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第六章 热浸镀

第六章 热浸镀

钢中化学成分对铁锌反应的影响
碳：含碳量增加会使铁锌反应加剧，铁锌 合金层生长速率增大。钢中碳的存在形式 和分布的均匀性对铁锌反应也有影响。 硅：钢种的含硅量较高时， 会使镀层的ξ 相迅速生长，并将ξ相推向镀层表面。 磷：微量的磷能促进ξ相的异常生长，使ξ 相晶粒粗大并抑制δ相生长。

含硅活性钢的热浸镀锌
显著抑制了高硅活性钢热 浸镀锌层的异常生长， 镀层厚度明显减小。抑制机理为： Sn较难溶于Fe－Zn合金相 层中，热浸镀的过程中伴随 Fe－Zn合金层的生长，Sn会排列到Fe－Zn/液相Zn的生 长界面上，当Sn达到足够量时就会形成连续层，阻挡Fe 与Zn的相互扩散， 抑制Fe－Zn合金层生长。
热浸镀锌层的性能
电 解 脱 脂 法
热浸镀锌新工艺
Zn－Ni合金镀层技术
锌浴加入大约0.1%的镍可降低铁锌的反应速度，
消除 含Si小于0.25%的活性钢镀锌时ξ相的异常生长，使镀层 的粘附性提高， 表层可形成连续的η相自由锌层，镀层 外观光亮。对含Si大于0.25%活性钢作用不明显。
Zn－Sn合金镀层技术
锌浴中加入3－5％的Sn时，
热浸镀锌涂层性能主要是耐蚀性能。 热镀锌层可以作为隔离保护层覆盖在钢铁 表面进行防护， 几乎在所有电解质中，锌都可以作为钢铁 材料的阳极的这一特性使在受到损坏或少 量的不连续时仍然对钢铁起保护作用 防护的三个阶段

热浸镀锌技术的特点

热浸镀锌的钢铁构件具有长的使用寿命及 低的使用期维护成本。 可给钢基体提供三重防腐蚀保护 热浸镀锌层与钢基体结合牢固、覆盖完全。 工艺控制可靠、镀层检查容易。
第六章 热浸镀
热（浸）镀

热镀 是将被镀零件浸入熔融的的低熔点金属中 短时间加热， 经固－液反应后提出冷却， 熔融 金属在零件表面形成镀层的表面强化工艺。

热镀锌专业技能培训(一)ppt课件

热镀锌专业技能培训(一)ppt课件

超声波测厚法
03
利用超声波在金属中的传播速度与镀锌层厚度的关系进行测量。
附着力测试方法
划痕法
用划痕试验机在热镀锌件表面划出一定长度的划痕，观察锌层是 否剥落或翘起。
弯曲法
将热镀锌件弯曲至一定角度，检查锌层是否出现裂纹或剥落现象。
冲击法
用冲击试验机对热镀锌件进行冲击，观察锌层是否脱落或碎裂。
环保性能评估指标
合金层生长
合金层不断向钢材内部和 锌液方向生长，达到一定 厚度。
镀层结构
合金层与纯锌层、钢材基 体紧密结合，形成致密的 防护层。
影响因素分析
温度和时间
钢材成分和组织
锌液成分和纯度
操作工艺和设备
影响锌铁扩散速度和合 金层厚度。
影响合金层的形成和性 能。
影响镀层质量和耐腐蚀 性。
影响生产效率和产品质 量。
的听力损害和环境污染。
05 安全防护措施与 应急处理
个人防护装备选择和使用
头部防护
安全帽，防止高空坠 物伤害。
呼吸防护
防尘口罩或防毒面具， 避免吸入有害粉尘和 气体。
身体防护
穿戴防护服，耐酸碱、 耐高温，防止化学飞 溅和高温烫伤。
手部防护
耐酸碱手套，防止化 学腐蚀和高温伤害。
脚部防护
穿防砸、防滑鞋，防 止重物砸伤和滑倒。
建立应急组织
成立应急小组，明确各成员职责和联系方式。
定期演练和培训
定期组织应急演练和培训，提高员工应急处 置能力。
06 总结回顾与展望 未来发展趋势
本次培训重点内容回顾
01
02
03
04
热镀锌工艺原理及流程 介绍
热镀锌设备结构、功能 及使用注意事项

表面活性剂-热浸镀综述

表面活性剂-热浸镀综述

单张板热镀锡工艺
• 工件→酸洗→水洗→溶剂处理→热浸镀锡→浸油处理→空 冷→脱油及抛光→分选→成品 • 3)热浸镀锡 经熔剂处理的钢板进入310～315℃的熔锡中 浸镀。 • 4)浸油处理 镀锡板再进入235～240℃的棕榈油槽处理。 油的作用是防止锡氧化和使锡在所镀钢扳上保持熔融状态。 由图还可见到，漫在棕桐油中的三对镀辊（序号7)还可调 节镀锡层的厚度及均匀性。 • 5)空冷 浸油处理后，工件立即喷空气冷却，再经脱油及 抛光进入分选。 • 6)分选 手工或称重，对镀层及板进行质量检查，合格板 为成品。
热 镀 锡 原 理
铁锡 系 二 元 状 态 图
热镀锡原理
• 由相图可见有两个γ相及一个α相。两个γ相， 一个在780～900℃，含锡量为62(wt％)。一个 在910～1390℃，含锡量为2％。α相是锡在α 铁中的固溶体。锡在α铁中的溶解度(wt％)， 750℃时为9.3％，900℃时为17.5％。 • FeSn2相含80.95(wt％)锡，为四角晶体组织， 脆性大，硬度高，是铁和锡之间的中间层，能 令锡与铁结合好。FeSn相含68.0(wt％)锡，稳 定保持温度750℃； Fe3Sn2相含58.62(wt％)锡， 稳定保持温度900℃ Fe3Sn相含41.47(wt％)锡， 稳定保持温度880℃，1130℃以上为金属混合 物的液相区。
镀层形成理论
热镀锌是世界各国公认 的一种经济实惠的材料 保护工艺；热镀锌层的 形成要经历如下步骤： ①铁基表面被锌液溶解 形成铁锌合金相层；② 合金层中的锌原个进一 步向基体扩散，形成锌 铁固溶体；③合金层表 面包络—薄锌层。
热镀锌层特性
• 1）与基体结合强度高在热浸镀锌过程中，熔融锌可以充 分浸入经过良好处理的基体表面，形成铁-锌合金层覆盖 于整个工件表面，且此合金层有一定韧性、硬度，可耐较 大磨擦入冲击，与其体有着很好的结合。 • 2）耐蚀性好 锌的腐蚀产物ZnO、Zn（OH）2及ZnCO3。 当此腐蚀产物转化为不溶性的ZnO3· Zn（OH）膜时（此 膜厚度为0.01mm），比锌层（锌的钝化膜）有着更好的 化学稳定性。尤其是在大气、水、土壤及混凝土中，耐蚀 性好。 • 3）阴极保护作用 由于锌的电极电位（－0.96V）比铁的 电极电位（－0.44V）更负，在有电解质条件下，基体 （铁）与涂层（锌）组成原电池，锌为阳极，铁为阴极， 锌不断溶解，而基体（铁）得到保护。

热浸镀

热浸镀

单张钢板热镀锡装置
1．熔剂，2．镀锡原板，3加锡口，4。加热盘管，5.导板，6.刮锡 扳；7．镀锡辊；8.空气冷却装置，9.提升机；10，11．烟道
钢丝热镀锡工艺
工件→酸洗→水洗→溶剂处理→热浸镀锡→浸油处 理→空冷→脱油→分选→成品。
工艺与单张板同，但要注意如下几点。
1）溶剂处理 溶剂为在氧化锌中加10%氯化铵的混 合水溶液。溶剂槽温度480～220℃。溶剂槽中因 加水生成盐酸，可再次对钢丝表面氧化物清洗。
热浸镀
一、热浸镀原理
将经过表面处理的金属工件，放入远比工件熔点低
的熔融金属中，以获得金属镀层的过程，这个过程称热
浸镀（熔融镀、热镀）。
热浸镀层金属一般为锡（熔点231.9℃）、锌（熔点
419.5℃）、铝（熔点658.7℃）、铅（熔点327.4℃）。
基体材料一般是钢铁，有时也用铜。浸镀前工件需进行
表面预处理，清除表面的油污和氧化皮。热浸镀后还要 进行化学处理、涂油或必要的整形。
热镀锡原理
热镀锡原理
在300℃时，铁与锡相互反应生成FeSn2。例如，在热镀 锡时，经过前处理的钢板进人含有氯化按及氯化锌的熔剂 层，形成铁锡合金。 ZnCl2+2H2O—Zn(OH)2十2HCl FeO十2HCl——FeCl2十H2O Fe十2HCl—FeCl2十H2 生成的氯化亚铁(FeCl2)与炼锡(Sn)反应，生成SnC12及 FeSn2 3Sn十FeCl2——SnC12十FeSn2 生成的化合物FeSn2一部分附在钢板上。另一部分进入锡 槽形成锡渣。附着FeSn2层的钢板再进入炼锡中浸镀锡。
2）热浸镀锡 锡液温度为260～290℃之间。 3）浸油处理 棕榈油温度为230～240℃之间。
热浸镀锡钢板性能

材料保护-第6章 金属覆盖层_PPT课件

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④附加盐的影响
改善镀液的导电性，扩大阴极电流密度范围，稳定镀液的pH及改善阳极 溶解。
⑥添加剂的影响
添加剂是指镀液中不会明显改变溶液电性(导电性、平衡电位等)，而能显 著改善镀层性能的物质。
光亮剂（发亮剂或发光剂）：能使镀层表面光亮。
整平剂：能使镀件表面微观谷处比微观蜂处镀取更厚镀层。
润湿剂：能降低电极-溶液间的界面张力，使镀液易于在电极表面铺展的 表面活性添加剂。
150~220 g·L-1 50~70 g·L-1 0.01~0.02 g·L-1 0.0002~0.0007 g·L-1 0.0003~0.001 g·L-1 0.05~0.1 g·L-1 0.05~0.1 g·L-1 适量 10~40℃ 1.5~5.0 A·dm-2
工艺3：硫酸铜
硫酸 N,N-二甲基硫代氨基甲酰基丙烷磺酸钠 2-咪唑烷硫酮(H-6) 甲基紫 OP-21 氯离子 温度 电流密度
OP-210 g·L-1 50~70 g·L-1 0.03 g·L-1 0.001 g·L-1
0.01 g·L-1 0.02 g·L-1 0.5 g·L-1 0.02~0.08 g·L-1 10~30℃ 1.5~3.5A·dm-2
工艺2：硫酸铜
硫酸 聚二硫二丙烷磺酸钠(S-9) 2-咪唑烷硫酮(H-6) 2-巯基苯并咪唑(M) 聚乙烯醇(M=1000~6000) 十二甲基硫酸钠 氯离子 温度 电流密度
应力消减剂：能降低镀层的内应力，提高镀层韧性。
镀层细化剂：能使镀层结晶细致。
低电位走位剂：在低电流密度区获得光亮均匀细致镀层。
1.3 防护装饰性电镀层—镀铜、镀镍、镀铬、多层镀 (1)镀铜—硫酸铜溶液、氰化物光亮、焦磷酸盐光亮。 ①硫酸铜溶液镀铜 A.光亮硫酸铜溶液镀铜(普通浓度)

热镀锌简介分析解析ppt课件

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金属的腐蚀及危害
（1）金属腐蚀的定义 当金属和周围介质接触时，由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做 金属的腐蚀。
（2）金属腐蚀的危害 金属腐蚀后失去了金属的特性，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发 生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事 故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。 钢铁产品的1/10消耗于腐蚀。被腐蚀报废的金属制品的制造价值往往要 比金属本身的价值高很多。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已经 展开了 “精准 扶贫”项 目
二、金属的防腐
（1） 正确选择零件材料，合理设计零件结构
选择零件材料应考虑工作环境中介质的性质和使用 条件。例如，奥氏体不锈钢在大气、水、硝酸等介质中 有耐蚀性，但在非氧化性的盐酸、稀硫酸中不耐腐蚀。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已经 展开了 “精准 扶贫”项 目
热镀法
热镀法是指将金属短时间浸入熔融耐 蚀的金属液中，取出冷却后，在金属表 面形成覆盖的方法。钢板、钢管、钢丝 等经热镀锌，可防大气、水腐蚀；热镀 可防烯酸侵蚀，且；不会产生有毒盐， 常用于制作食品罐头。热镀层与金属表 面结合牢固，热镀法操作简单，生产率 高，应用广泛。
工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助 镀溶剂→烘干预热→热镀锌→整理→冷 却→（钝化）→漂洗→干燥→检验
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已经 展开了 “精准 扶贫”项 目
热镀锌工艺流程示意图
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已经 展开了 “精准 扶贫”项 目

第五章热浸镀


1
第一节
热浸镀锌
一、热镀锌： 1、原理：钢件浸在锌液中，首先发生铁向液态锌中溶解的 过程，然后铁与锌间发生反应扩散过程，形成一系列铁锌 合金层，当钢件从锌液中取出时，在铁锌合金层表面将粘 附一层较厚的锌液层，接着锌液层冷却凝固完成热镀锌过 程。
2
2、影响镀层质量的因素： (1)钢基成分的影响： 碳：钢中含碳量对热镀锌有显著的影响。一般来说，C↑ 铁锌反应就越剧烈，铁的重量损失越大，铁锌合金层 也越厚，使镀锌层变脆，塑性降低。 硅：硅存在延长锌的凝固时间，促进较大锌花的形成。 铅：铅的存在可降低锌液的粘度和表面张力。
C、Cook-Norteman(Wheeling)法：冷轧→罩式退火→平整→酸 洗 碱洗—溶熔剂—预热—镀锌—冷却—冲洗
D、Selas法：冷轧→罩式退火→平整→1号碱洗 2号碱洗 酸 洗—预热—镀锌—冷却
11
从图中可以看出，四种代表性钢带热镀锌工艺的主要区别在于 预清洗和退火两道工序顺序的不同。在前两种方法中，冷轧带 钢在镀锌生产线中的连续退火炉中退火，使钢带只能在退火后 进行镀锌。因此，这种方法不可能生产轧后自然冷却具有一定 硬度的带钢，也不可能生产特别软的。经过罩式炉退火的镀锌 钢带，带钢在卷曲前还必须经过一台拉伸矫直机或一台普通矫 直机以便消除在退火中所形成的折弯和滑移线。
22

C.热镀锌钢丝的生产工艺： 低碳钢丝→退火（中、高碳钢丝→除油）→水洗→酸洗→ 水冲洗→熔剂处理→烘干→热镀锌→镀后处理→收线→成品。 钢丝镀锌前需要经过一系列表面处理，通称为前处理。前处 理主要包括：清洗除油、酸洗除锈及水洗、熔剂处理。低碳 钢丝镀锌前，首先需要进行退火（再结晶退火）以消除拉拔 时产生的加工硬化现象，从而可保持这类制品的性能柔软， 便于弯曲、加工方便（即强度低，延展性高）以及低电阻系 数等，在退火过程中同时起到除油的作用。

热镀锌简介ppt课件


由于热镀锌的耐腐蚀性强，其使用寿命比 普通金属更长。
维护成本低
适用范围广
热镀锌的表面光滑，不易附着杂质，只需 定期清理，无需频繁的维修和更换。
热镀锌可以应用在各种形状和尺寸的金属 部件上，如桥梁、建筑、管道等。
局限性
成本高 工艺复杂 可能污染环境 厚度不均匀
热镀锌的生产过程需要大量的能源和设备，因此其成本相对较 高。
安全性。
Hale Waihona Puke 延长使用寿命热镀锌能有效地保护金属材料 不受腐蚀，从而延长了产品的
使用寿命。
02
热镀锌的工艺流程 与设备
工艺流程
清洗
去除待镀工件表面的油污、锈 迹和氧化皮等杂质。
预热
将工件加热到一定温度，提高 锌层的附着力和外观质量。
镀锌
将工件浸入熔融的锌液中，形 成一层锌层。
冷却
将工件从锌液中取出并冷却， 完成镀锌过程。
设备介绍
清洗设备
包括槽体、加热装置、循环泵、喷嘴等。
镀锌设备
包括熔锌炉、工件传送装置、锌锅等。
预热设备
包括加热炉、传送装置等。
冷却设备
包括水冷装置、风机等。
03
热镀锌的种类与应 用
种类
热浸镀锌
将钢材浸入高温熔融的锌浴中， 表面形成一层锌层，达到防腐效
果。
热喷涂镀锌
通过喷枪将锌粉喷涂在钢材表面， 形成一层锌层，达到防腐效果。
电镀锌
通过电解原理，将锌离子沉积在钢 材表面，形成一层锌层，达到防腐 效果。
应用领域
建筑领域
建筑钢结构、高速公路护栏、桥梁、 屋顶等。
交通领域
汽车钢板、铁路轨道、船舶等。
电力领域
输电塔、电线杆、变压器等。

热浸镀


2）良好的耐磨性能： 3）良好的粘附性能：
2.4热镀锌钢材性能及应用 2.4.2 热镀锌钢材应用：
（1）热镀锌板、带
交通运输业:高速公路护栏、汽车车体、运输机械面板、底 板； 机械制造业:仪表箱、开关箱壳体；各种机器、家用电器、 通风机壳体； 建筑业:各种内外壁材料、屋顶板、百叶窗、排水道等； 器具:各种水桶、烟囱、槽、箱子、柜子等。
它是把退火工艺和热镀锌工艺联合起来， 因此，森吉米尔法产量高、镀锌质量较好，此法曾得到广 泛应用。
2.2 热浸镀锌生产工艺
（2）线内退火 美国钢铁公司法：
冷轧→碱性电解脱脂→水洗→烘干 →还原炉（有保护气体）→退火→冷 却到镀锌温度→镀锌→冷却→矫直
2.2 热浸镀锌生产工艺
优：这种方法因
带钢不经过氧化炉加 热，所以表面的氧化 膜较薄，可适当降低 还原炉中保护气体的 氢含量。这样对炉安 全和降低生产成本有 利
温度： 对于待定工件，在规定的镀锌温度范围内（一般为430— 490℃），锌液温度↑→锌液流动性↑→锌层表面质量↑、镀层 厚度↓
时间： 一定温度下，浸镀时间↑，镀层中间金属相得到快速生长→锌 层厚度↑。
2.3 影响热浸镀锌的因素
（2） 钢结构和成分 碳对镀层结构的影响：
C↑→Fe-Zn 反应越剧烈，铁损越高，Fe-Zn合金层越厚→镀层 性能越坏。
就是热轧或冷轧钢板进入热镀锌作业线之前， 首先在抽底式退火炉或罩式退火炉中进行再结晶退 火，这样在镀锌线内就不存在退火工序了。
溶剂不烘干→湿法热镀锌 溶剂烘干 →干法热镀锌
2.2 热浸镀锌生产工艺
（1）线外退火：
• 湿法热镀锌：该方法已基本被淘汰。 • 干法热镀锌：这种方法生产的热镀锌板比湿法镀锌成品质 量有显著提高，只对小规模生产有一定价值。 • 惠林法热镀锌：这种方法生产工艺复杂，生产成本高，更 为主要的是此方法生产的产品常常带有溶剂缺陷，影响镀 层的耐蚀性。因而此方法虽然已问世近三十年，但在世界 热镀锌行业中并未得到发展。

热浸镀


2.2 影响镀层成长的因素
1) 锌液的温度 • 镀层成长速率一般与镀液的 温度成比例。但是在 500℃ 时锌与铁会产生异常快速的 反应。 2) 浸镀时间
• 锌镀层通常是随着锌与铁之
间的扩散机制基材的厚度所影响。太薄的基材上无法析镀出 厚的镀层。因此欲析镀出厚的镀层需考虑基材的厚度。
• 热浸镀的金属层一般较厚，因此能在某些腐蚀环境中长期使 用(镀锌与镀锡等 )，或作为抗特种介质腐蚀的防蚀镀层 (如镀 锡与镀铅—组合金制品等)。
第二节 热浸镀原理 (Principle of Hot dipping)
• 1、热浸镀基本过程（图-2）：
• （1）介质中发生化学反应，以提供界面反应所需要的反 应物
• 4.3.3镀铝钢材的用途
• 1、镀铝钢板
heat durability
1.2 热浸镀工艺与制品的发展 • 古罗马时代就有把金属容器浸入
熔融锡中进行热镀的方法
• 13 世纪后半期到 16 世纪中叶用
热镀法在薄铁板上制成镀锡板
• 1742 年由法国化学家把熔融锌
镀在钢铁制品上
• 1837 年英国人 Grawford 取得熔 融法专利
1937年在美国建成第一条带钢连续热镀锌生产线
c 必须保持一定的温度，使原子具有一定的扩散动力
d 生成的活性原子的化学反应必须满足一定的热力学条件
第三节 热浸镀锌 (Hot-dip zincing)
1. 工艺过程(Technical process)
工业上的热浸镀锌可分两种：分
批浸镀制程与连续浸镀工艺过程
1.1 1)
分批浸镀工艺过程
应用 Applition
1.3 热浸镀工艺的分类 1.3.1 热浸镀的工艺 预镀件 前处理 热浸镀 后处理 制品 Work fore-treatment dipping after-treatment product 1.3.2 热浸镀分类 根据前处理不同分： 1)熔剂法 Method of flux 2)保护气体还原法 Method of protective gas reduction
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3.热浸镀锌
耐蚀性好、阴极保护作用
4.热浸镀铝
抗高温氧化性、耐蚀性更高、热反射性，但工艺与设备难度 高于热浸镀锌
热浸镀锌技术
• 热浸镀锌技术基础
• 热浸镀锌工艺 • 热浸镀锌层质量要求与控制 • 热浸镀锌设备 • 热浸镀锌的环保措施及环境评价 • 热浸镀锌新技术及发展趋势 • 热浸镀锌钢铁结构件的设计
全统计，已达RMB2000亿以上。腐蚀对现代化工业
造成严重破坏，甚至危及人民的生命和财产安全，
因此必须采取有效的防护措施。
钢铁材料的腐蚀与防护
• 金属材料的腐蚀过程
金属材料由于受到介质的作用而发生状 态的变化，转化成新相，从而遭受破坏的过 程称为金属腐蚀。 腐蚀过程反应式表示为： 金属材料+D 腐蚀产物
• 化学成分
锌锭的某种元素含量可能会对热浸镀锌产生危 害。如铁含量太高会产生锌渣过多，铝含量太高 可能引起漏镀等。 原标准 GB/T 470-1997《锌锭》 新标准 GB/T 470-2008《锌锭》
热浸镀锌工艺
• 合金元素的添加
1. 铝的添加 a.对镀层光亮的影响 实验表明，ωAl≥0.001%，光亮性显著提高。 ωAl在0.001%～0.005%，镀层光亮性的作用随温 度、制件提升速度等因素影响而变得不稳定。 ωAl≥0.005%后，镀层光亮性随铝的增加稳步增 加，当达到0.02%左右为最高值。ωAl≥0.02%后， 镀层光亮性不再提高甚至会下降。因此，在热浸 镀锌生产中，为提高镀层光亮性，可在锌浴中 ωAl为0.005%～0.02%。
热浸镀锌工艺
• 步骤
1. 脱脂 2. 除旧漆 3. 酸洗与清洗 4. 喷砂（丸）处理 5. 溶剂助镀 6. 烘干
热浸镀锌工艺
• 热浸镀锌
• 如果制件已经很好地进行了镀前处理，那 么钢铁制件表面获得良好的镀层就取决于 锌的质量、锌浴成分、锌浴温度、浸锌时 间、镀件浸入锌锅和从锌锅中提升的速度 等条件。 • 锌浴温度增高、浸锌时间延长及提升速度 增大，将使镀层厚度增大。
热浸镀锌工艺
5.高温热浸镀锌（530～560°C）
a.为了提高镀层的黏附性，应在锌锅底部加铅层。 b.高温镀锌对铁的腐蚀加快，不能使用铁制锌锅，需采 用耐火材料制作的锌锅，并需改变加热方式。高温镀 锌通常只应用于小制件的镀锌生产中。
热浸镀锌工艺
• 制件的浸入
1. 检查浸镀制件（脱脂酸洗是否彻底、是否有水迹、 预留工艺孔是否达到要求） 2. 制件的装夹（浮力最小、有利于锌液流出、吊挂 部位有利于减少热应力变形、防止“脱钩”） 3. 制件浸入锌浴的速度应稍快 4. 制件浸入前，应先将锌液面的浮渣和锌灰打净。 5. 制件浸没后应反复提动制件，但不要触及锅底底 部渣层，以促进助镀剂与锌液充分接触，使反应 物尽快浮出。（100mm以下）
• 影响腐蚀过程的环境因素
1.材料周围的介质 气体、液体、固体 2.环境的物理因素 温度、湿度、流速、浓度、应力
钢铁材料的腐蚀与防护
• 控制腐蚀的基本手段
1.提高材料的自身抗蚀性 2.改善环境
添加缓蚀剂
3.从电化学角度进行防护
阴极保护、阳极保护
4.采用表面工程技术
表面覆盖层
5.改进设计
钢铁材料的腐蚀与防护
热浸镀锌工艺
b.对锌渣和锌灰的影响
锌浴中ωAl为0.005%～0.02%时，通常不会形成 密度低而浮于表面及锌浴中的富Al浮渣。同时， 锌灰会减少，这是由于在锌浴中含有铝而在表面 形成一层Al2O3保护层，阻止了锌被氧化形成锌 灰。
热浸镀锌工艺
c.对助镀剂的影响
锌浴中ωAl为0.06%时，会引起常规热浸镀锌助镀 剂失效而使镀件出现漏镀。常规热浸镀锌助镀剂 通常采用氯化锌铵，由于Al会与氯化锌铵中的 NH4Cl发生反应生成AlCl3，而使助镀作用减弱或
热浸镀锌工艺
• 浸镀时间
1. 浸镀温度越高，制件达到锌液的温度越快，助镀 剂和锌液反应能较快完成，浸镀时间可缩短。 2. 制件有效厚度越大热透时间增长，则需要较长的 浸镀时间。 3. 投入的制件吨位较大，就需要延长浸镀时间。 4. 形状简单，浸镀时间就短；形状复杂，浸镀时间 就应适当延长。 5. 尽量减少制件之间浸镀时间上的差异。
热浸镀锌工艺
3.超低温热浸镀锌（425～435°C） a.锌液流动性变差，镀层厚度明显增加。 b.当制件一次进入量较大时，锌液温度会有所降低，须 适当延长浸镀时间，这样必然降低生产效率。 为了改善锌液在低温状态下的流动性，加入少量的多元 镍锌合金可取的较为满意的效果。 4.480～520°C温度范围内的热浸镀锌 对锌锅的侵蚀加快，减少锌锅寿命，同时也会产生更多 的锌渣。
热浸镀锌工艺
2.镍的添加 a.对镀层组织的影响
在锌浴中加入ωNi为0.04%～0.12%的镍时，能 起到减缓或消除ωsi镇静钢的圣德林效应，减少了 色差和灰色镀层的形成，并改善了锌液的流动性。 随着加入镍量的提高其作用则越明显。但对高硅 钢（ωsi>0.25%），锌浴中镍的加入对减薄镀层 的效果不大。
热浸镀锌工艺
3.铋的添加
a.锌液中加入0.06%～0.1%的铋，可降低其表面张 力，提高锌液的浸润性和流动性，减少锌瘤产生。 b.将铋和铅同时加入时，上述作用更加明显，当锌 液中的铋消耗后可从铅中析出，是锌液中的铋得 到补充。 c.镀层表面的“锌花”随铋含量增加而增多增大。 d.铝含量为0.025%～0.05%、铋含量0.01%可获得 良好的光泽的镀层，同时可减少锌灰和锌渣。但 若使用不当，镀件在存放过程中，外观质量会明 显降低。
失效。
热浸镀锌工艺
d.锌浴中铝的添加方式
在锌浴中直接采用铝锭添加的方式是不可取的， 因为铝锭的表面氧化膜使铝很难溶解在锌浴中， 一旦溶解，又已使锌浴局部铝含量过高，这样既 容易形成浮渣又可能造成局部助镀剂失效而出现 漏镀。故锌浴中铝的添加宜采用Zn-Al中间合金 的添加方式，这种中间合金中ωAl一般为4%～ 10%。添加时，宜采用“勤加少加”的原则。为 了快速确定锌浴中铝含量的情况，可取少量氯化 铵晶粒撒在轻微氧化的液面上，当ωAl低于 0.007%时，氧化膜被溶解，晶粒自由移动；而 当铝含量较高时，晶粒便停在表面上不动，而且
热浸镀技术
机械制造及其自动化 荆攀 2011.5
热浸镀技术
1.钢铁材料的腐蚀与防护 2.热浸镀锌技术
3.热浸镀铝、锡及铅
钢铁材料的腐蚀与防护
• 钢铁材料保护的重要性
工业上应用最广泛的钢铁材料，在大气、海水、 土壤或其它特殊介质中使用，都会发生不同程度的 腐蚀。据统计，世界上每年因腐蚀而损失的刚铁材 料占总产量的1/5。1999～2001年发布的中国腐蚀 报告指出，我国每年为腐蚀支付的直接费用据不完
腐蚀过程的本质是氧化过程
钢铁材料的腐蚀与防护
• 金属腐蚀的类型
1.物理腐蚀
当介质是液态金属时，由于液态金属对金属材 料的单纯物理溶解反应而引起金属材料的破坏。
2.化学腐蚀
金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引 起的破坏。
3.电化学腐蚀钢铁材料的腐蚀与防护
热浸镀锌工艺
• 钢铁表面粗糙度形成原因 1.人为因素 • 钢材原始表面：热轧钢材表面较为粗糙。 • 机械加工表面。 • 热加工表面：普通铸件表面粗糙，铸件经喷砂 （丸）清理。 • 酸洗过度：造成钢基体的腐蚀麻坑。 • 由于加工、贮存过程中容易生成或附着异物，如 氧化皮、油污、加工碎屑及尘土等。 2.自然因素 • 存储在大气环境中会发生不同程度的锈蚀。
• 表面覆盖层按工艺方法的分类
1.金属表面转化膜 2.电镀 3.热浸镀镀层 4.渗镀 5.热喷镀 6.涂装 7.包覆金属 8.搪瓷和非金属衬里 9.防锈油漆及气相缓蚀包装 10.机械镀与烧结镀层
热浸镀锌技术
• 热浸镀锌技术基础
• 热浸镀锌工艺 • 热浸镀锌层质量要求与控制 • 热浸镀锌设备 • 热浸镀锌的环保措施及环境评价 • 热浸镀锌新技术及发展趋势 • 热浸镀锌钢铁结构件的设计
热浸镀锌工艺
• 热浸镀锌用锌的质量和检验
1.热浸镀锌用锌的质量要求
• 迄今为止，已得到工业应用的锌锭生产方法主要 有湿法炼锌、竖罐炼锌、横罐炼锌、密封鼓风炼 锌法。
• 通常企业采用Zn99.995和Zn99.99两种牌号的锌 锭（0#和1#锌锭）。
热浸镀锌工艺
2.锌锭的检验
• 表面不允许有熔洞、缩孔、夹层、浮渣及外来夹 杂物，但允许有自然氧化膜。
热浸镀锌工艺
• 粗糙度对镀锌层的不利影响 1.粗糙表面锌层厚度明显增大，这是由于铁锌合金反应过程加剧而造成。 2.粗糙表面工件表面积增加，显著增加锌耗。 3.粗糙表面，浸镀后，会在工件表面产生稠 密的凹坑和凸起点，造成麻点及锌瘤等缺 陷。
热浸镀锌工艺
• 热浸镀锌前处理 目的：将钢铁表面存在的污物彻底清除干净， 同时使制件表面活化，以便制件在锌浴中 可以与锌发生反应，从而获得满意的热浸 镀锌层。 工艺步骤：脱脂（除旧漆） 水洗 酸 洗除锈 水洗 溶剂助镀 烘干
热浸镀锌工艺
b.对镀层性能的影响
在锌浴中加入Ni可提高镀层中ζ相层的硬度。 硬度提高使镀层耐磨性提高。
具有良好的粘附性能。
镍锌合金镀层的耐蚀性与镀锌层基本相当。
热浸镀锌工艺
c.对锌渣及锌灰的影响
锌浴中加Ni会使锌渣增加。由于制件及 锌锅上的铁不断溶入锌中，使锌浴中铁含 量增加，在450°C时铁在锌浴中的溶解度 为0.03%,当铁含量超过该值时,便会生成 FeZn13金属间化合物沉入锅底形成锌渣。 当锌浴中加入ωNi为0.06%～0.1%后，铁的 溶解度下降，这就意味着加镍促使一部分 铁形成锌渣。 锌浴中加Ni后会使锌灰的生成量减少。
热浸镀锌工艺
d.锌浴中镍的加入方式
1.“勤加少加”新配锌液中不能一次加足中 间合金，要分10～20次，分批加入，逐步 提高镍含量，最终达到含镍0.05%～ 0.065%，不要超过，也不得低于0.04%. 2.补加锌时，可按计算值一次加入。此时锌 液温度应保持在460～470°C范围为宜。 3.补加中间合金宜在生产间歇阶段进行，以 保证中间合金有充分的时间溶解。