热镀锌工艺流程及应用.doc

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1、钢铁的热镀锌工艺杨早晨 C51014023一、热镀锌的介绍：热镀锌又称为热浸镀锌，他是在高温下把锌锭溶化，在放入一些关心材料，然后把金属构造件浸入镀锌槽中，使金属构件上附着一层锌层，从而到达金属防腐的效果。热镀锌主要用于各行业的金属构造设施上。是将除锈后的钢件浸入 500左右溶化的锌液中，使钢构件外表附着锌层，从而起到防腐的目的。自从 1836 年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百四十年的历史了。然而，热镀锌工业是近三十年来伴随冷轧带钢的飞速进展而得 到了大规模进展。二、热镀锌的工艺过程及有关说明：1、工艺过程：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枯燥检验2、有关工

2、艺过程说明：(1) 脱脂可承受化学去油或水基金属脱脂清洗剂去油，到达工件完全被水浸润为止。(2) 酸洗可承受 H2SO4 15%，硫脲 0.1%，4060或用 HCl 20%，六次甲基四胺 1 3g/L，2040进展酸洗。参与缓蚀剂可防止基体过腐蚀及削减铁基体吸氢量。脱脂及酸洗处理不好会造成镀层附着力不好，镀不上锌或锌层脱落。(3) 浸助镀剂也称结合剂，可保持在浸镀前工件具有确定活性，以增加镀层与基体结合。NH4Cl 15%25%，ZnCl2 2.5%3.5%，5565，510min。为削减 NH4Cl 挥发可适当参与甘油。(4) 烘干预热为了防止工件在浸镀时由于温度急剧上升而变形，并除去剩余

3、水分，防止产生爆锌，造成锌液爆溅，预热一般为 120180。(5) 热镀锌要把握好锌液温度、浸镀时间及工件从锌液中移出的速度。温度过低，锌液流淌性差，镀层厚且不均匀，易产生流挂，外观质量差； 温度高，锌液流淌性好，锌液易脱离工件，削减流挂及皱皮现象发生，附着力强， 镀层薄，外观好，生产效率高；但温度过高，工件及锌锅铁损严峻，产生大量锌渣，影响浸锌层质量，锌耗大，甚至无法施镀。在同一温度下，浸镀时间长，镀层厚。不同温度，要求同样的厚度时，高温浸镀所需时间长。一般厂家为了防止工件高温变形及削减由于铁损造成锌渣，都承受 450 470，0.51.5min。有些工厂对大工件及铸铁件承受较高温度，但要避

4、开铁损顶峰的温度范围。为了提高在较低温度下热浸镀液的流淌性，防止镀层过厚，并提高镀层外观，经常参与 0.01%0.02%的纯铝。铝要少量屡次参与。(6) 整理镀后对工件整理主要是去除外表余锌及锌瘤，用震惊或手工方法均可。(7) 钝化目的是提高工件外表抗大气腐蚀性能，削减或延长白锈消灭时间，保持镀层具有良好的外观。都用铬酸盐钝化，如 Na2Cr2O7 80100g/L，硫酸 34ml/L。(8) 冷却一般用水冷，但温度不行过低，防止工件，特别是铸件由于激冷回缩产生基体组织开裂。(9) 检验镀层外观光亮、细致、无流挂、皱皮现象。厚度检验可承受涂层测厚仪， 方法比较简便。也可通过锌附着量进展换算得到

5、镀层厚度。结合强度可承受弯曲压力机，将样件作 90180弯曲，应无裂纹及镀层脱落。也可用重锤敲击检验。三、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-锌合金的过程， 工件外表在热浸镀时形成铁-锌合金层，才使得铁与纯锌层之间很好结合，其过程可简洁地表达为：当铁工件浸入熔融的锌液时，首先在界面上形成锌与 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融合，原子之间引力比较小。因此，当锌在固熔体中到达饱和后， 锌铁两种元素原子相互集中，集中到(或叫渗入)铁基体中的锌原子在基体晶格中迁移，渐渐与铁形成合金，而集中到熔融的锌液中的铁就

6、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外表形成纯锌层， 为六方晶体。其含铁量不大于 0.003%。四、热镀锌层防护性能：通常电镀锌层厚度 515 m，而热镀锌层一般在 65 m 以上，甚至高达100 m。热镀锌掩盖力气好，镀层致密，无有机物夹杂。众所周知，锌的抗大气腐蚀的机理有机械保护及电化学保护，在大气腐蚀条件下锌层外表有ZnO、Zn(OH)2 及碱式碳酸锌保护膜，确定程度上减缓锌的腐蚀，这层保护膜(也称白锈)受到破坏又会形成的膜层。当锌层破坏严峻，危及到铁基体时，锌对基体产生电化学保护，锌的标准电位-0.76V，铁的标准电位-0.44V，锌与铁形

7、成微电池时锌作为阳极被溶解，铁作为阴极受到保护。明显热镀锌对基体金属铁的抗大气腐蚀力气优于电镀锌。五、热镀锌过程锌灰、锌渣形成把握：1、锌灰、锌渣形成：锌灰锌渣不仅严峻影响到浸锌层质量，造成镀层粗糙，产生锌瘤。而且使热镀锌本钱大大上升。通常每镀 1t 工件耗锌 80120kg，假设锌灰锌渣严峻，其耗锌量会高达 140200kg。把握锌炭主要是把握好温度，削减锌液外表氧化而产生的浮渣。国内有些厂家用耐火砂、炭灰等掩盖。国外承受热传导率小、熔点高、比重小、与锌液不发生反响，既可削减热量失散又可防止氧化的陶瓷或玻璃球掩盖，这种球状物易被工件推开，又对工件无粘附作用。对于锌液中锌渣的形成主要是溶解在锌

8、液中的铁含量超过该温度下的溶解度时所形成的流淌性极差的锌铁合金，锌渣中锌含量可高达 95%，这是热镀锌本钱高的关键所在。从铁在锌液中的溶解度曲线可以看出：不同的温度及不同的保温时间，其溶铁量即铁损量是不一样的。在 500四周时，铁损量随着加温及保温时间急剧增加，几乎成直线关系。低于或高于480510范围，随时间延长铁损提高缓慢。因此，人们将 480510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峻，超过 560铁损又明显增加，到达 660以上锌对铁基体是破坏性浸蚀，锌渣会急剧增加，施镀无法进展。因此，施镀目前多在 450480及520560两个区域内进展。2、锌渣量的把握方法：要

9、削减锌渣就要削减锌液中铁的含量，就是要从削减铁溶解的诸因素着手：施镀及保温要避开铁的溶解顶峰区，即不要在 480510时进展作业。锌锅材料尽可能选用含碳、含硅量低的钢板焊接。含碳量高，锌液对铁锅浸蚀会加快，硅含量高也能促使锌液对铁的腐蚀。目前多承受 08F 优质碳素钢板。其含碳 0.087%(0.05%0.11%)，含硅0.03%，并含有能抑制铁被浸蚀的元素镍、铬等。不行用一般碳素钢，否则耗锌量大，锌锅寿命短。也有人提出用碳化硅制作熔锌槽，虽然可解决铁损量，但造型工艺也是一个难题。要经常捞渣。先将温度上升至工艺温度上限以便锌渣与锌液分别，然后降至工艺温度以下，使锌渣沉于槽底后用勺捞取。落入锌液

10、中镀件也要准时打捞。要防止助镀剂中铁随工件带入锌槽，助镀剂使用确定时间就有红褐色含铁的化合物生成，要定期滤去。助镀剂 pH 值维护在 5 左右为好。镀液中铝少于 0.01%会加快沉渣的生成，适量铝不仅提高锌液的流淌性， 增加镀层亮度，而且有利于削减锌渣、锌灰。少量铝浮在液面对削减氧化有益， 过多影响镀层质量，产生缺斑现象。加热、升温要均匀，防止爆烧及局部过热。六、热镀锌的优点及应用：1、热镀锌的优点:1、处理费用低：热浸镀锌防锈的费用要比其他漆料涂层的费用低；2、长期耐用：在郊区环境下，标准的热镀锌防锈厚度可保持 50 年以上而不必修补；在市区或近海区域，标准的热镀锌防锈层则可保持 20 年而

11、不必修补；3、牢靠性好： 镀锌层与钢材间是冶金结合，成为钢外表的一部份，因此镀层的长期性较为牢靠； 4、镀层的韧性强：镀锌层形成一种特别的冶金构造，这种构造能承受在运送及使用时受到机械损伤；5、全面性保护：镀件的每一局部都能镀上锌，即使在凹陷处、尖角及隐蔽处都能受到全面保护；6、省时省力：镀锌过程要比其他的涂层施工法更快捷，并且可避开安装后在工地上涂刷所需的时间。2、热镀锌的应用：由于热镀锌层对钢材具有良好的抗腐蚀力气，且本钱低廉，镀层均匀，厚度、韧性、外表状态比较简洁把握等优点，热镀锌的到广泛应用。镀锌产品普及国民经济的各个行业：（1） 热镀锌板材主要应用于建筑业、车船制造业、容器制造业、机电工业以及家电行业，用做设备外壳、支撑框架或轻型支架等。（2） 热镀锌钢管作为金属构造或输送管路，主要应用于石油化工设备业、水利工程及采矿业、建筑业等。（3） 热镀锌钢丝主要应用于冶金、石油、机械、化工、电力、航空等行业。（4） 热镀锌钢构造、型钢主要应用于电力、通讯、交通运输等行业。