熱鍍鋅工藝流程及原理

1、原理及工藝說明1 引言 也稱，是鋼鐵構(gòu)件浸入熔融的鋅液中獲得金屬覆蓋層的一種方法。 近年來隨高壓 輸電、交通、通訊事業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)鋼鐵件防護(hù)要求越來越高，需求量也不斷增 加。2 熱鍍鋅層防護(hù)性能通常電鍍鋅層厚度515卩m而熱鍍鋅層一般在35卩m以上，甚至高達(dá)200 卩m熱鍍鋅覆蓋能力好，鍍層致密，無有機(jī)物夾雜。眾所周知，鋅的抗大氣腐 蝕的機(jī)理有機(jī)械保護(hù)及保護(hù)，在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO Zn(0H)2及堿式保護(hù)膜， 一定程度上減緩鋅的腐蝕， 這層保護(hù)膜 (也稱白銹)受到破壞又會(huì)形成 新的膜層。當(dāng)鋅層破壞嚴(yán)重，危及到鐵基體時(shí)，鋅對(duì)基體產(chǎn)生保護(hù)，鋅的標(biāo)準(zhǔn)電 位，鐵的標(biāo)準(zhǔn)電位，鋅與鐵形成微電池

2、時(shí)鋅作為被溶解，鐵作為受到保護(hù)。顯然 熱鍍鋅對(duì)基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優(yōu)于電鍍鋅。3 熱鍍鋅層形成過程熱鍍鋅層形成過程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成鐵 - 的過程，工件表面 在熱浸鍍時(shí)形成鐵 - 層，才使得鐵與純鋅層之間很好結(jié)合，其過程可簡單地?cái)⑹?為：當(dāng)鐵工件浸入熔融的鋅液時(shí)，首先在界面上形成鋅與a鐵(體心)固熔體。這 是基體金屬鐵在固體狀態(tài)下溶有鋅原子所形成一種晶體， 兩種金屬原子之間是融 合，原子之間引力比較小。因此，當(dāng)鋅在固熔體中達(dá)到飽和后，鋅鐵兩種元素原 子相互擴(kuò)散， 擴(kuò)散到(或叫滲入)鐵基體中的鋅原子在基體中遷移， 逐漸與鐵形成 合金，而擴(kuò)散到熔融的鋅液中的鐵就與鋅形成金屬間化

3、合物FeZn13,沉入熱鍍鋅鍋底，即為鋅渣。當(dāng)工件從浸鋅液中移出時(shí)表面形成純鋅層，為六方晶體。其 含鐵量不大于 %。4 熱鍍鋅工藝過程及有關(guān)說明工藝過程工件脫脂水洗酸洗水洗浸助鍍?nèi)軇┖娓深A(yù)熱熱鍍鋅整理冷 卻漂洗干燥檢驗(yàn)有關(guān)工藝過程說明(1) 脫脂 可采用化學(xué)去油或水基金屬脫脂去油，達(dá)到工件完全被水浸潤為止。(2) 酸洗可采用H2SO45% % 4060C或用HCI 20% 35g/L，2040C進(jìn)行酸洗。 加入可防止基體過腐蝕及減少鐵基體吸氫量 , 同時(shí)加入抑霧劑抑制酸霧逸出。脫 脂及酸洗處理不好都會(huì)造成鍍層附著力不好，鍍不上鋅或鋅層脫落。(3) 浸助鍍劑 也稱溶劑，可保持在浸鍍前工件具有一定

4、活性避免二次氧化，以增強(qiáng)鍍層與基體結(jié)合。NH4CI 100-150g/L，ZnCI2 150-180g/L，7080°C，1 2min。并加 入一定量的防爆劑 .(4) 烘干預(yù)熱 為了防止工件在浸鍍時(shí)由于溫度急劇升高而變形，并除去殘余水分，防止產(chǎn)生爆鋅，造成鋅液爆濺，預(yù)熱一般為 80140C。(5) 熱鍍鋅要控制好鋅液溫度、浸鍍時(shí)間及工件從鋅液中引出的速度。引出速度一般為米 /min 。溫度過低，鋅液流動(dòng)性差，鍍層厚且不均勻，易產(chǎn)生流掛，外觀質(zhì)量差； 溫度高，鋅液流動(dòng)性好，鋅液易脫離工件， 減少流掛及皺皮現(xiàn)象發(fā)生， 附著力強(qiáng)， 鍍層薄，外觀好，高；但溫度過高，工件及鋅鍋鐵損嚴(yán)重，產(chǎn)生

5、大量鋅渣，影響 浸鋅層質(zhì)量并且容易造成色差使表面顏色難看，鋅耗高。 鋅層厚度取決于鋅液溫度，浸鋅時(shí)間，鋼材材質(zhì)和鋅液成份。一般廠家為了防止工件高溫變形及減少由于鐵損造成鋅渣，都采用450470C,。有些工廠對(duì)大工件及采用較高溫度，但要避開鐵損高峰的溫度范圍。但我們建議在鋅液中添加有除鐵功能和降低共晶溫度的合金并且把鍍鋅溫度降 低至 435-445 C。(6) 整理 鍍后對(duì)工件整理主要是去除表面余鋅及鋅瘤，用采用熱鍍鋅專用震動(dòng)器來完成。(7)目的是提高工件表面抗大氣腐蝕性能， 減少或延長白銹出現(xiàn)時(shí)間， 保持鍍層具有 良好的外觀。都用鹽，女口 Na2Cr2O750100g/L，硫酸34ml/L，但

6、這種嚴(yán)重影 響環(huán)境，最好采用無鉻鈍化。(7) 冷卻一般用水冷，但溫度不可過低也不可過高，一般不低于30E不高于70C,(9) 檢驗(yàn) 鍍層外觀光亮、細(xì)致、無流掛、皺皮現(xiàn)象。厚度檢驗(yàn)可采用，方法比較簡便。也 可通過鋅附著量進(jìn)行換算得到鍍層厚度。結(jié)合強(qiáng)度可采用彎曲，將樣件作 90 180°彎曲，應(yīng)無裂紋及鍍層脫落。也可用重錘敲擊檢驗(yàn)，并且分批的做和浸蝕 試驗(yàn)。5 鋅灰、鋅渣的形成及控制鋅灰、鋅渣的形成 鋅灰鋅渣不僅嚴(yán)重影響到浸鋅層質(zhì)量， 造成鍍層粗糙， 產(chǎn)生鋅瘤。 而且使熱鍍鋅 成本大大升高。通常每鍍1t工件耗鋅4080kg，如果鋅灰鋅渣嚴(yán)重，其耗鋅量 會(huì)高達(dá)100140kg?？刂其\渣主要

7、是控制好溫度，減少鋅液表面氧化而產(chǎn)生的 浮渣，所以更要采用有除鐵功能和抗氧化功能的合金并且用小、 熔點(diǎn)高、比重小、 與鋅液不發(fā)生反應(yīng)， 既可減少熱量失散又可防止氧化的陶瓷珠或玻璃球覆蓋， 這 種球狀物易被工件推開，又對(duì)工件無粘附作用。 對(duì)于鋅液中鋅渣的形成主要是溶解在鋅液中的鐵含量超過該溫度下的溶解度時(shí) 所形成的流動(dòng)性極差的鋅，鋅渣中鋅含量可高達(dá) 94%，這是熱鍍鋅成本高的關(guān)鍵 所在。從鐵在鋅液中的可以看出：不同的溫度及不同的保溫時(shí)間，其溶鐵量即鐵損量 是不一樣的。在500C附近時(shí)，鐵損量隨著加溫及保溫時(shí)間急劇增加，幾乎成直 線關(guān)系。低于或高于480510C范圍，隨時(shí)間延長鐵損提高緩慢。因此，

8、人們 將480510C稱為惡性溶解區(qū)。在此溫度范圍內(nèi)鋅液對(duì)工件及鋅鍋浸蝕最為嚴(yán) 重，超過560E鐵損又明顯增加，達(dá)到660C以上鋅對(duì)鐵基體是破壞性浸蝕，鋅 渣會(huì)急劇增加，施鍍無法進(jìn)行。因此，施鍍目前多在430450E及540600E兩個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。鋅渣量的控制 要減少鋅渣就要減少鋅液中鐵的含量，就是要從減少鐵溶解的諸因素著手： 施鍍及保溫要避開鐵的溶解高峰區(qū)，即不要在 480510°C時(shí)進(jìn)行作業(yè)。鋅鍋材料盡可能選用含碳、 含硅量低的鋼板焊接。 含碳量高， 鋅液對(duì)浸蝕會(huì)加 快，硅含量高也能促使鋅液對(duì)鐵的腐蝕。 目前多采用08F/XG08/WKS優(yōu)質(zhì)鋼板。, 并含有能抑制鐵被浸蝕的元素鎳、鉻等。不可用普通，否則耗鋅量大，鋅鍋壽命 短。也有人提出用制作熔鋅槽，雖然可解決鐵損量，但造型工藝是一個(gè)難題，目 前工業(yè)陶瓷所制作的鋅鍋僅能做成圓柱型且體積很小， 雖然可以滿足小件鍍鋅的 要求但無法保證大型工件的鍍鋅。要經(jīng)常撈渣。先將溫度