热镀锌的基本原理及工艺流程
热镀锌生产按工艺分,一般分为“连续热镀锌”工艺和“间歇热镀锌”工艺;专业镀锌板、镀锌管、带钢等行业一般采用“连续式热镀锌”工艺:铁塔、管件、钢结构等杂件热镀锌行业一般采用“间歇式热镀锌” “ 过程。笔者从事的热镀锌生产均属于后者。
热镀锌生产按工艺布局一般分为欧式、日式等生产布局。 “批量热镀锌”企业均采用两种生产线工艺布局。
(一)热镀锌的基本原理
热镀锌又称热镀锌,与电镀锌不同!热镀锌工艺,在保护钢铁基材的各种涂装方法中,热镀锌是一种非常优秀的一种。在液态锌中,钢工件经过物理和化学处理后,将钢工件浸入440℃至465℃的温度(即线性腐蚀区和高寄生腐蚀区的温度,以及不同钢工件热浸镀锌所适合的温度范围不同),或在较高温度下在熔融锌中处理的工艺。钢基体与锌液发生反应,形成锌铁金层和覆盖钢工件整个表面的纯锌层。镀锌表面具有一定的韧性,能承受很大的摩擦和冲击,与基体有良好的结合。
这种电镀方法不仅具有电镀锌的耐腐蚀特性,而且还具有Zn-Fe合金层。它还具有电镀锌无法比拟的强耐腐蚀性。因此,这种电镀方法特别适用于强酸、碱雾等强腐蚀环境。
热镀锌与电镀锌不同。电镀锌是在电解过程中在阴极上形成的锌层。事实上,电镀锌是逐渐析出锌原子的沉积过程。也就是说,当电镀开始时,铁基体表面会产生微小的晶核。这些单晶核随着电镀时间的增加而增加,最终结合在一起形成镀锌层。相比之下,热镀锌不是沉积过程,而是锌向铁的溶解过程。它是铁在熔融锌液中溶解而形成的镀锌层。这个过程实际上是一个“焊锌挂膜”的过程。
热镀锌层是由锌在高温液态下分三步形成的。
热镀锌的三个步骤:
热镀锌层的形成,如图所示,是通过以下步骤实现的:
(1)表面被锌液溶解;铁基表面被锌液溶解,形成Zn-Fe合金相。
(2)合金层中的锌离子进一步扩散到基体中,形成Zn-Fe互溶层;铁在被锌液溶解的过程中形成Zn-Fe合金并继续扩散。
(3)在Zn-Fe合金层表面包裹一层锌层,锌层冷却结晶形成锌层。
因此,将净化除锈后的钢材直接浸入熔融锌液中得到的镀锌保护层非常牢固。同时,其扩散和覆盖能力远优于电镀锌。
所谓“扩散能力”和“覆盖能力”是指被镀工件表面镀锌层的均匀性和完整性。 “扩散能力”也称为“抛镀能力”,是指均匀分布镀锌层厚度的能力; “覆盖能力”也称为“深度能力”、“掩口能力”或“落地能力”。就这两项能力而言,热镀锌比电镀锌强得多。例如,工件表面的深凹处,或者管状工件的内孔壁,往往很浅,甚至无法进行电镀锌。热镀锌无论工件形状多么复杂,都能获得内外一致的良好镀锌层。
热镀锌性能特点
钢表面覆盖一层厚厚致密的纯锌钢结构热镀锌工艺流程,可以避免钢基体与任何腐蚀性溶液接触钢结构热镀锌工艺流程,保护钢基体免受腐蚀。在一般大气中,锌层表面形成一层极薄而致密的氧化锌层。难溶于水,因此对钢基体起到一定的保护作用。如果氧化锌与大气中的其他成分形成不溶性锌盐,则防腐效果会更加理想。
钢材经过热镀锌后,具有结合致密的Zn-Fe合金层,在海洋盐雾气氛和工业气氛中表现出独特的耐腐蚀性能。由于结合力强,Zn-Fe互溶,具有很强的耐磨性。由于锌具有良好的延展性,其合金层牢固地粘附在钢基体上。因此,热镀锌工件可以进行冷冲、轧制、拉拔、弯曲等,而不损坏镀锌层。
钢制工件热镀锌相当于一次退火处理,可以有效提高钢基体的力学性能,消除钢制工件成形和焊接时的应力,有利于钢制工件车削。
热镀锌钢工件表面光亮、美观。纯锌层是热镀锌中塑性最强的锌层。其性能基本接近纯锌,并具有延展性,因此具有柔韧性。
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