陶瓷锌锅热镀锌工艺及电镀锌

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热镀锌工艺流程

热镀锌工艺流程

热镀锌工艺流程热镀锌是一种通过在钢铁表面涂覆一层锌来防止钢铁氧化的工艺。

热镀锌工艺流程主要包括表面处理、热浸镀锌和后处理等环节。

下面将详细介绍热镀锌工艺流程的各个环节。

首先是表面处理。

在进行热镀锌之前,钢铁表面需要经过严格的处理,以确保镀锌层能够牢固地附着在钢铁表面。

表面处理的主要步骤包括除油、除锈和酸洗。

除油是指将钢铁表面的油污清除干净,通常采用碱性溶液或有机溶剂进行清洗。

除锈是指将钢铁表面的氧化铁清除,通常采用喷砂或酸洗的方式进行处理。

酸洗是指将钢铁表面用酸性溶液进行清洗,以去除表面的氧化皮和其他杂质,使钢铁表面变得光滑。

接下来是热浸镀锌。

经过表面处理的钢铁将被浸入预热的熔融锌中进行镀锌。

在热浸镀锌过程中,钢铁表面会与熔融锌发生化学反应,形成一层锌铁合金层和纯锌层。

这些镀层能够有效地防止钢铁表面的氧化,延长钢铁的使用寿命。

热浸镀锌的温度、时间和镀层厚度都会影响镀层的质量,需要根据具体情况进行调整。

最后是后处理。

热浸镀锌完成后,钢铁表面会形成一层均匀的镀锌层。

但为了进一步提高镀层的质量,通常还需要进行一些后处理工艺。

例如,可以对镀锌层进行抛光、光亮处理或涂漆等,以增加表面的光泽度和美观度。

此外,还可以对镀锌层进行检测,确保其质量符合要求。

总的来说,热镀锌工艺流程包括表面处理、热浸镀锌和后处理三个主要环节。

通过严格控制每个环节的工艺参数和质量要求,可以确保热镀锌的效果符合标准,提高钢铁产品的耐腐蚀性和使用寿命。

希望本文对热镀锌工艺流程有所帮助,谢谢阅读。

热镀锌工艺流程及原理

热镀锌工艺流程及原理

热镀锌工艺流程及原理热镀锌是一种保护钢铁腐蚀的方法,通过在钢铁表面形成一层锌层来达到防腐的目的。

热镀锌工艺流程主要包括预处理、镀锌和后处理三个步骤。

首先是预处理,其目的是清除钢铁表面的油脂、氧化物和其他杂质,以便于锌层的附着和均匀性。

预处理包括碱洗、酸洗和镇静等步骤。

碱洗主要是使用碱性溶液清洁表面,并去除残留的油脂;酸洗则是使用酸性溶液将氧化物和锈蚀物质溶解;镇静则是利用草酸或陶瓷粉末等溶液来阻止表面的氧化。

接下来是镀锌步骤,镀锌可以通过浸镀或喷涂两种方式进行。

浸镀是将清洗过的钢铁浸入预热的镀锌槽中,槽中的锌溶液中的锌离子会与钢铁表面的铁原子发生电化学反应而形成锌层。

而喷涂则是将预热的钢铁表面喷涂上锌粉,然后加热使锌粉熔化并与钢铁表面反应形成锌层。

浸镀方式具有镀层均匀、质量稳定性好等优点,常用于大批量的生产。

而喷涂方式则适用于细小零件或特殊形状的工件。

最后是后处理,主要是为了提高锌层的光亮度和外观质量。

后处理包括烘干、光亮度调整和冷却等步骤。

烘干是将镀锌后的工件通过烘箱进行加热,除去残留的水分;光亮度调整则是通过化学处理或机械抛光来使锌层表面更加光亮;而冷却则是将工件快速冷却,以稳定锌层。

热镀锌的原理主要是利用锌与钢铁之间的电化学反应,形成一层紧密附着的锌层,从而对钢铁进行防腐。

在预处理中,通过碱洗和酸洗等方法清除钢铁表面的杂质,以利于锌层的附着。

而镀锌过程中,钢铁表面的铁原子与锌离子发生氧化还原反应,产生的锌层具有较好的防腐能力。

后处理则是为了提高锌层的光亮度和外观质量。

总的来说,热镀锌工艺流程包括预处理、镀锌和后处理三个步骤,通过清洁钢铁表面,使锌层与钢铁充分结合,从而实现对钢铁的防腐效果。

热镀锌的原理主要是利用铁与锌之间的电化学反应,形成锌层。

热镀锌工艺具有镀层均匀、防腐能力强等优点,在工业生产和建筑领域得到广泛应用。

连续热镀锌生产工艺及现状分析

连续热镀锌生产工艺及现状分析

连续热镀锌生产工艺及现状分析发布时间:2022-01-21T01:03:01.988Z 来源:《中国科技人才》2021年第30期作者:杜维国[导读] 主要对生产工艺、常见的热镀锌生产技术、国内外技术对比等展开研究,以期在未来对于技术的改进可以提供一定的理论支撑。

马鞍山钢铁股份有限公司安徽省马鞍山市 243000摘要:本文结合实际工业应用情况进行分析,对于连续热镀锌技术的不断发展,本文针对现阶段的连续热镀锌生产工艺的现状作为切入口进行研究,主要对生产工艺、常见的热镀锌生产技术、国内外技术对比等展开研究,以期在未来对于技术的改进可以提供一定的理论支撑。

关键词:连续热镀锌;现状;生产工艺热镀纯锌产品(GI)及其合金(GA)具有优异的耐腐蚀性和相对较低的成本,随着耐火材料的发展,其表面质量几乎与电镀产品相当。

目前,日本汽车主要使用GA板作为外板,欧美汽车工业不断提高耐火钢板的生产能力和利用率。

在我国,由于其工艺先进、工艺稳定、生产成本低、涂层性能好、使用寿命长等特点,广泛应用于建筑、家电、汽车制造等领域。

1 带钢连续热镀锌生产工艺分析1.1 热镀锌工艺带钢连续热镀锌方法现阶段主要分为三种,如下简介。

(1)森吉米尔是一个简单而高效的过程。

退火炉有两部分组成,一个是氧化炉,另一个是还原炉,两者在退火炉设备中都是不可或缺的,主要是由于氧化炉中的带钢直接有充足的氧气可以使加热更加充足,对于还原炉主要是针对高温下的化学反应进行还原,保证带钢的表面质量不受到一定影响。

(2)改良森吉米尔法,在原来的方法的基础上,进行改进创新,这种方法的主要的亮点是把森吉米尔法中的氧化炉和还原炉,由一个截面积较小的过道连接起来,使得预热炉、还原炉和冷却段在整个退火炉内构成一个有机整体。

但在生产中采用这种方法常常会出现锌层附着性差的问题。

(3)美钢联法,90年代以后制造的大多数火硬化钢丝均采用美国的组合模式制造,并已得到改进。

还引入了立式退火炉,以缩短炉长、加快机组速度、提高质量和降低成本。

电镀锌与热镀锌的一些区别

电镀锌与热镀锌的一些区别

电镀锌与热镀锌的区别锌易溶于酸也能溶于碱故称两性金属锌干燥空气几乎发生变化潮湿空气锌表面会生成致密碱式碳酸锌膜含二氧化硫、硫化氢及海洋性气氛锌耐蚀性较差尤其高温高湿含有机酸气氛里锌镀层极易被腐蚀锌标准电极电位-0.76V对钢铁基体来说锌镀层属于阳极性镀层主要用于防止钢铁腐蚀其防护性能优劣与镀层厚度关系甚大锌镀层经钝化处理、染色或涂覆护光剂能显著提高其防护性和装饰性近年来随着镀锌工艺发展高性能镀锌光亮剂采用镀锌已从单纯防护目进入防护-装饰性应用镀锌溶液有氰化物镀液和无氰镀液两类氰化物镀液分微氰、低氰、氰、和高氰几类无氰镀液有碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液、硫酸盐镀液及无氨氯化物镀液等氰化镀锌溶液均镀能力好得镀层光滑细致生产被长期采用由于氰化物剧毒对环境污染严重近年来已趋向于采用低氰、微氰、无氰镀锌溶液镀锌工艺二、原理盛有镀锌液镀槽经过清理和特殊预处理待镀件作阴极用镀覆金属制成阳极两极分别与直流电源正极和负极联接镀锌液由含有镀覆金属化合物、导电盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等水溶液组成通电镀锌液金属离子电位差作用下移动阴极上形成镀层阳极金属形成金属离子进入镀锌液保持被镀覆金属离子浓度[1]有些情况下镀铬采用铅、铅锑合金制成溶性阳极只起传递电子、导通电流作用电解液铬离子浓度需依靠定期地向镀液加入铬化合物来维持镀锌时阳极材料质量、镀锌液成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出杂质、电源波形等都会影响镀层质量需要适时进行控制三、种类1、碱性氰化物镀锌2、碱性锌酸盐镀锌3、铵盐镀锌4、钾盐镀锌5、铵钾混合浴镀锌6、硫酸盐镀锌三、镀锌层处理1、去氢2、钝化3、着色现钢板表面镀锌主要采用方法热镀锌热镀锌由较古老热镀方法发展而来自从1836年法国把热镀锌应用于工业来已经有百四十年历史了而热镀锌工业近三十年来伴随冷轧带钢飞速发展而得了大规模发展热镀锌板生产工序主要包括:原板准备→镀前处理→热浸镀→镀处理→成品检验等按照习惯往往根据镀前处理方法同把热镀锌工艺分线外退火和线内退火两大类即湿法(单张钢板热镀锌法)、线外退火(单张钢板热镀锌法)、热镀锌惠林(Wheeling)法(带钢连续热镀锌法)、线内退火森吉米尔(Sendzimir)法(保护气体法)、改良森吉米尔法、美钢联法(同日本川崎法)、赛拉斯(Selas)法和莎伦(Sharon)法1.线外退火:热轧或冷轧钢板进入热镀锌作业线之前首先抽底式退火炉或罩式退火炉进行再结晶退火样镀锌线存退火工序了钢板热镀锌之前必须保持无氧化物和其脏物存洁净纯铁活性表面种方法先由酸洗方法把经退火表面氧化铁皮清除涂上层由氯化锌或由氯化铵和氯化锌混合组成溶剂进行保护从而防止钢板再被氧化(1)湿法热镀锌:钢板表面溶剂经烘干(即表面还湿)进入起表面覆盖有熔融态溶剂锌液进行热镀锌此方法缺点: a.只能无铅状态下镀锌镀层合金层厚且粘附性坏 b.生成锌渣都积存锌液和铅液界面处而能沉积锅底(因锌渣比重大于锌液而小于铅液)样钢板因穿过锌层污染了表面因此该方法已基本被淘汰(2)单张钢板:种方法般采用热轧叠轧板作原料首先把经过退火钢板送入酸洗车间,用硫酸或盐酸清除钢板表面氧热镀锌法化铁皮酸洗之钢板立即进入水箱浸泡等待镀锌,样防止钢板再氧化经过酸洗、水清洗、挤干、烘干、进入锌锅(温度直保持445—465℃)热镀锌再进行涂油和铬化处理种方法生产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定价值(3)惠林法热:该连续镀锌生产线包括碱液脱脂、盐酸酸洗、水冲洗、涂溶剂、烘干等系列前处理工序而且原板进入镀锌线镀锌前还需要进行罩式炉退火种方法生产工艺复杂生产成本高更主要此方法生产产品常常带有溶剂缺陷影响镀层耐蚀性并且锌锅AL常常和钢板表面溶剂发生作用生成三氯化铝而耗掉镀层粘附性变坏因而此方法虽已问世近三十年世界热镀锌行业并未得发展2.线内退火:由冷轧或热轧车间直接提供带卷作热镀锌原板热镀锌作业线内进行气体保护再结晶退火属于类行业热镀锌方法包括:森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法(同日本川崎法);赛拉斯法;莎伦法森吉米尔法:把退火工艺和热镀锌工艺联合起来其线内退火主要包括氧化炉还原炉两部份组成带钢氧化炉煤气火焰直接加热450度左右把带钢表面残存轧制油烧掉净化表面再把带钢加热700-800度完成再结晶退火经冷却段控制进锌锅前温度480度左右接触空气情况下进入锌锅镀锌因此森吉米尔法产量高、镀锌质量较好此法曾得广泛应用美钢联法: 森吉米尔法变种仅仅利用碱性电解脱脂槽取代了氧化炉脱脂作用其余工序与森吉米尔法基本相同原板进入作业线首先进行电解脱脂而水洗、烘干再通过有保护气体还原炉进行再结晶退火密封情况下进入锌锅热镀锌种方法因带钢经过氧化炉加热所表面氧化膜较薄适当降低还原炉保护气体氢含量样对炉安全和降低生产成本有利由于带钢得预加热进入还原炉样无疑提高了还原炉热负荷影响炉子寿命因此种方法并未得广泛应用赛拉斯法: 又称火焰直接加热法;首先带钢经碱洗脱脂而用盐酸清除表面氧化皮并经水洗、烘干再进入由煤气火焰直接加热立式线内退火炉通过严格控制炉内煤气和空气焰烧比例使之煤气过剩和氧气足情况下进行完全焰烧从而使炉内造成还原气氛使其快速加热达再结晶温度并低氢保护气氛下冷却带钢密闭情况下浸入锌液进行热镀锌该法设备紧凑投资费用低产量高(高达50/小时)生产工艺复杂特别机组停止运转时了避免烧断带钢需要采用炉子横移离开钢带方法样操作问题多所热镀锌工业采用此法少莎伦法:1939年美国莎伦公司投产台新型热镀锌机组所也叫莎伦法该法退火炉内向带钢喷射氯化氢气体并使带钢达再结晶温度所也称气体酸洗法采用氯化氢气体酸洗能去除带钢表面氧化皮而且同时去除了带钢表面油脂由于带钢表面被氧化气体腐蚀形成麻面所使用莎伦法所得镀层粘附性特别好由于设备腐蚀严重由此造成高设备维修和更新费用因而此种方法少被采用改良森吉米:种更优越热镀锌工艺方法;把森吉米尔法各自独立氧化炉和还原炉由截面积较小过道连接起来样包括预热炉、还原炉和冷却段内整退火炉构成有机整体实践证明该法具有许多优点:优质、高产、低耗、安全等优点已逐渐被人们所认识其发展速度非常快1965年来新建作业线几乎全部采用了种方法近年来老森吉米尔机组也大都按照此方法进行了改造工艺原理装有镀件、玻璃球、锌粉、水和促进剂旋转滚桶内作冲击介质玻璃球随着滚桶转动与镀件表面发生摩擦和锤击产生机械物理能量化学促进剂作用下镀涂锌粉冷焊镀件表面上形成光滑、均匀和细致具有定厚度镀层技术标准采用美国ASTM B695-2000及军用C-81562机械镀锌技术标准质量特点:1、外观光滑无锌瘤、毛刺呈银白色;2、厚度均控5-107μm之内任意选择;3、无氢脆、无温度危害保证材料力学性能变;4、代替部分需热镀锌工艺;5、耐腐蚀性好性盐雾试验达240小时应用范围钢钉、铁钉、紧固件、自来水管接头、脚手架扣件、钢丝绳马钢夹头等电镀锌:利用电解制件表面形成均匀、致密、结合良好金属或合金沉积层过程与其金属相比锌相对便宜而又易镀覆种金属属低值防蚀电镀层被广泛用于保护钢铁件特别防止大气腐蚀并用于装饰镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀(适合小零件)、自动镀和连续镀(适合线材、带材)分类目前国内按电镀溶液分类分四大类:1.氰化物镀锌:由于(CN)属剧毒所环境保护对电镀锌使用氰化物提出了严格限制断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系发展要求使用低氰(微氰)电镀液采用此工艺电镀产品质量好特别彩镀经钝化色彩保持好2.锌酸盐镀锌:此工艺由氰化物镀锌演化而来目前国内形成两大派系分别:a) 武汉材保所DPE系列;b) 广电所DE系列都属于碱性添加剂锌酸盐镀锌;PH值12.5~13采用此工艺镀层晶格结构柱状耐腐蚀性好适合彩色镀锌注意:产品出槽—>水洗—>出光(硝酸+盐酸) —>水洗—>钝化—>水洗—>水洗—>烫干—>烘干—>老化处理(烘箱内80~90oC3.氯化物镀锌此工艺电镀行业应用比较广泛所占比例高达40%钝化(兰白)锌代铬(与镀铬相媲美)特别外加水溶性清漆外行人难辩认出镀锌还镀铬此工艺适合于白色钝化(兰白银白)4.硫酸盐镀锌此工艺适合于连续镀(线材、带材、简单、粗大型零、部件)成本低廉。

镀锌工艺

镀锌工艺

镀锌工艺镀锌工艺主要分为:热镀锌和冷镀锌。

一、热镀锌热镀锌也叫热浸锌和热浸镀锌:是一种有效的金属防腐方式,主要用于各行业的金属结构设施上。

是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,从而起到防腐的目的。

热镀锌是钢管在热浸的条件下对表面镀锌,它的附着力很强,不容易脱落,热镀锌管虽然也出现锈蚀的现象,但在很长的周期可以满足技术、卫生要求。

目前,带钢连续热镀锌工艺主要有森吉米尔法、改良森吉米尔法和美钢联法3种。

1.工艺流程冷轧带钢热镀锌的典型生产工艺流程为:上料→开卷→夹送、矫直→焊接→表面预清洗→入口活套→退火→热浸镀锌→合金化→冷却→中间活套→光整→拉伸弯曲矫直→后处理→检查卷取(如图1)2.核心设备2.1 连续退火炉该炉炉壳一般采用陶瓷纤维外包不锈钢板,炉底采用耐火砖、隔热砖,炉辊采用单独传动,变频调速。

通常,退火炉由预热段、加热段、冷却段和锌锅入口段组成,在前三段通入氢气和氮气混合气体,使带钢在此还原气氛中加热至再结晶温度以上,并保温、均热、冷却,使带钢密封地进入锌锅中进行热镀锌。

热镀锌钢板经过退火炉主要有两个目的:一是使带钢实现再结晶退火来消除轧制应力,恢复晶粒组织,提高带钢塑性;二是使带钢具有一个清洁的无氧化物的活性表面,使其具有很高的镀层附着能力。

带钢经退火后可清除冷轧引起的加工硬化,使带钢具有良好的可塑性,同时也可以提高带钢的深冲性能。

退火炉形式多样,主要有立式炉和卧式炉两种。

不同的企业所采用的退火炉也不尽相同。

宝钢4#热镀锌机组采用全辐射管加热立式退火炉;而本钢由于生产规模和投资的限制,选用了法国的卧式退火炉。

2.2 气刀气刀位于锌锅上方,是控制锌层厚度和均匀性的关键设备。

目前,各镀锌机组上使用的气刀有:德马克气刀、科勒气刀和方登气刀。

其中,方登气刀最为优秀,整个欧洲几乎全部使用该气刀,我国宝钢2号热镀锌机组也采用这种气刀。

2.3 锌锅锌锅又称锌熔化炉,主要有电加热的铁制锅和感应加热的陶瓷锅。

热镀锌生产工艺和加工流程

热镀锌生产工艺和加工流程
(5)热镀锌要控制好锌液温度、浸镀时间及工件从锌液中引 出旳速度。引出速度一般为1.5米/min。温度过低,锌液流 动性差,镀层厚且不均匀,易产生流挂,外观质量差;温 度高,锌液流动性好,锌液易脱离工件,降低流挂及皱皮 现象发生,附着力强,镀层薄,外观好,生产效率高;
但温度过高,工件及锌锅铁损严重,产生大量锌渣,影响 浸锌层质量而且轻易造成色差使表面颜色难看,锌耗高。 锌层厚度取决于锌液温度,浸锌时间,钢材材质和锌液成 份。一般厂家为了预防工件高温变形及降低因为铁损造成 锌渣,都采用450~470℃,0.5~1.5min。
(3)浸助镀剂也称溶剂,可保持在浸镀前工件具有一定活性
防止二次氧化,以增强镀层与基体结合。NH4Cl
100-
150g/L,ZnCl2 150-180g/L,70~80℃,1~2min。并加入
一定量旳防爆剂。
(4)烘干预热为了预防工件在浸镀时因为温度急剧升高而变 形,并除去残余水分,预防产生爆锌,造成锌液爆溅,预 热一般为80~140℃。
(8)冷却一般用水冷,但温度不可过低也不可过高,一般不 低于30℃不高于70℃。
有些工厂对大工件及铸铁件采用较高温度,但要避开铁损 高峰旳温度范围。但我们提议在锌液中添加有除铁功能和 降低共晶温度旳合金而且把镀锌温度降低至435-445℃。
(6)整顿镀后对工件整顿主要是清除表面余锌及锌瘤,用采 用热镀锌专用震动器来完毕。
(7)钝化目旳是提升工件表面抗大气腐蚀性能,降低或延长 白锈出现时间,保持镀层具有良好旳外观。都用铬酸盐钝 化,如Na2Cr2O7 80~100g/L,硫酸3~4ml/L,但这种钝化 液严重影响环境,最佳采用无铬钝化。程工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助镀溶剂→ 烘干预热→热镀锌→整顿→冷却→钝化→漂洗→干燥→检 验

热镀锌实用工艺描述

热镀锌实用工艺描述

热镀锌工艺一.1.热镀锌的作用:热镀锌又叫热浸镀锌,是对钢铁及及铸铁材料进行化学和电化学防护的方法之一。

热镀锌防腐原理,在潮湿的空气、在含有二氧化碳及含有氧的水中,镀锌层表面将覆盖一层主要由碱式碳酸锌组成的白色。

由于镀锌层的电位比钢铁件基体的电位(锌的电位值-0.76伏,铁的电位值-0.43伏)低,所以当镀层与基体形成原电池时,锌受到侵蚀而钢铁基面得到保护,这种保护方式通常被称为电化学保护。

2.热镀锌的原理:热镀锌和电镀锌不一样。

电镀锌是在电解过程中,使阴极上形成锌的镀层。

实际上,电镀锌是使锌原子逐渐沉淀的一个沉积过程。

即在开始电镀时,在铁基表面生成细微的小结晶核,这种单个的结晶核随着电镀时间的延长而增加,最后连成一片而形成了镀层。

与此截然相反,热镀锌不是沉积过程,而是锌对铁的溶解过程,是熔融锌液对铁的溶解而形成的一种镀层。

热镀层的形成是经过以下步骤实现的:a.铁基表面被锌液溶解。

b.铁在被锌液溶解的过程中形成铁锌合金,并继续扩散。

c.在铁锌合金层的表面包絡着锌层。

因此,经过去污除锈的钢铁材料,直接浸入熔融的锌液中得到的这种镀锌保护层,结合非常牢固。

同时,它的扩散能力与覆盖能力远比电镀锌要好。

所谓扩散能力和覆盖能力,就是镀层在被镀材料表面上的均匀和完整性。

扩散能力又叫均镀能力,它是指镀层厚度的均匀分布能力;覆盖能力又叫深度能力或着落能力。

3.热镀锌的基本工艺过程:工件分类---酸洗---水洗----浸溶剂---烘干---浸镀----冷却----钝化------整修---打包二.镀前处理:1.工件分类:在工件进场后,首先要把有油漆、油污的工件挑选出来做脱脂处理(脱脂分机械法、火焰法、化学法)。

然后仔细观察工件有窝气或兜锌,如发现有要选择合理的穿挂方法以避免窝气、兜锌现象。

实在不行应联系厂家做合理的开孔处理。

二.酸洗:钢铁是容易氧化和腐蚀的金属,其表面一般都存在氧化皮和铁锈。

钢铁表面常见的氧化物有氧化亚铁(FeO,灰色)、三氧化二铁(Fe2O3,赤色)、含水三氧化二铁(Fe2O3.ȵH2O,橙红色)和四氧化三铁(Fe3O4,蓝黑色)等。

热镀锌与冷镀锌(电镀锌)区别

热镀锌与冷镀锌(电镀锌)区别

冷镀锌与热镀锌的识别方法一、本质区别冷镀锌也叫电镀锌,是利用电解设备将工件经过除油、酸洗后放入成分为锌盐的溶液中,并连接电解设备的负极;在工件的对面放置锌板连接在电解设备的正极,接通电源,利用电流从正极向负极的定向移动,就会在工件上沉积一层锌。

热镀锌也称热浸镀锌,是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种方法,是将工件除油、酸洗、浸药、烘干后浸入溶化的锌液里一定时间,提出来即可。

二、原理区别冷镀锌利用化学原理将锌合金分离成锌离子,附着在钢铁表面,一般锌层薄,钢铁在一般环境下很容易锈蚀。

一般冷镀锌用于各种钢制品和构筑物的防腐,冷镀锌的镀锌量很少,每平方米只有10-50g。

热镀锌众所周知,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表面有ZnO、Zn(OH)2及碱式碳酸锌保护膜,一定程度上减缓锌的腐蚀,这层保护膜(也称作“白锈”)受到破坏又会形成新的膜层。

当锌层破坏严重,危及到铁基体时,锌对基体产生电化学保护,锌的标准电位是-0.76V,铁的标准电位是-0.44V,锌与铁形成微电池时锌作为阳极被溶解,铁作为阴极受到保护。

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,工件表面在热浸镀时形成铁-锌合金层,这样可让铁与纯锌层之间很好结合,其过程可简单地叙述为:当铁工件浸入熔融的锌液时(一般熔融的锌液为455℃左右),首先在界面上形成锌与α铁固熔体。

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,当锌在固熔体中达到饱和后,锌铁两种元素原子相互扩散,扩散到(或称之为“渗入”)铁基体中的锌原子在基体晶格中迁移,逐渐与铁形成合金,而扩散到熔融的锌液中的铁就与锌形成金属化合物FeZn13,沉入热镀锌锅底,即为锌渣。

当工件从浸锌液中移出时表面形成纯锌层,为六方晶体。

其含铁量不大于0.003%,热镀锌覆盖能力好,镀层细密,无有机物夹杂。

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熱浸鍍鋅流程簡介熱浸鍍鋅的原理,簡單的說即是將已清洗潔淨的鐵件,經由Flux 的潤濕作用,浸入鋅浴中,使鋼鐵與熔融鋅反應生成一合金化的皮膜。

其作業流程簡示如下:良好的熱浸鍍鋅作業,應是各製程均在嚴格的管制下,徹底發揮該製程的功能。

且若前一製程的不良,會造成後續製程的連鎖不良反應,而大量增加作業成本或造成不良熱浸鍍鋅產品。

若前處理不良,則熔鋅無法與鋼鐵正常完全反應,形成最完美的鍍鋅皮膜組織。

若後處理不良,則破壞鍍鋅皮膜外觀,減低商品價值等。

1 引言热镀锌也称热浸镀锌,是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种方法。

近年来随高压输电、交通、通讯事业迅速发展,对钢铁件防护要求越来越高,热镀锌需求量也不断增加。

2 热镀锌层防护性能通常电镀锌层厚度5~15μm,而热镀锌层一般在35μm以上,甚至高达200μm。

热镀锌覆盖能力好,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表面有ZnO、Zn(OH)2及碱式碳酸锌保护膜,一定程度上减缓锌的腐蚀,这层保护膜(也称白锈)受到破坏又会形成新的膜层。

当锌层破坏严重,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,锌与铁形成微电池时锌作为阳极被溶解,铁作为阴极受到保护。

显然热镀锌对基体金属铁的抗大气腐蚀能力优于电镀锌。

3 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,工件表面在热浸镀时形成铁-锌合金层,才使得铁与纯锌层之间很好结合,其过程可简单地叙述为:当铁工件浸入熔融的锌液时,首先在界面上形成锌与α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,当锌在固熔体中达到饱和后,锌铁两种元素原子相互扩散,扩散到(或叫渗入)铁基体中的锌原子在基体晶格中迁移,逐渐与铁形成合金,而扩散到熔融的锌液中的铁就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表面形成纯锌层,为六方晶体。

其含铁量不大于0.003%。

4 热镀锌工艺过程及有关说明4.1 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→干燥→检验4.2 有关工艺过程说明(1)脱脂可采用化学去油或水基金属脱脂清洗剂去油,达到工件完全被水浸润为止。

(2)酸洗可采用H2SO4 15%,硫脲0.1%,40~60℃或用HCl 20%,乌洛托品3~5g/L,20~40℃进行酸洗。

加入缓蚀剂可防止基体过腐蚀及减少铁基体吸氢量,同时加入抑雾剂抑制酸雾逸出。

脱脂及酸洗处理不好都会造成镀层附着力不好,镀不上锌或锌层脱落。

(3)浸助镀剂也称溶剂,可保持在浸镀前工件具有一定活性避免二次氧化,以增强镀层与基体结合。

NH4Cl 100-150g/L,ZnCl2 150-180g/L,70~80℃,1~2min。

并加入一定量的防爆剂.(4)烘干预热为了防止工件在浸镀时由于温度急剧升高而变形,并除去残余水分,防止产生爆锌,造成锌液爆溅,预热一般为80~140℃。

(5)热镀锌要控制好锌液温度、浸镀时间及工件从锌液中引出的速度。

引出速度一般为1.5米/min。

温度过低,锌液流动性差,镀层厚且不均匀,易产生流挂,外观质量差;温度高,锌液流动性好,锌液易脱离工件,减少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,工件及锌锅铁损严重,产生大量锌渣,影响浸锌层质量并且容易造成色差使表面颜色难看,锌耗高。

锌层厚度取决于锌液温度,浸锌时间,钢材材质和锌液成份。

一般厂家为了防止工件高温变形及减少由于铁损造成锌渣,都采用450~470℃,0.5~1.5min。

有些工厂对大工件及铸铁件采用较高温度,但要避开铁损高峰的温度范围。

但我们建议在锌液中添加有除铁功能和降低共晶温度的合金并且把镀锌温度降低至435-445℃。

(6)整理镀后对工件整理主要是去除表面余锌及锌瘤,用采用热镀锌专用震动器来完成(7)钝化目的是提高工件表面抗大气腐蚀性能,减少或延长白锈出现时间,保持镀层具有良好的外观。

都用铬酸盐钝化,如Na2Cr2O7 80~100g/L,硫酸3~4ml/L,但这种钝化液严重影响环境,最好采用无铬钝化。

(8)冷却一般用水冷,但温度不可过低也不可过高,一般不低于30℃不高于70℃,(9)检验镀层外观光亮、细致、无流挂、皱皮现象。

厚度检验可采用涂层测厚仪,方法比较简便。

也可通过锌附着量进行换算得到镀层厚度。

结合强度可采用弯曲压力机,将样件作90~180°弯曲,应无裂纹及镀层脱落。

也可用重锤敲击检验,并且分批的做盐雾试验和硫酸铜浸蚀试验。

5 锌灰、锌渣的形成及控制5.1 锌灰、锌渣的形成锌灰锌渣不仅严重影响到浸锌层质量,造成镀层粗糙,产生锌瘤。

而且使热镀锌成本大大升高。

通常每镀1t工件耗锌40~80kg,如果锌灰锌渣严重,其耗锌量会高达100~140kg。

控制锌渣主要是控制好温度,减少锌液表面氧化而产生的浮渣,所以更要采用有除铁功能和抗氧化功能的合金并且用热传导率小、熔点高、比重小、与锌液不发生反应,既可减少热量失散又可防止氧化的陶瓷珠或玻璃球覆盖,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液中的铁含量超过该温度下的溶解度时所形成的流动性极差的锌铁合金,锌渣中锌含量可高达94%,这是热镀锌成本高的关键所在。

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℃附近时,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480~510℃范围,随时间延长铁损提高缓慢。

因此,人们将480~510℃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重,超过560℃铁损又明显增加,达到660℃以上锌对铁基体是破坏性浸蚀,锌渣会急剧增加,施镀无法进行。

因此,施镀目前多在430~450℃及540~600℃两个区域内进行。

5.2 锌渣量的控制要减少锌渣就要减少锌液中铁的含量,就是要从减少铁溶解的诸因素着手:⑴施镀及保温要避开铁的溶解高峰区,即不要在480~510℃时进行作业⑵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。

目前多采用08F/XG08/WKS优质钢板。

,并含有能抑制铁被浸蚀的元素镍、铬等。

不可用普通碳素钢,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,但造型工艺是一个难题,目前工业陶瓷所制作的锌锅仅能做成圆柱型且体积很小,虽然可以满足小件镀锌的要求但无法保证大型工件的镀锌。

⑶要经常捞渣。

先将温度升高至工艺温度上限以便锌渣与锌液分离,使锌渣沉于槽底后用捞锌勺或专用捞渣机捞取。

落入锌液中镀件更要及时打捞。

⑷要防止助镀剂中铁随工件带入锌槽,助镀剂要进行在线再生循环处理,严格控制亚铁含量,不允许高于4g/l,PH值始终保持在4.5-5.5。

⑹加热、升温要均匀,防止局部过热电镀锌钢铁在空气、水或土壤中很容易生锈,甚至完全损坏。

每年因腐蚀造成的钢铁损失约占整个钢铁产量的1/10,另一方面,为使钢铁制品与零件表面具有某种特殊功能,同时赋予其表面装饰性的外观,所以,一般采用电镀锌的方式对其处理。

一、原理:由于锌在干燥空气中不易变化,而在潮湿的空气中,表面能生成一种很致密的碱式碳酸锌薄膜,这种薄膜能有效保护内部不再受到腐蚀。

并且当某种原因,使镀层发生破坏而露出不太大的钢基时,锌与钢基体形成微电池,使钢基体成为阴极而受到保护。

二、性能特点:1、锌镀层较厚,结晶细致、均匀且无孔隙,抗腐蚀性良好;2、电镀所得锌层较纯,在酸、碱等雾气中腐蚀较慢,能有效保护钢基体;3、锌镀层经铬酸钝化后形成白色、彩色、军绿色等,美观大方,具有一定的装饰性;4、由于锌镀层具有良好的延展性,因此可进行冷冲、轧制、折弯等各种成型而不损坏镀层。

三、应用范围:随着科学技术生产的发展,电镀工业所涉及的领域越来越广泛。

目前,电镀锌的应用已遍及国民经济的各个生产和研究部门。

例如,机器制造、电子、精密仪器、化工、轻工、交通运输、兵器、航天、原子能等等,在国民经济中有重大意义。

热浸锌:一、概述:在各种保护钢基体的涂镀方法中,热浸锌是非常优良的一种。

它是在锌呈液体的状态下,经过了相当复杂的物理、化学作用之后,在钢铁上不仅镀上较厚的纯锌层,而且还生成一种锌一铁合金层。

这种镀法,不仅具备了电镀锌的耐腐蚀特点,而且由于具有锌铁合金层。

还具有电镀锌所无法相比拟的强耐蚀性。

因此这种镀法特别适用于各种强酸、碱雾气等强腐蚀环境中。

二、原理:热镀锌层是锌在高温液态下,分三个步骤形成的:1、铁基表面被锌液溶解形成锌—铁合金相层;2、合金层中的锌离子进一步向基体扩散形成锌铁互溶层;3、合金层表面包络着锌层。

三、性能特点:(1)具有较厚的致密的纯锌层覆盖在钢铁表面上,它可以避免钢铁基体与任何的腐蚀溶液的接触,保护钢基体免受腐蚀。

在一般大气中,锌层表面形成一层很薄而密实的氧化锌层表面,它很难溶于水,故对钢基体起着一定保护作用。

如果氧化锌与大气中其它成分生成不溶性锌盐后,则防蚀作用更理想。

(2)具有铁—锌合金层,结合致密,在海洋性盐雾大气及工业性大气中表现特有抗腐蚀性;(3)由于结合牢固,锌—铁互溶,具有很强的耐磨性;(4)由于锌具有良好的延展性,其合金层与钢基附着牢固,因此热镀件可进行冷冲、轧制、拉丝、弯曲等各种成型而不损坏镀层;(5)钢结构件热镀锌后,相当于一次退火处理,能有效改善钢基体的机械性能,消除钢件成型焊接时的应力,有利于对钢结构件进行车削加工。

(6)热镀锌后的件表面光亮美观。

(7)纯锌层是热镀锌中最富有塑性的一层镀锌层,其性质基本接近于纯锌,具有延展性,所以它富于挠性。

四、应用范围:热镀锌的应用随着工农业的发展也相应扩大。

因此,热镀锌制品在工业(如化工设备、石油加工、海洋勘探、金属结构、电力输送、造船等),农业(如:喷灌、暧房)、建筑(如:水及煤气输送、电线套管、脚手架、房屋等)、桥梁、运输等方面,近几年已大量地被采用。

由于热镀锌制品具有外表美观、耐腐蚀性能好等特点,其应用范围越来越广泛。

西安朗利电气设备有限公司。

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