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镀锌工艺资料

1、原理
热浸锌层是锌在液态下,分三个步骤形成的,铁基表面被锌液溶解形成锌、铁合金相层;合金层中的锌离子进一步向基体扩散形成锌、铁互溶层;合金层表面包裹着锌层。
2、性能特点
具有较厚致密的纯锌层覆盖在钢铁紧固件表面上,它可以避免钢铁基体与任何腐蚀溶液的接触,保护钢铁紧固件基体免受腐蚀。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,故对钢铁紧固件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,则防腐蚀作用更理想;具有锌—铁合金合金层,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;由于结合牢固,锌—铁互溶,具有很强的耐磨性;由于锌具有良好的延展性,其合金层与钢铁基体附着牢固,因此热镀锌可进行冷冲、轧制、拉丝、弯曲等各种成型工序,不损伤镀层;钢结构件热浸锌后,相当于一次退火处理,能有效改善钢铁基体的机械性能,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;热浸锌后的紧固件表面光亮美观;纯锌层是热浸锌中富有塑性的一层镀锌层,其性质基本接近于纯锌,具有良好的延展性。
3、应用范围
这种镀法特别适用于各种强酸、碱雾气等强腐蚀环境中。

镀锌工艺

镀锌工艺主要有热镀锌和冷镀锌两类。冷镀锌又称电镀锌。这里主要讨论电镀锌。 电镀锌种类繁多,五花八门。但从镀锌镀液的PH值上分,主要有两在类:碱性镀锌和酸性镀锌。
(1)碱性镀锌碱性镀锌工艺是指镀液的PH值是碱性。但因络合剂不同,又分为氰化物镀锌和锌酸盐镀锌两种。 氰化物镀锌是个很古老的镀种。镀液中主要有三种成分:主盐氧化锌,络合剂氰化钠和导电盐氢氧化钠(俗称火碱)。早期的氰化镀溶液中是没有光亮剂的。随着人们审美要求的提高,又在氰化液镀锌溶液中加入了起光亮作用的光亮剂。氰化镀锌工艺稳定,镀层细致。镀液分散能力好。根据氰化钠含量的多少不同,又分为高氰,中氰和低氰镀锌三种。氰化镀锌的缺点是毒性太大,对环境危害严重。
锌酸盐镀锌是近30年来发展较快的镀锌工艺。它的主要成分是主盐氧化锌,络合剂兼导电盐氢氧化钠(俗称火碱)。为了获得细致的分散能力好的光亮镀层,还要加入光亮剂。国内锌酸盐镀锌的主要发展时期是20世纪70年代的大搞无氰镀锌年代,著名的DPE镀锌工艺和DE镀锌工艺一直使用到现在。这种工艺虽然比不上氰化镀锌工艺的稳定、细致。但它的、优点是无氰。对环境的危害要小的多。现在锌酸盐镀锌有了新的发展,起泡和脆性等缺陷得到了克服,分散能力大为改进,可以和氰化镀锌比美。
(2)酸性镀锌镀液的PH值在4-6。20世纪70年代大搞无氰镀锌的第二个成果便是无氰氯化铵镀锌。与锌酸盐碱性镀锌并驾齐驱。它以氯化锌为主盐,氯化铵为络合剂及导电盐。柠檬酸,氨三乙酸为辅助络合剂。聚乙二醇和硫脲作镀层细化剂。从这种镀液中获得的镀层细致,分散能力好。镀液毒性小。但缺点主要是镀液不稳定,散发出来的氯化铵气体对电镀设备腐蚀性很大。电流效率也较低。对杂质敏感性强。工作温度范围窄。现已基本上被氯化钾镀锌工艺所淘汰。
氯化钾(或氯化钠)镀锌工艺是20世纪80年代发展起来的一种全新无氰镀锌工艺。它主要成分为:氯化锌主盐,一般使用含量为70-90g/L。氯化钾作导电盐,使用含量从140-280g/L不等,根据不同需求可任意调整。硼酸作PH值缓冲剂,以稳定PH值在4.6-5.6之间。由于这种镀液是在室温条件下工作,硼酸的溶解度不高,一般含量控制在25-30g/L。
单独靠这三种成分是镀不出合格锌镀层来的。还要加入一些添加剂才能获得光亮、细致的镀锌层来。氯化钾镀锌的优点是镀液稳定、镀层光亮细致且成本低、电流效率高、无毒。缺点是镀液的分散能力比碱性镀锌稍差,镀层的脆性也较大。尽管如此,氯化钾镀锌一面世,立刻普遍受到欢迎。发展十分迅速,已占据镀锌的半壁江山。从市场上看,目前镀锌工艺主要是两个镀种:碱性锌酸盐和酸性氯化钾镀锌。其他镀锌工艺均已相形见绌,缓慢退出历史舞台。
酸性镀锌工艺中还有一种硫酸盐镀锌工艺。它的主要成分是主盐硫酸锌。含量在250-500g/L之间。明矾或硫酸铝作导电盐。含量在30-50g/L之间。导电盐也有加入硫酸钠或氯化钠的。除了上述几种外,还要加入一些添加剂,作用是使镀层细致。较早是采用糊精或树胶,后来发明了一些专用光亮剂使镀层更加光亮细致。硫酸盐镀锌的优点是可使用较大电流密度(1-5A/dm2),镀速快。但缺点是镀液的分散能力很差,不宜用来镀较复杂工件。
由于它的特殊性,硫酸盐镀锌主要用在镀铁丝、钢带、钢板等形状简单,连续化生产性强的行业。除了上述几种常用的镀锌工艺外,还有焦磷酸盐镀锌、氟硼酸盐镀锌、羟酸盐镀锌等工艺,但应用不多,不再介绍。


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