不同的温度及不同的保温时间,其溶铁量即铁损量是不同样的。在 500℃邻近时,铁损量跟着加温及保温时间急剧增添,几乎成直线关系。低于或高于 480~ 510℃范围,随时间延伸铁损提升迟缓。所以,人们

将 480~510℃称为恶性溶解区。在此温度范围内锌液对工件及锌锅浸蚀最为严重,超出 560℃铁损又明显增添,达到 660℃以上锌对铁基体是损坏性浸蚀,锌

渣会急剧增添,施镀没法进行。所以,施镀当前多在 430~450℃及 540~600℃

两个地区内进行。 锌渣量的控制 要减少锌渣就要减少锌液中铁的含量,就是要从减少铁溶解的诸要素着手:

⑴施镀及保温要避开铁的溶解顶峰区,即不要在 480~510℃时进行作业。 热镀锌工艺流程及原理

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⑵锌锅资料尽可能采纳含碳、 含硅量低的钢板焊接。 含碳量高, 锌液对浸蚀会加速,硅含量高也能促进锌液对铁的腐化。 当前多采纳 08F/XG08/WKS优良钢板。,并含有能克制铁被浸蚀的元素镍、铬等。不行用一般,不然耗锌量大,锌锅寿命

短。也有人提出用制作熔锌槽,固然可解决铁损量,但造型工艺是一个难题,当前工业陶瓷所制作的锌锅仅能做成圆柱型且体积很小, 固然能够知足小件镀锌的要求但没法保证大型工件的镀锌。

⑶要常常捞渣。先将温度高升至工艺温度上限以便锌渣与锌液分别,使锌渣沉于槽底后用捞锌勺或专用捞渣机捞取。落入锌液中镀件更要实时打捞。

⑷要防备助镀剂中铁随工件带入锌槽,助镀剂要进行在线重生循环办理,严格控制亚铁含量,不同意高于 4g/l ,PH值一直保持在。

⑹加热、升温要平均,防备局部过热。