镀锌工艺培训课件.ppt
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1、镀锌工艺培训批量热镀锌的发展过程n n热镀锌是刚才防腐蚀方法中最普遍最有效的工艺措施,发热镀锌是刚才防腐蚀方法中最普遍最有效的工艺措施,发明于明于1818世纪中叶,至今将近世纪中叶,至今将近270270年。年。n n17421742年年 法国化学家码罗英博士发明了湿法镀锌;法国化学家码罗英博士发明了湿法镀锌;n n18001800年年 干法镀锌问世;干法镀锌问世;n n18371837年年 法国索里尔申请热镀锌专利;法国索里尔申请热镀锌专利;n n18371837年年 英国克劳福特申请了以氯化铵为溶剂的镀锌工英国克劳福特申请了以氯化铵为溶剂的镀锌工艺;艺;n n19351935年年 波兰森吉米
2、尔发明了氧化还原法镀锌工艺波兰森吉米尔发明了氧化还原法镀锌工艺n n19371937年年 美国建立第一条连续热镀锌带钢生产线。美国建立第一条连续热镀锌带钢生产线。n n19721972年年 美国伯利恒公司发明美国伯利恒公司发明“GalvalumeGalvalume”热浸镀层热浸镀层钢板钢板55%AL-43.4%Zn-1.6%si55%AL-43.4%Zn-1.6%si;n n19841984年年 国际铝锌组织申请专利国际铝锌组织申请专利GalfanGalfan合金合金Zn-5%Al-REZn-5%Al-RE镀锌原理n n140140和和 165 165镀管工艺流程:原材料检验镀管工艺流程:原材
3、料检验(热水洗)(热水洗)(脱脂脱脂)(水洗)(水洗)酸洗酸洗水洗水洗涂溶剂涂溶剂烘干烘干热镀锌热镀锌外吹外吹内吹(导杆式、蒸汽)内吹(导杆式、蒸汽)空冷空冷水冷水冷自检自检打印打印钝化钝化烘干(烘干烘干(烘干喷喷漆)漆)包装包装检验入库检验入库n n镀锌护栏工艺流程:原材料检验镀锌护栏工艺流程:原材料检验酸洗酸洗水洗水洗涂溶剂涂溶剂烘干烘干热镀锌热镀锌外吹(内吹)外吹(内吹)空冷空冷水冷水冷(钝化、外吹)(钝化、外吹)自检自检包装打捆包装打捆检验检验入库入库 酸洗n n作用:作用:作用:作用:去除钢铁表面的杂质和铁锈去除钢铁表面的杂质和铁锈n n成份:成份:成份:成份:0HCl220g/l;
4、0HCl220g/l;抑制剂:抑制剂:0.51 kg0.51 kgm m3 3n n原理:原理:原理:原理:铁锈的主要成分(铁锈的主要成分(FeFe2 2O3、FeFe3 3O4、FeFeO)FeFe2 2O3+6HCl=2Fe=2FeCl3+3H2 2O FeFe3 3O4+8HCl=2Fe2FeCl3+FeFeCl2+4H2 2O FeFeO+2HCl=FeFeCl2+H2 2O FeFe+2HCl=FeFeCl2+H2 2n酸洗后的工件应呈暗灰色,应严格控制酸洗液成份及酸洗时间防止出现欠酸洗和过酸洗。水洗 n n作用:作用:去除钢铁表面的杂质、盐酸、铁离子等。n n成份:成份:常流水(自
5、来水)涂溶剂n n作用:作用:作用:作用:经除锈后的钢铁表面仍会残留氧化铁和酸洗残留盐,同时由于经除锈后的钢铁表面仍会残留氧化铁和酸洗残留盐,同时由于操作的不连续性,活化的钢铁表面在空气中停留的时间较长,会二次操作的不连续性,活化的钢铁表面在空气中停留的时间较长,会二次氧化,如果直接镀锌易产生漏镀,必须进行助镀处理。氧化,如果直接镀锌易产生漏镀,必须进行助镀处理。n n成份:成份:成份:成份:ZnClZnCl2 2:300500g/l;NH:300500g/l;NH4 4Cl:150350g/l;Cl:150350g/l;FeCl2:15g/lFeCl2:15g/ln n1 1 1 1、溶剂处
6、理工艺:干法和湿法、溶剂处理工艺:干法和湿法、溶剂处理工艺:干法和湿法、溶剂处理工艺:干法和湿法 干法镀锌工艺:工件经酸洗后用清水去除表面的铁盐和残留酸,再干法镀锌工艺:工件经酸洗后用清水去除表面的铁盐和残留酸,再浸入氯化铵、氯化锌或氯化锌铵水溶液,经烘干后,进行镀锌。浸入氯化铵、氯化锌或氯化锌铵水溶液,经烘干后,进行镀锌。其优点:产量高,锌渣产生少,锌液中可以添加铝。其缺点是:清其优点:产量高,锌渣产生少,锌液中可以添加铝。其缺点是:清洗表面防漏度效果不如湿法。洗表面防漏度效果不如湿法。湿法镀锌工艺:在锌液表面覆盖一层厚度约湿法镀锌工艺:在锌液表面覆盖一层厚度约150mm150mm的熔融溶剂
7、。工的熔融溶剂。工件经过酸洗、水洗后穿过熔剂层浸入熔锌槽中。件经过酸洗、水洗后穿过熔剂层浸入熔锌槽中。其优点:熔剂层可以预热工件,减少飞溅、减少工件的变形、保温、防止锌其优点:熔剂层可以预热工件,减少飞溅、减少工件的变形、保温、防止锌液氧化、锌灰少。其缺点:对锌锅有腐蚀,溶剂稳定性差,需定期添加氯化铵或液氧化、锌灰少。其缺点:对锌锅有腐蚀,溶剂稳定性差,需定期添加氯化铵或更换熔剂、熔剂消耗大、对环境影响大、产量低、锌渣生成量大、不能用于加铝更换熔剂、熔剂消耗大、对环境影响大、产量低、锌渣生成量大、不能用于加铝操作、镀层附着力不如干法镀锌。操作、镀层附着力不如干法镀锌。除干法和湿法外,有的钢管镀
8、锌还采用干湿法工艺:先干后湿。除干法和湿法外,有的钢管镀锌还采用干湿法工艺:先干后湿。目前大多数企业采用干法镀锌工艺。目前大多数企业采用干法镀锌工艺。n n2 2 2 2、溶剂的浓度:、溶剂的浓度:、溶剂的浓度:、溶剂的浓度:国外溶剂质量浓度为:国外溶剂质量浓度为:400550g/l400550g/l,国内大部分结构件镀锌企业为,国内大部分结构件镀锌企业为200350g/l200350g/l,我们企业为,我们企业为550700g/l.550700g/l.n n3 3 3 3、亚铁离子:、亚铁离子:、亚铁离子:、亚铁离子:溶剂中的铁离子被带入锌池后会产生锌渣,每一公斤铁至少会消耗溶剂中的铁离子被
9、带入锌池后会产生锌渣,每一公斤铁至少会消耗2525公斤公斤锌而形成锌渣。溶剂中产生亚铁离子的原因有三个方面:其一,工件经酸洗后,锌而形成锌渣。溶剂中产生亚铁离子的原因有三个方面:其一,工件经酸洗后,表面还残留铁离子;其二,工件在溶剂中的时间过长,溶剂对工件的侵蚀也会增表面还残留铁离子;其二,工件在溶剂中的时间过长,溶剂对工件的侵蚀也会增加铁离子;其三,有些单位使用铁槽,或使用钢管加热管。加铁离子;其三,有些单位使用铁槽,或使用钢管加热管。亚铁离子含量应越低越好,欧洲一般控制在亚铁离子含量应越低越好,欧洲一般控制在0.53g/l0.53g/l,我国企业一般控制,我国企业一般控制在在10g/l10
10、g/ln n4 4 4 4、溶剂、溶剂、溶剂、溶剂PHPHPHPH值值值值 溶剂适宜的溶剂适宜的PHPH值范围为:值范围为:4545 当当PHPH值低于值低于4 4时,溶剂容易腐蚀工件,增加铁离子;超过时,溶剂容易腐蚀工件,增加铁离子;超过5.55.5时,还可能时,还可能使使ZnClZnCl2 2水解生成水解生成ZnZn(OHOH)2 2析出。析出。n n5 5 5 5、溶剂温度、溶剂温度、溶剂温度、溶剂温度 室温室温60 60 对于涂溶剂后无烘干,或烘干能力不足情况,应尽量提高溶剂的温对于涂溶剂后无烘干,或烘干能力不足情况,应尽量提高溶剂的温度。如果温度过高,会使水分蒸发,从而增加浓度。有时
11、可通过调节溶剂度。如果温度过高,会使水分蒸发,从而增加浓度。有时可通过调节溶剂温度,来保持溶剂的浓度。温度,来保持溶剂的浓度。n n6 6 6 6、溶剂再生(溶剂除铁)、溶剂再生(溶剂除铁)、溶剂再生(溶剂除铁)、溶剂再生(溶剂除铁)氧化沉淀法氧化沉淀法化学氧化和电解氧化化学氧化和电解氧化 化学氧化:化学氧化:可利用空气、臭氧、化学强氧化剂将溶剂中的可利用空气、臭氧、化学强氧化剂将溶剂中的Fe2+Fe2+氧化为氧化为Fe3+Fe3+并并调整调整PHPH值,形成值,形成FeFe(OHOH)3 3沉淀,过滤沉淀,过滤FeFe(OHOH)3 3可将铁离子去除。可将铁离子去除。以双氧水以双氧水H H2
12、 2O O2 2为例:为例:H H2 2O O2 2+2+2 FeClFeCl2 2+4NHOH+4NHOH =2Fe=2Fe(OHOH)3 3 +4NH+4NH4 4ClCl 电解氧化:电解氧化:通过双室电解槽,在阳极区通过双室电解槽,在阳极区Fe2+Fe2+失去电子氧化为失去电子氧化为Fe3+Fe3+,并以,并以FeFe(OHOH)3 3析出,在阴极区析出,在阴极区H H离子得到电子形成氢气。离子得到电子形成氢气。烘干n n作用:作用:作用:作用:将涂有溶剂的工件进行干燥,去除水分,防止工件进入锌液时出将涂有溶剂的工件进行干燥,去除水分,防止工件进入锌液时出现爆锌现象。现爆锌现象。n n温
13、度:温度:温度:温度:80180 80180 n n时间:时间:时间:时间:715min 715min 各国对烘干温度缺乏统一的认识,对钢管镀锌,有的认为钢管表各国对烘干温度缺乏统一的认识,对钢管镀锌,有的认为钢管表面温度超过面温度超过230 230,会使溶剂分解。我们公司的三条线是将镀锌炉的,会使溶剂分解。我们公司的三条线是将镀锌炉的烟道废弃的余热,经热交换器加热空气后对工件进行烘干。烟道废弃的余热,经热交换器加热空气后对工件进行烘干。溶剂烘干后原材料的表面呈暗灰色,如果出现绿色或黄色应对溶溶剂烘干后原材料的表面呈暗灰色,如果出现绿色或黄色应对溶剂成份或操作工艺作调整。(呈绿色说明原材料又被
14、氧化,应检查溶剂成份或操作工艺作调整。(呈绿色说明原材料又被氧化,应检查溶剂成份或减短在空中的时间;呈黄色说明烘干温度过高,应降低烘干剂成份或减短在空中的时间;呈黄色说明烘干温度过高,应降低烘干温度)。温度)。热镀锌n n作用:作用:作用:作用:此工序是镀锌生产的最重要的,工件浸入锌液后,将会镀上一层锌层。此工序是镀锌生产的最重要的,工件浸入锌液后,将会镀上一层锌层。n n工艺参数:工艺参数:工艺参数:工艺参数:锌液温度:镀管锌液温度:镀管 440 460 440 460 镀板镀板 445 470 445 470 浸锌时间:不要锌层厚度产品:浸锌时间:不要锌层厚度产品:30803080秒秒 要
15、求锌层厚度产品:要求锌层厚度产品:8018080180秒秒n n镀锌原理:镀锌原理:镀锌原理:镀锌原理:n n1 1 1 1、锌的基本性质:、锌的基本性质:、锌的基本性质:、锌的基本性质:锌的原子序数为锌的原子序数为3030,元素周期表中,元素周期表中2 2副族,原子量为副族,原子量为65.465.4,线膨胀系数,线膨胀系数25.025.010-610-6;熔点;熔点419.5419.5;沸点;沸点906.8906.8;密度(;密度(2020)7.1337.133,(450450)6.536.53;锌在常温下与干燥空气作用很小,镀锌钢材在大气中先形成氧化锌,在锌在常温下与干燥空气作用很小,镀锌
16、钢材在大气中先形成氧化锌,在水气作用下会形成氢氧化锌,在自由流动的湿空气的二氧化碳的存在下会形水气作用下会形成氢氧化锌,在自由流动的湿空气的二氧化碳的存在下会形成薄的、致密的有粘附性不溶于水的碱式碳酸盐,可以起到隔离保护作用。成薄的、致密的有粘附性不溶于水的碱式碳酸盐,可以起到隔离保护作用。当镀层有局部破坏时,由于锌的电极电位比铁低,在电化学腐当镀层有局部破坏时,由于锌的电极电位比铁低,在电化学腐蚀中,锌为阳极,铁为阴极因此镀锌层具有电化学保护作用,蚀中,锌为阳极,铁为阴极因此镀锌层具有电化学保护作用,在潮湿的水气作用下会发生电化学腐蚀,生成相对易溶的氢在潮湿的水气作用下会发生电化学腐蚀,生成
17、相对易溶的氢氧化锌,形成白锈。氧化锌,形成白锈。n n2 2 2 2、热镀锌层的形成:、热镀锌层的形成:、热镀锌层的形成:、热镀锌层的形成:热镀锌层由锌热镀锌层由锌-铁合金层和纯锌层组成。热镀锌过程是一铁合金层和纯锌层组成。热镀锌过程是一个复杂的物理化学过程,固态铁和液态锌接触时,发生铁和个复杂的物理化学过程,固态铁和液态锌接触时,发生铁和锌原子的界面反应,同时伴随锌、铁原子的扩散。锌原子的界面反应,同时伴随锌、铁原子的扩散。合金层的形成和成长需要能量,能量的强度因素是温度,合金层的形成和成长需要能量,能量的强度因素是温度,能量的数量因素是浸锌时间,最佳的热镀锌工艺应当是在保能量的数量因素是浸
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