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龙8官网游戏:热镀锌(精选20篇)

2024-07-18 12:07:50来源:龙8官网app下载安装 作者:龙8官网手机版下载安装
  热浸镀工艺主要成分保护气体的还原防范与溶剂方法。其中保护气体还原方法比较适宜进行连续作业,而溶剂
   详细介绍

  热浸镀工艺主要成分保护气体的还原防范与溶剂方法。其中保护气体还原方法比较适宜进行连续作业,而溶剂方法一般用于周期作业。应用保护气体的还原方法进行热浸镀锌的过程中,要先利用高温锅炉把钢材的表面油脂等相关有机物碳化之后去除,然后把处理过后的钢材利用还原气进行保护,输送至规定温度的熔融锌液中,实现热浸镀锌。利用此种模式生产热镀锌产品具备较高的生产效率,而且质量相对稳定,可是对于设备有着高要求,比较适宜进行大规模生产。而溶剂方法的工艺流程相对比较多,其中热浸镀锌最为重要的工序就是溶剂助镀,其不但能够弥补工序存在的不足,还能够活化钢铁表面,有效提升镀锌质量。另外,助镀效果严重影响着镀层质量和锌的消耗。对此,分析与研究热浸镀锌助镀工艺有着深远意义。

  助镀指把酸洗过后的制件浸入助镀液中,而在提出之后会在制件的表面产生一层相对较薄的氯化锌铵盐膜的过程。通常情况下助镀具备多种作用,例如清洁钢铁的表面,有效去除酸洗之后残留于制件表面上的铁盐或是氧化物,从而使钢铁件置入锌浴过程中拥有最大表面活性;会在制件的表面沉积一层盐膜,避免制件在助镀池至锌锅一段时间在空气中出现锈蚀;净化制件在浸入锌浴位置的液相锌时,可以保证制件和液态锌迅速浸润、反应。除此之外,制件表面所覆盖的相关氯化锌铵盐膜具备活化作用。若是温度未达到200℃时,就会在制件的表面产生一种复合盐酸,此为一种强酸,能够确保制件在干燥时表面难以产生氧化膜,进而维持活化状态。若是温度超过200℃时,制件表面的助镀液相关盐膜中要分解为HCL,这时HCL就会对钢基造成侵蚀,从而导致钢基的表面难以形成氧化物,使钢基维持活化状态。在热镀锌的过程中要科学合理地应用助镀液。

  盐类助镀剂中的氯化锌与氯化铵总浓度严重影响助镀效果。若是浓度未达到100~200g/L时,制件的表面就会附着少许盐膜,从而难以有效活化制件表面,并且无法获取相对均匀与平滑的镀层,比较容易发生漏镀;而浓度超过400~500g/L时,制件的表面盐膜就会过厚,不利于干透,导致锌液出现飞溅,从而形成大量的锌灰与烟尘。对此,助镀剂相应浓度一定要有效控制在200~400g/L区间。

  助镀液的pH值常常会在热镀锌的过程中被忽视,通常情况下助镀液的pH值应该在4~5之间,助镀液在此范围内能够实现酸洗过后制件表面的进一步清洁,有效弥补酸洗过程中出现的不足。若是pH值小于4,这时制件就会在溶液中遭受腐蚀,pH数值越低腐蚀就会越严重;若是pH数值大于5,这时就会导致制件的表面清洁效果比较差,而且pH数值越高,从而造成助镀液的浓度降低,发生漏镀。对此,溶液pH数值的测量应该选择pH数值在4~5区间且具备比较明显色差的精密pH试纸,还可以应用pH计。除此之外,还可以加入盐酸或是氨水有效调节溶液pH值,如果在助镀液中添加锌滴和锌灰等都会使助镀液pH数值逐渐升高。对此,一定要重视助镀液的pH数值变化,然后进行科学、合理调整。

  热镀锌助镀液中一般会存在KCL等相关杂质,从而严重影响助镀液的效果,发生漏镀,造成返镀件不断增加。尽管在助镀液中不应用,只是添加少量KCL,从而降低浸锌过程中烟尘的形成量,可是研究依然处在试验阶段。针对烟尘的去除,许多发达国家在热镀锌的过程中一般利用抽气除尘系统实现。

  应用以往的锌铵助镀剂过程中,在制件浸入锌液之后,复合盐膜就会在高温环境下通过受热分解形成HCL气体烟尘,从而对操作环境与生态环境造成严重影响。现阶段,学者已经研发出多种无烟助镀剂:首先是氯盐系列,其是一项以Zn与CL作为主要成分,并且加入少许KCL或Ca等有关氯化物的无烟助镀剂。而助镀剂中的Zn与NaCL占据总量的60%~90%,同时助镀剂几乎不会形成烟尘,可是助镀剂的效果并不是很理想,比较容易发生漏镀。该作用的原理如下,氯化锌主要发挥着基体的净化作用与制件浸镀之前的保护作用;而碱金属或是碱土金属的氯化物能够有效改进锌液和基体制件的润湿性与助镀剂自身流动性。另外,经过添加其他相关金属能够改进制件表面的清理作用和助镀剂自身的稳定性等。其次是表面活性剂与氯盐混合,对于热镀锌的助镀工艺而言,表面活性剂在早期主要应用在助镀剂的表面,防止助镀剂的蒸发,而后来主要应用在助镀剂的添加剂方面,主要改进助镀剂自身的流动性和盐膜的均匀性等。应用Zn或Sn,同时碱金属或是碱土金属的氯化物等作为助镀剂的重要成分,比较适宜应用在热镀锌和铝合金工艺中。最后是植酸盐系,主要由植酸锌和氟化钠及草酸等构成的植酸盐系列的助镀剂,应用草酸等活化基体的表面,助镀剂中的柠檬酸主要发挥着配位亚铁离子功能,而植酸锌一般发挥抗氧化作用。因为助镀剂中并不含有氯化铵,在浸镀的过程中就不会形成烟雾,便于改进工作环境,可是植酸锌的价格相对比较昂贵。尽管无烟助镀剂取得一定研究成果,可是并未在工业中大量

  电解活化为一项新型的助镀方式,其是以传统助镀剂的热度工艺为前提,在助镀剂池中建立电解装置。一般情况下,电解活化的助镀剂主要由Zn等构成,而电解设备主要由石墨作为阳极与试样自身作为阴极构成。在进行电解的过程中,容易发生置换反应,从而使制件的表面存在充足的助镀剂,而并未发生置换反应的相关电镀锌层还能够避免热度之前实验出现氧化和污染。对此,通过电解活化助镀,能够获取质量更为稳定与无漏镀等问题的镀层。

  近些年来,社会经济的不断发展使国内热镀锌企业在科学技术和设备方面得到一定提升。而助镀作为热浸镀锌工艺的主要工序,一定要深入了解所有工艺参数的具体作用,同时进行科学、合理控制,才可以在一定程度上有效降低成本,并且确保热镀锌的整体质量,增强企业的核心竞争力。

  [1] 魏世丞,朱晓飞,魏绪钧.热镀锌钢丝助镀剂的研究[J].有色矿冶,2012,18(3).

  [2] 刘军.热浸镀55%铝锌合金镀层助镀剂的选择[J].机械工程材料,2013,27(12).

  [3] 蒋鸣,李国喜,刘常升,等.非调质N80钢热浸镀55%Al-Zn合金助镀剂的研究[J].腐蚀科学与防护技术,2013,20(1).

  [4] 魏云鹤,于萍,郭小玉,等.高速公路护栏网热镀55%Al-Zn的质量控制及耐蚀性能[J].材料保护,2014,37(1).

  热镀锌合金化起源于80年代,热镀锌合金化镀层具有耐蚀性、涂装性、焊接性的特点,已广泛应用于汽车制造等相关制造业,具有广泛的应用前景。合金化镀层的组织结构具有复杂性,在镀层组织、工艺、性能关系的研究中,镀层组织的电化学分析是一个难点,是研究其他关系的前提。热镀锌合金化镀层受大气和海洋腐蚀的实验方法从室外发展到室内的同时,其研究和分析方法也逐步向多元化特点,更多的电化学研究方法已经逐步被广泛应用。

  电化学方法,即是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律,建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上,进行定性和定量相结合的分析方法。基础是在电化学池中所发生的电化学反应。电化学池由电解质溶液和浸入其中的两个电极组成,两电极用外电路接通.在两个电极上发生氧化还原反应,电子通过连接两电极的外电路从一个电极流到另一个电极。根据溶液的电化学性质,如电极电位、电流、电导、电量等,与被测物质的化学或物理性质。如电解质溶液的化学组成 、浓度、氧化态与还原态的比率等之间的关系,将被测定物质的浓度转化为一种电学参量加以测量。

  恒电流法,即是采用足够低的电位扫描速度,在平衡电极电位较低的相溶解过程中,平衡电极电位较高的其余各处于相对稳定状态,可使镀层各相产生选择性逐相溶解,能清晰地显示各相的溶解过程。通过选取适当的电解质溶液,采用足够低的扫描速度,可区分出镀层各相的溶解过程,基本避免了各相之间同时溶解。电化学实验仪器为Solartron 1287 A恒电位仪和Sola巾on 1255B阻抗普仪。动电位极化曲线 mV/min,电位扫描区间为-100mV 到100mV(相对于开路电位),阴阳极扫描均从开路电位开始。电化学阻抗测试频率范围为8 kHz-9 mHz,方向为从高频开始到低频结束,测试时扰动电位的幅度为5 mV。 热镀锌合金化镀层样品表面形貌观察采用冷场发射扫描电回热镀锌合金化镀层进行扫描的。

  无论什么条件下,热镀锌合金化含量由0%至10%时合金抗腐蚀性能随合金含量增大而增强;热镀锌含量由10%至20%时,抗腐蚀性能随热镀锌合金化含量增加而减弱;热镀锌合金由20%至30%时,抗腐蚀性能又随热镀锌合金化含量的提高而增强;当热镀锌合金化含量大于30%时,虽然腐蚀速度较低,但在不同介质中与66Al2Zn相比,表现为不稳定,规律不明显并出现个别点蚀。就金属腐蚀而言,如果预先采用涂层防护(包括防腐涂料和表面处理技术)和电化学保护(包括牺牲阳极和外加电流阴极保护方法)对金属进行保护,其中25%-40 %的损失可以得到有效避免[1-2]。

  以扫描电镜、背散射及EDS能谱表征和分析手段对热镀锌合金化镀层镀层的表面结构、形貌及腐蚀性能进行了详细研究。同时利用循环伏安、动电位极化曲线、电化学阻抗及腐蚀电位等电化学手段详细研究了热镀锌合金化镀层的腐蚀电化学行为。结果表明,热镀锌合金化镀层镀层元明显的孔洞和漏镀,但表面有明显的凹陷、不平及少许的微孔,其表面主要由热镀锌合金化镀层相组成的网络状结构形貌。结果表明,热镀锌合金化镀层的腐蚀速度随热镀锌合金化含量的增加是波动的,呈现出波浪形变化特点。 其次,从电子化电阻及腐蚀电流的变化可以看出:不同合金成分的镀层,其电阻数值在5Al2Zn处明显升高,腐蚀电流则相应降低;随着合金成分中热镀锌合金化含量的增加,该二参数发生相反的变化,至25Al2Zn处,电阻达到整个热镀锌合金化含量的最低值,而相应的腐蚀电流则达到最高值;热镀锌合金化含量的电阻值不断上升,腐蚀电流不断下降,热镀锌合金化含量大于35%后,腐蚀电流趋于平稳。

  从上述分析可以看到,电阻与腐蚀电流所反映的腐蚀状态基本一致,即电阻值越大则腐蚀电流数值越小,对腐蚀后样品电阻与腐蚀电流数值的测定也获得了与此一致的结果。可知,热镀锌合金化镀层的腐蚀电子化速度很慢,比纯热镀锌合金化的腐蚀速度低1-2倍;而热镀锌合金化镀层腐蚀速率与纯热镀锌合金化镀层的相接近,均高于成分镀层的腐蚀速度。热镀锌合金化系统的腐蚀速度随镀层中铝含量的增加而呈现出非线性的变化。从影响腐蚀的各种因素上分析,为了解热镀锌合金化的影响机制,有待在腐蚀产物、合金微观结构等方面进一步开展工作。

  第一,热镀锌合金化镀层的电化学腐蚀结果与合金成分有关,热镀锌合金可分为整体腐蚀和晶间腐蚀,晶间腐蚀危害性大于整体腐蚀[2],其中55Al2Zn合金镀层和5Al2Zn合金镀层抗蚀性能最好,而25Al2Zn合金镀层抗蚀性能最差。第二,热镀锌合金化的大小对抗蚀性能在各阶段的影响。热镀锌合金化含量由0%至10%时合金抗腐蚀性能随合金含量增大而增强;热镀锌含量由10%至20%时,抗腐蚀性能随热镀锌合金化含量增加而减弱;热镀锌合金由20%至30%时,抗腐蚀性能又随热镀锌合金化含量的提高而增强;当热镀锌合金化含量大于30%时,虽然腐蚀速度较低,但在不同介质中与66Al2Zn相比,表现为不稳定,规律不明显并出现个别点蚀。第三,热镀锌合金化含量在10%、20%和30%出现的三个特异点,说明了热镀锌合金化的加入对提高耐蚀性能并不呈现线性规律。应进一步从腐蚀产物、微观结构等方面开展深入的研究。第四,可以定性判断热镀锌合金化镀层合金相种类及不同合金化时间镀层中合金相的相对含量,但不能定量地给出镀层中合金相的含量。第五,用电解剥离的方法在足够低的电位扫描速度下可以使热镀锌合金化镀层中的各相逐相溶。

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