熱鍍鋅工藝流程及應用

2022-09-15 04:39:05 字數 3039 閱讀 7098

在同一溫度下,浸鍍時間長,鍍層厚。不同溫度,要求同樣的厚度時,高溫浸鍍所需時間長。

一般廠家為了防止工件高溫變形及減少由於鐵損造成鋅渣,都採用450~470℃,0.5~1.5min。有些工廠對大工件及鑄鐵件採用較高溫度,但要避開鐵損高峰的溫度範圍。

為了提高在較低溫度下熱浸鍍液的流動性,防止鍍層過厚,並提高鍍層外觀,常常加入0.01%~0.02%的純鋁。鋁要少量多次加入。

(6)整理

鍍後對工件整理主要是去除表面餘鋅及鋅瘤,用震動或手工方法均可。

(7)鈍化

目的是提高工件表面抗大氣腐蝕性能,減少或延長白鏽出現時間,保持鍍層具有良好的外觀。都用鉻酸鹽鈍化,如na2cr2o7 80~100g/l,硫酸3~4ml/l。

(8)冷卻

一般用水冷,但溫度不可過低,防止工件,特別是鑄件由於激冷回縮產生基體組織開裂。

(9)檢驗

鍍層外觀光亮、細緻、無流掛、皺皮現象。厚度檢驗可採用塗層測厚儀,方法比較簡便。也可通過鋅附著量進行換算得到鍍層厚度。

結合強度可採用彎曲壓力機,將樣件作90~180°彎曲,應無裂紋及鍍層脫落。也可用重錘敲擊檢驗。

三、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形成鐵-鋅合金層,才使得鐵與純鋅層之間很好結合,其過程可簡單地敘述為:當鐵工件浸入熔融的鋅液時,首先在介面上形成鋅與α鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態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,當鋅在固熔體中達到飽和後,鋅鐵兩種元素原子相互擴散,擴散到(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。當工件從浸鋅液中移出時表面形成純鋅層,為六方晶體。其含鐵量不大於0.

003%。

四、熱鍍鋅層防護效能:

通常電鍍鋅層厚度5~15μm,而熱鍍鋅層一般在65μm以上,甚至高達100μm。熱鍍鋅覆蓋能力好,鍍層緻密,無有機物夾雜。眾所周知,鋅的抗大氣腐蝕的機理有機械保護及電化學保護,在大氣腐蝕條件下鋅層表面有zno、zn(oh)2及鹼式碳酸鋅保護膜,一定程度上減緩鋅的腐蝕,這層保護膜(也稱白鏽)受到破壞又會形成新的膜層。

當鋅層破壞嚴重,危及到鐵基體時,鋅對基體產生電化學保護,鋅的標準電位-0.76v,鐵的標準電位-0.44v,鋅與鐵形成微電池時鋅作為陽極被溶解,鐵作為陰極受到保護。

顯然熱鍍鋅對基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優於電鍍鋅。

五、熱鍍鋅過程鋅灰、鋅渣形成控制:

1、鋅灰、鋅渣形成:

鋅灰鋅渣不僅嚴重影響到浸鋅層質量,造成鍍層粗糙,產生鋅瘤。而且使熱鍍鋅成本大大公升高。通常每鍍1t工件耗鋅80~120kg,如果鋅灰鋅渣嚴重,其耗鋅量會高達140~200kg。

控制鋅炭主要是控制好溫度,減少鋅液表面氧化而產生的浮渣。國內有些廠家用耐火砂、炭灰等覆蓋。國外採用熱傳導率小、熔點高、比重小、與鋅液不發生反應,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,又對工件無粘附作用。

對於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所形成的流動性極差的鋅鐵合金,鋅渣中鋅含量可高達95%,這是熱鍍鋅成本高的關鍵所在。

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間,其溶鐵量即鐵損量是不一樣的。在500℃附近時,鐵損量隨著加溫及保溫時間急劇增加,幾乎成直線關係。

低於或高於480~510℃範圍,隨時間延長鐵損提高緩慢。因此,人們將480~510℃稱為惡性溶解區。在此溫度範圍內鋅液對工件及鋅鍋浸蝕最為嚴重,超過560℃鐵損又明顯增加,達到660℃以上鋅對鐵基體是破壞性浸蝕,鋅渣會急劇增加,施鍍無法進行。

因此,施鍍目前多在450~480℃及520~560℃兩個區域內進行。

2、鋅渣量的控制方法:

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素著手:

⑴施鍍及保溫要避開鐵的溶解高峰區,即不要在480~510℃時進行作業。

⑵鋅鍋材料盡可能選用含碳、含矽量低的鋼板焊接。含碳量高,鋅液對鐵鍋浸蝕會加快,矽含量高也能促使鋅液對鐵的腐蝕。目前多採用08f優質碳素鋼板。

其含碳0.087%(0.05%~0.

11%),含矽≤0.03%,並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。

也有人提出用碳化矽製作熔鋅槽,雖然可解決鐵損量,但造型工藝也是乙個難題。

⑶要經常撈渣。先將溫度公升高至工藝溫度上限以便鋅渣與鋅液分離,然後降至工藝溫度以下,使鋅渣沉於槽底後用勺撈取。落入鋅液中鍍件也要及時打撈。

⑷要防止助鍍劑中鐵隨工件帶入鋅槽,助鍍劑使用一定時間就有紅褐色含鐵的化合物生成,要定期濾去。助鍍劑ph值維護在5左右為好。

⑸鍍液中鋁少於0.01%會加快沉渣的生成,適量鋁不僅提高鋅液的流動性,增加鍍層亮度,而且有利於減少鋅渣、鋅灰。少量鋁浮在液面對減少氧化有益,過多影響鍍層質量,產生缺斑現象。

⑹加熱、公升溫要均勻,防止爆燒及區域性過熱。

六、熱鍍鋅的優點及應用:

1、熱鍍鋅的優點:

1、處理費用低:熱浸鍍鋅防鏽的費用要比其他漆料塗層的費用低;2、持久耐用:在郊區環境下,標準的熱鍍鋅防鏽厚度可保持50年以上而不必修補;在市區或近海區域,標準的熱鍍鋅防鏽層則可保持20年而不必修補;3、可靠性好:

鍍鋅層與鋼材間是冶金結合,成為鋼表面的一部份,因此鍍層的永續性較為可靠;4、鍍層的韌性強:鍍鋅層形成一種特別的冶金結構,這種結構能承受在運送及使用時受到機械損傷;5、全面性保護:鍍件的每一部分都能鍍上鋅,即使在凹陷處、尖角及隱藏處都能受到全面保護;6、省時省力:

鍍鋅過程要比其他的塗層施工法更快捷,並且可避免安裝後在工地上塗刷所需的時間。

2、熱鍍鋅的應用:

由於熱鍍鋅層對鋼材具有良好的抗腐蝕能力,且成本低廉,鍍層均勻,厚度、韌性、表面狀態比較容易控制等優點,熱鍍鋅的到廣泛應用。鍍鋅產品遍及國民經濟的各個行業:

(1) 熱鍍鋅板材主要應用於建築業、車船製造業、容器製造業、機電工業以及家電行業,用做裝置外殼、支撐框架或輕型支架等。

(2) 熱鍍鋅鋼管作為金屬結構或輸送管路,主要應用於石油化工裝置業、水利工程及採礦業、建築業等。

(3) 熱鍍鋅鋼絲主要應用於冶金、石油、機械、化工、電力、航空等行業。

(4) 熱鍍鋅鋼結構、型鋼主要應用於電力、通訊、交通運輸等行業。

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