熱浸鍍鋅的工藝流程

1、撓性連接器底座熱浸鍍鋅工藝流程1索引概述 熱鍍鋅也稱熱浸鍍鋅，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。近年來隨著船舶制造業(yè)，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， 熱鍍鋅需求量也不斷增加。 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65卩m以上，甚 至高達(dá)100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)及電化學(xué)保護(hù)， 在大氣腐 蝕條件下鋅層表面有 ZnO、Zn（OH）2 及堿式碳酸鋅保護(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

2、及到鐵基體時(shí)，鋅對(duì)基體產(chǎn)生電化學(xué)保護(hù)，鋅的 標(biāo)準(zhǔn)電位 -0.76V ，鐵的標(biāo)準(zhǔn)電位 -0.44V ，鋅與鐵形成微電池時(shí)鋅作為 陽極被溶解， 鐵作為陰極受到保護(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 - 鋅合金 的過程，工件表面在熱浸鍍時(shí)形成鐵 - 鋅合金層，才使得鐵與純鋅層 之間很好結(jié)合，其過程可簡(jiǎn)單地?cái)⑹鰹椋?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

3、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晶格中遷移， 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 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 0.003%。 4熱鍍鋅工藝過程及有關(guān)說明4.1 工藝過程工件t脫脂t水洗t酸洗t水洗t浸助鍍?nèi)軇﹖烘干預(yù)熱t(yī)熱鍍鋅-整理-冷卻-鈍化-漂洗-干燥-檢驗(yàn)4.2有關(guān)工藝過程說明4.2.1 脫脂可采用化學(xué)去油或水基金屬脫脂清洗劑去油， 達(dá)到工件完全被水浸 潤(rùn)為止。4.2.2酸洗可采用H2SO4 15%硫脲0.1%, 4060C或用HCI

4、20%,六次甲 基四胺13g/L, 2040C進(jìn)行酸洗。加入緩蝕劑可防止基體過腐蝕 及減少鐵基體吸氫量。 脫脂及酸洗處理不好會(huì)造成鍍層附著力不好,鍍不上鋅或鋅層脫落。 4.2.3浸助鍍劑也稱結(jié)合劑, 可保持在浸鍍前工件具有一定活性, 以增強(qiáng)鍍層與基 體結(jié)合。NH4CI 15%25% ZnCI2 2.5%3.5%, 5565C, 510min。為減少 NH4CI揮發(fā)可適當(dāng)加入甘油。4.2.4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 120180C。4.2.5熱鍍鋅要控制好鋅液溫度、浸鍍時(shí)間及工件從鋅液中移出的速度。溫度過低，鋅

5、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，生產(chǎn)效率高；但溫度過高，工件及鋅鍋鐵損嚴(yán)重， 產(chǎn)生大量鋅渣，影響浸鋅層質(zhì)量，鋅耗大，甚至無法施鍍。在同一溫度下，浸鍍時(shí)間長(zhǎng)，鍍層厚。不同溫度，要求同樣的厚度 時(shí)，高溫浸鍍所需時(shí)間長(zhǎng)。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, 0.51.5min。有些工廠對(duì)大工件及鑄鐵件采用較高溫 度，但要避開鐵損高峰的溫度范圍。為了提高在較低溫度下熱浸鍍液的流動(dòng)性， 防止鍍層過厚， 并提高 鍍層外觀，常常加入0.01%0.02%的

6、純鋁。鋁要少量多次加入。4.2.6整理鍍后對(duì)工件整理主要是去除表面余鋅及鋅瘤， 用震動(dòng)或手工方法均4.2.7鈍化目的是提高工件表面抗大氣腐蝕性能， 減少或延長(zhǎng)白銹出現(xiàn)時(shí)間， 保持鍍層具有良好的外觀。都用鉻酸鹽鈍化，如Na2Cr2OT80100g/L, 硫酸34ml/L。4.2.8冷卻 一般用水冷，但溫度不可過低，防止工件，特別是鑄件由于激冷 回縮產(chǎn)生基體組織開裂。4.2.9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)可采用涂層 測(cè)厚儀，方法比較簡(jiǎn)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)度可采用彎曲壓力機(jī)，將樣件作 90180° 彎曲，應(yīng)無裂紋及鍍層脫落。也可用重錘敲擊

7、檢驗(yàn)。5鋅灰、鋅渣的控制5.1 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80120kg，如 果鋅灰鋅渣嚴(yán)重，其耗鋅量會(huì)高達(dá) 140 200kg ?？刂其\炭主要是控制好溫度，減少鋅液表面氧化而產(chǎn)生的浮渣。國(guó) 內(nèi)有些廠家用耐火砂、炭灰等覆蓋。國(guó)外采用熱傳導(dǎo)率小、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 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)性極差的鋅鐵合金， 鋅渣中鋅含量可高達(dá) 9

8、5%，這是熱鍍鋅成本高的關(guān)鍵所在。 從鐵在鋅液中的溶解度曲線可以看出： 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(zhǎng)鐵損提高緩慢。因此，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560 C鐵損又明顯增加，達(dá)到660 C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450480C及520560C兩個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。5.2 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5.2.

9、1施鍍及保溫要避開鐵的溶解高峰區(qū)，即不要在480510C時(shí)進(jìn)行作業(yè)。5 . 2 . 2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)鐵鍋浸蝕會(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優(yōu)質(zhì)碳素鋼板。其含碳0.087%(0.05%0.11%),含硅W 0.03%,并含有能抑制鐵被浸蝕的元素鎳、鉻等。 不可用普通碳素鋼，否則耗鋅量大，鋅鍋壽命短。也有人提出用碳化 硅制作熔鋅槽,雖然可解決鐵損量,但造型工藝也是一個(gè)難題。5.2.3要經(jīng)常撈渣。先將溫度升高至工藝溫度上限以便鋅渣與鋅液分離， 然后降至工藝溫度以下， 使鋅渣沉于槽底后用勺撈取。 落入鋅液中鍍 件也要及時(shí)打撈。5.2.4 要防止助鍍劑中鐵隨工件帶入鋅槽， 助鍍劑使用一定時(shí)間就有紅 褐色含鐵的化合物生