粉末渗锌
针对粉末渗锌防腐技术部分问题的解答
针对粉末渗锌防腐技术部分问题的解答
1、粉末渗锌的工艺
粉末渗锌就是一种热扩散表面强化技术，它是利用加热状态下将锌元素扩散进入钢铁构件表面制备成Zn-Fe合金保护层的一种化学热处理工艺。
粉末渗锌涂层可以有效改善和提高钢铁构件表面的抗腐蚀、抗表面氧化及耐磨损性能。
2、温度是否对强度有影响
粉末渗锌的渗锌温度一般控制在380℃左右，所以不会影响高强度紧固件的力学性能。
由于达到了一定的温度，氢离子已经溢出，所以不会产生氢脆危害。
3、防腐标准
根据以下标准：
（1）B.S.4921-1998 Specification for sherardized coatings on iron or steel
(英国标准协会：钢铁粉末渗锌涂层规范0
（2）EN13811-2003 Sherardizing-Zinc diffusion coatings on ferrous products
（欧洲标准：粉末渗锌：钢铁构件的新扩散涂层）
（3）JB/T 5067-1999《钢铁制件粉末渗锌》中国国家机械行业标准
4、检测标准
粉末渗锌防腐技术在我国来说还属于新的防腐技术，目前还没有国家标准，所以执行的是企业标准。
5、颜色能否变化
因为若用于铁路等重要地点，银白色等亮色会涉及到光污染，建议产品采用灰色。
6、渗层厚度怎样检测
使用磁性测厚仪可检测出厚度。
7、防腐年限
铁路上使用的螺栓通常设计防腐时限为20年或30年以上，而对应的表面渗锌为30微米至50微米。
粉末渗锌时炉料中产生锌粒原因
粉末渗锌时炉料中产生锌粒原因
粉末渗锌是一种常用的表面处理方法。
在这一过程中，锌粉末被加
热至高温，使其融化并渗透到金属表面。
然而，实际生产过程中常常
会遇到锌粒在炉料中形成的问题。
接下来将讨论这个问题的具体原因。
1. 粉末质量问题
首先要考虑的是粉末的质量问题。
如果粉末中存在杂质，则在高温下
就容易聚集在一起，形成固体颗粒，从而在炉料中形成锌粒。
这样的
问题通常出现在未经过筛选和清洁的粉末中。
2. 气氛控制不当
气氛中存在的氧气和水蒸气等物质经过反应，会形成一些有害的氧化物。
这些物质在高温下会聚集在炉料表面，形成一层稀土氧化物膜。
这种氧化物膜会使得锌无法渗透到金属表面，从而在炉料中形成锌粒。
3. 温度过高
高温也是促使锌粒产生的原因之一。
在加热过程中，锌粉末不断融化，如果温度过高，就会产生流动状况，这就会使得锌粒在炉料中产生。
4. 加料方式不当
在加料时，如果加入的粉末量和速度不均衡，就会导致锌粒在炉料中
形成。
这种情况通常出现在手动操作中，即工人的操作纯凭经验，而
没有遵循科学的规律。
综上所述，粉末渗锌时炉料中产生锌粒的原因主要有粉末质量问题、
气氛控制不当、温度过高、加料方式不当等。
为了避免这些问题的出现，生产过程中需要采取一系列有效的措施，包括粉末的筛选和清洁、严格控制气氛、合理控制温度，以及科学的加料方式等。
只有这样，
才能够保证粉末渗锌的高质量和高效率。
粉末渗锌工艺介绍(简要)
渗锌表面处理工艺及应用介绍一、介绍渗锌的基本概念1.渗锌是用热扩散方法在钢铁表面获得锌铁合金层的表面保护工艺。
渗锌获得的表面渗层完全是由锌铁合金层组成，而热镀锌层则是由纯锌层（η相）和锌铁合金层组成。
2.渗锌分类：根据所采用的设备和工艺不同，渗锌可分为固体渗锌（即粉末渗锌）、真空渗锌、镀扩散渗锌和气体渗锌等几种。
3.粉末渗锌的原理：将渗锌剂与钢铁制件，共置于渗炉中，加热到400℃左右，活性锌原子则由钢铁制件的表面向内部渗透，同时铁原子则由内向外扩散，在制件表层形成了一个均匀的锌—铁化合物即渗锌层。
技术原理：属于化学热处理工艺。
国外，在欧洲的一些国家在1940年推广并实现了工业化生产，1970年后欧洲的工业发达国家得到普遍推广应用。
在我国20世纪60年代开展研究，90年代开始应用。
二、粉末渗锌工艺过程将钢铁构件、锌粉及惰性冲击介质混合填充在密封的不锈钢容器中，并将容器放置在热处理炉中，在旋转容器下加热到350~450℃并保温一段时间，利用金属原子的热扩散作用，在构件表面形成Zn/Fe合金保护涂层。
工业化粉末渗锌过程是在不断滚动状态下进行加热处理，粉末混合物与工件之间的机械摩擦、冲击作用，不仅有利于新鲜扩散渗剂与被处理界面的紧密接触，而且使得被加热介质温度场均匀化，并有效促进冶金扩散化学反应。
目前的工业化粉末渗锌涂层不需要惰性气体或低真空的加热环境，一般在大气环境下的密封容器中就可实现热扩散涂层处理，因而热处理设备简单、成本低，非常适合于复杂形状钢铁构件的大批量加工处理。
工业化粉末渗锌技术是指包括前处理、加热渗锌及后处理等完整的一种热扩散涂层加工工艺过程。
三、粉末渗锌工艺特点粉末渗锌热扩散涂层与传统镀锌工艺比较，具有以下优势和特性：1.涂层厚度均匀性好1）粉末渗锌涂层厚度只取决于加热温度与保温时间，与构件的形状和不同位置基本无关。
一般厚度在15～130μm。
2）热浸镀锌涂层厚度一般在15～130μm，构件平面与边角镀层厚度有明显差别，均匀性差，不易控制。
粉末渗锌工艺介绍
渗锌表面处理工艺及应用介绍一、介绍渗锌的基本概念1.渗锌是用热扩散方法在钢铁表面获得锌铁合金层的表面保护工艺。
渗锌获得的表面渗层完全是由锌铁合金层组成，而热镀锌层则是由纯锌层（η相）和锌铁合金层组成。
2.渗锌分类：根据所采用的设备和工艺不同，渗锌可分为固体渗锌（即粉末渗锌）、真空渗锌、镀扩散渗锌和气体渗锌等几种。
3.粉末渗锌的原理：将渗锌剂与钢铁制件，共置于渗炉中，加热到400℃左右，活性锌原子则由钢铁制件的表面向内部渗透，同时铁原子则由内向外扩散，在制件表层形成了一个均匀的锌—铁化合物即渗锌层。
技术原理：属于化学热处理工艺。
国外，在欧洲的一些国家在1940年推广并实现了工业化生产，1970年后欧洲的工业发达国家得到普遍推广应用。
在我国20世纪60年代开展研究，90年代开始应用。
二、粉末渗锌工艺过程将钢铁构件、锌粉及惰性冲击介质混合填充在密封的不锈钢容器中，并将容器放置在热处理炉中，在旋转容器下加热到350~450℃并保温一段时间，利用金属原子的热扩散作用，在构件表面形成Zn/Fe合金保护涂层。
工业化粉末渗锌过程是在不断滚动状态下进行加热处理，粉末混合物与工件之间的机械摩擦、冲击作用，不仅有利于新鲜扩散渗剂与被处理界面的紧密接触，而且使得被加热介质温度场均匀化，并有效促进冶金扩散化学反应。
目前的工业化粉末渗锌涂层不需要惰性气体或低真空的加热环境，一般在大气环境下的密封容器中就可实现热扩散涂层处理，因而热处理设备简单、成本低，非常适合于复杂形状钢铁构件的大批量加工处理。
工业化粉末渗锌技术是指包括前处理、加热渗锌及后处理等完整的一种热扩散涂层加工工艺过程。
三、粉末渗锌工艺特点粉末渗锌热扩散涂层与传统镀锌工艺比较，具有以下优势和特性：1.涂层厚度均匀性好1）粉末渗锌涂层厚度只取决于加热温度与保温时间，与构件的形状和不同位置基本无关。
一般厚度在15～130μm。
2）热浸镀锌涂层厚度一般在15～130μm，构件平面与边角镀层厚度有明显差别，均匀性差，不易控制。
粉末渗锌工艺
粉末渗锌工艺
腐蚀是指材料因环境作用引起的自发性质的破坏，不仅明显地缩短材料的使用寿命，造成资源、材料和间接能源的巨大浪费，还会带来人员伤亡、环境污染、资源浪费等。
由于金属锌具有耐腐蚀好、熔点低、易于涂覆以及“牺牲”阳极电化学保护作用的特点，因而采用锌作为保护涂层材料时目前应用最广泛的防腐方法。
常见的有电镀锌、热浸镀锌等，新的工艺是粉末渗锌。
粉末渗锌是将工件和渗锌剂放入渗锌箱中在380-400℃一定转速下旋转，实现“动态”下的渗锌，渗锌层能达到比较均匀的厚度。
渗锌炉在工作过程中不断转动，使得渗剂与工作均匀接触并不断碰撞，起到机械助渗作用，加快了热扩散过程，并且渗锌层的厚度随保温温度的升高、保温时间延长而增加。
粉末渗锌有两个防腐机理：
1、作为阻挡层可将钢基体与周围的环境隔开，使之免遭辐射；
2、在潮湿或者海洋环境下，渗锌层作为牺牲阳极材料对钢基体起到电化学保护作用。
与电镀锌、热浸镀锌等传统涂层方法相比，粉末渗锌层具有许多优点。
粉末渗锌涂层的厚度可以人为控制且比较均匀，对紧固件的旋合影响很小；无氢脆缺陷；冶金结合渗锌层的结合力较好，一般用机械力很难将涂层去掉；可适用于中小型零件，生产批量要求不大的中型结构件，铸铁件，粉末冶金件等。
此外，涂层硬度较高，耐磨损和抗划伤能力强，实验表明显微硬度可达到250-420HV。
渗锌工艺过程没有环境污染，锌利用率高，有效地节约原料。
目前，粉末渗锌已向纳米化，添加稀土添加剂方向发展，可以获得更好的效果。
总之，在各种锌涂层方法防腐中，粉末渗锌技术已逐渐为人们所熟知并掌握，并成为一种高质量、高性能、高效益的钢铁工件表面防腐处理技术。
锌覆盖层钢铁结构防腐蚀粉末渗锌
锌覆盖层钢铁结构防腐蚀粉末渗锌1.范围GB/T 19355本部分对适用于制件的防腐蚀渗锌设计的基本原则提供了指南和建议。
渗锌层对制件的保护，取决于渗层的施工方法、制件的设计以及制件暴露的具体环境。
渗锌制件可以使用附加涂层（超出了GB/T 19355本部分的范围），如有机涂料（湿涂装或粉末涂层）得到进一步的保护。
这种应用于渗锌制件的组合层，通常被称为“复合涂层体系”。
这个问题的基本指南，见ISO 12944-5和EN 13438 。
带有渗锌层的钢制件使用中的防腐蚀维修出GB/T 19355本部分的范围。
具体产品（如对紧固件或钢管等渗锌层）相关的要求应优先于本部分基本建议采用。
2规范性引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的部分。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修订单）适用于本文件。
GB/T 10123 金属和合金的腐蚀 - 基本术语和定义(GB/T 10123-2001,Eqv ISO 8044:1999)ISO 12944-5 油漆和清漆钢结构的腐蚀防护涂装体系第5部分：防护涂装体系ISO 18265 金属硬度值的转换EN 13811 渗锌铁基产品的锌扩散渗层规范3. 术语和定义为了便于使用，GB/T 10123所给出的和以下的术语和定义适用于本文件。
3.1渗锌sherardizing制件和渗锌剂（锌粉，或惰性物质）在密闭容器中，通过加热产生的热扩散过程，通常容器是转动的。
3.2渗锌层sherardized coating通过渗锌过程以及磷化、铬酸盐化或其他合适的钝化加工（转化膜）后处理得到的锌/铁合金渗层。
注：在GB/T 19355本部分中“渗锌层”通称为“锌覆盖层”。
4. 渗锌设计4.1概述任何要求表面精饰的制件设计不仅要考虑制件的功能及其制造方法，还要考虑到制件精饰所带来的限制，这是必不可少的。
渗锌是为各种尺寸的组件（主要是小制件），提供防腐蚀和耐磨损的一种工艺。
粉末渗锌
3、应用领域1、粉末渗锌基本原理粉末渗锌基本原理是利用加热状态下金属原子的渗透扩散作用，在温度低于AC1和基体金属没有相变的条件下，将金属锌渗入钢铁材料紧固件表面，形成不同Zn-Fe比例的合金保护层（简称渗层或涂层）。
粉末渗锌表面合金化的主要目的是改善和提高钢铁材料紧固件表面的抗腐蚀、抗表面氧化及耐磨损性能等。
粉末渗锌防腐蚀涂层技术是在传统粉末渗锌工艺的基础上，利用添加复合材料（CeO2、粉末渗锌La2O3、LaF3等）渗锌剂所具有的特殊热学性能（表面性能高、活性大、金属原子扩散过程温度低）和化学性能（扩散速率高，可实现金属材料的固态扩散连接结合）等特性，而研发的可实现机械化生产并能提高产品性能的全面升级技术；同时可实现多元复合（锌、铝、镉、铬、氧化物等共渗）粉末热扩散涂层防腐技术。
粉末渗锌共有五层FeZn7+Zn、FeZn7、Fe11Zn40富锌层、Zn在Fe中的固溶体和钢材基体组成。
若加上表面达克罗涂覆封闭耐盐雾试验时间可达1000 h以上。
2、粉末渗锌工艺特点①涂层厚度均匀性好且可以准确控制。
涂层厚度只取决于工艺过程，与紧固件的形状和不同位置无关。
对形状、复杂的紧固件如内螺纹、盲孔、内壁或凹槽等，通过控制规范即可获得在20～110μm之间变化渗层，其厚度几乎相同。
②涂层硬度高，耐磨损和抗划伤能力强。
粉末渗锌涂层锌铁合金的显微硬度一般为220～420HV0.2，是目前锌涂层中最硬的。
③涂层与基体金属的结合强度高。
渗锌涂层为扩散锌铁合金，涂层很难剥落掉，只有用化学方法才能去掉。
涂层与母材的界面拉伸强度600～700MPa；表面层拉伸强度为300～350MPa。
④涂层耐腐蚀性强。
尤其是适合海洋大气、恶劣的工业大气等多种环境，耐腐蚀性优于热浸镀锌、电镀锌。
可抵抗小于1000℃的高温氧化腐蚀。
⑤涂层涂覆性能好。
渗锌涂层与各种油漆和高分子涂层材料之间具有很好的附着强度。
⑥渗锌涂层无本之木氢脆的危害。
加工温度低，不影响紧固件构件机械性能。
粉末渗锌工艺实践与总结
基件材 质不均 ， 或局部某些 ｓ ， Ｏ ｃ元素过
高； 加工 中嵌 入 了氧 化屑 等杂 质； 加 工 开
时 间太短 ， 延长渗镀时间 ，
毒星光泽性 差 蕾层薄或授有 ． 返回重渗 ：
裂 裂纹氧化 ．键前经过筛 选， 单独处理 ．
越光藏质量差 ， 加硝酸或更换 ；
钝化藏布稳定． 加入碳酸蜘；
用 高 压 水 将 工 件 上 的 附着 物
冲洗干净 ， 减少后续工作中的酸耗， 提 高 表
（ ２ ） 除锈
常 用 的 浸 蚀 剂 是 硫 酸 和 盐
酸。室 温 下 ， 硫 酸溶 液 对金 属 氧 化物 的 溶 解
能 力 较 弱， 对 用 过 的浸 蚀 液 ， 需 要 升 温 提 高
（ ２ ） 抛光
（ ４ ） 冷却
转鼓 降温 至一 定值 时 ， 即可 吊
出， 放 到 分 离 机 上 于 空 气 中进 行 冷 却 ， 转 速
对于 形状 复 杂、 体 积大 、 批量 小 化学 除油
难 以除尽 的工件 常采 用 擦拭 除油 。即用 毛刷
可 提 高 ２～ ４ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ ． （ ５ ） 分离 在 分 离 机 上 将 工 件 与 渗 锌剂 分 离后 ， 工 件 进 行 后 处 理 。 渗 锌 剂 的 载 体
桶） 除 油和擦 拭 除油 。 粉 渗 锌 工 艺 对 除 油 的 质 量要 求高 ， 较 热镀 锌 严 格 。化 学 除 油 是 利 用热 碱 对油 脂 的皂 化和 乳化 作用 除去 皂化性 油脂 ， 利用表 面活性 剂 的乳 化 作 用 除 去 非 皂
化性 油脂 。常见 除 油液 有 碱 性 、 乳 化 和 酸性
强前处理 ．
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3、应用领域
1、粉末渗锌基本原理
粉末渗锌基本原理是利用加热状态下金属原子的渗透扩散作用，在温度低于AC1和基体金属没有相变的条件下，将金属锌渗入钢铁材料紧固件表面，形成不同Zn-Fe比例的合金保护层（简称渗层或涂层）。
粉末渗锌表面合金化的主要目的是改善和提高钢铁材料紧固件表面的抗腐蚀、抗表面氧化及耐磨损性能等。
粉末渗锌防腐蚀涂层技术是在传统粉末渗锌工艺的基础上，利用添加复合材料（CeO2、粉末渗锌La2O3、LaF3等）渗锌剂所具有的特殊热学性能（表面性能高、活性大、金属原子扩散过程温度低）和化学性能（扩散速率高，可实现金属材料的固态扩散连接结合）等特性，而研发的可实现机械化生产并能提高产品性能的全面升级技术；同时可实现多元复合（锌、铝、镉、铬、氧化物等共渗）粉末热扩散涂层防腐技术。
粉末渗锌共有五层FeZn7+Zn、FeZn7、Fe11Zn40富锌层、Zn在Fe中的固溶体和钢材基体组成。
若加上表面达克罗涂覆封闭耐盐雾试验时间可达1000 h以上。
2、粉末渗锌工艺特点
①涂层厚度均匀性好且可以准确控制。
涂层厚度只取决于工艺过程，与紧固件的形状和不同位置无关。
对形状、复杂的紧固件如内螺纹、盲孔、内壁或凹槽等，通过控制规范即可获得在20～110μm之间变化渗层，其厚度几乎相同。
②涂层硬度高，耐磨损和抗划伤能力强。
粉末渗锌涂层锌铁合金的显微硬度一般为220～420HV0.2，是目前锌涂层中最硬的。
③涂层与基体金属的结合强度高。
渗锌涂层为扩散锌铁合金，涂层很难剥落掉，只有用化学方法才能去掉。
涂层与母材的界面拉伸强度600～700MPa；表面层拉伸强度为300～350MPa。
④涂层耐腐蚀性强。
尤其是适合海洋大气、恶劣的工业大气等多种环境，耐腐蚀性优于热浸镀锌、电镀锌。
可抵抗小于1000℃的高温氧化腐蚀。
⑤涂层涂覆性能好。
渗锌涂层与各种油漆和高分子涂层材料之间具有很好的附着强度。
⑥渗锌涂层无本之木氢脆的危害。
加工温度低，不影响紧固件构件机械性能。
粉末渗锌温度在320～500℃，不会影响高强度紧固件的力学性能。
并且渗锌技术为绿色清洁技术，生产过程没有“三废”排放，节约原材料。
表1常用锌金属涂层性能对比
粉末渗锌紧固件可广泛应用于铁路、轨道交通、桥梁、电力通讯、市政建设等领域。
近年来，随着大规模铁路、市政工程的上马和钢结构件工程的广泛应用，对所使用的各种紧固件和连接件的防腐性能都提出很高的要求。
这些都为粉末渗锌防腐技术提供了实际应用的场所。