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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上撓性連接器底座熱浸鍍鋅工藝流程 1 索引概述 熱鍍鋅也稱(chēng)熱浸鍍鋅,是鋼鐵構(gòu)件浸入熔融的鋅液中獲得金屬覆蓋層的一種方法。近年來(lái)隨著船舶制造業(yè),高壓輸電、交通、通訊事業(yè)迅速發(fā)展,對(duì)鋼鐵件防護(hù)要求越來(lái)越高,熱鍍鋅需求量也不斷增加。2 熱鍍鋅層防護(hù)性能 通常電鍍鋅層厚度515m,而熱鍍鋅層一般在65m以上,甚至高達(dá)100m。熱鍍鋅覆蓋能力好,鍍層致密,無(wú)有機(jī)物夾雜。眾所周知,鋅的抗大氣腐蝕的機(jī)理有機(jī)械保護(hù)及電化學(xué)保護(hù),在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及堿式碳酸鋅保護(hù)膜,一定程度上減緩鋅的腐蝕,這層保護(hù)膜(也稱(chēng)白銹)受到破壞又會(huì)形成新的膜層。當(dāng)鋅層破壞嚴(yán)重,危及
2、到鐵基體時(shí),鋅對(duì)基體產(chǎn)生電化學(xué)保護(hù),鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位-0.76V,鐵的標(biāo)準(zhǔn)電位-0.44V,鋅與鐵形成微電池時(shí)鋅作為陽(yáng)極被溶解,鐵作為陰極受到保護(hù)。顯然熱鍍鋅對(duì)基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優(yōu)于電鍍鋅。 3 熱鍍鋅層形成過(guò)程 熱鍍鋅層形成過(guò)程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成鐵-鋅合金的過(guò)程,工件表面在熱浸鍍時(shí)形成鐵-鋅合金層,才使得鐵與純鋅層之間很好結(jié)合,其過(guò)程可簡(jiǎn)單地?cái)⑹鰹椋寒?dāng)鐵工件浸入熔融的鋅液時(shí),首先在界面上形成鋅與鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態(tài)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(dāng)鋅在固熔體中達(dá)到飽和后,鋅鐵兩種元素原子相互擴(kuò)散,擴(kuò)散到(或
3、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(kuò)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(dāng)工件從浸鋅液中移出時(shí)表面形成純鋅層,為六方晶體。其含鐵量不大于0.003%。 4 熱鍍鋅工藝過(guò)程及有關(guān)說(shuō)明4.1 工藝過(guò)程工件脫脂水洗酸洗水洗浸助鍍?nèi)軇┖娓深A(yù)熱熱鍍鋅整理冷卻鈍化漂洗干燥檢驗(yàn) 4.2 有關(guān)工藝過(guò)程說(shuō)明 4.2.1 脫脂 可采用化學(xué)去油或水基金屬脫脂清洗劑去油,達(dá)到工件完全被水浸潤(rùn)為止。4.2.2 酸洗 可采用H2SO4 15%,硫脲0.1%,4060或用HCl 20%,六次甲基四胺13g/L,2040進(jìn)行酸洗。加入緩蝕劑可防止基體過(guò)
4、腐蝕及減少鐵基體吸氫量。脫脂及酸洗處理不好會(huì)造成鍍層附著力不好,鍍不上鋅或鋅層脫落。 4.2.3 浸助鍍劑 也稱(chēng)結(jié)合劑,可保持在浸鍍前工件具有一定活性,以增強(qiáng)鍍層與基體結(jié)合。NH4Cl 15%25%,ZnCl2 2.5%3.5%,5565,510min。為減少NH4Cl揮發(fā)可適當(dāng)加入甘油。4.2.4 烘干預(yù)熱 為了防止工件在浸鍍時(shí)由于溫度急劇升高而變形,并除去殘余水分,防止產(chǎn)生爆鋅,造成鋅液爆濺,預(yù)熱一般為120180。4.2.5 熱鍍鋅 要控制好鋅液溫度、浸鍍時(shí)間及工件從鋅液中移出的速度。 溫度過(guò)低,鋅液流動(dòng)性差,鍍層厚且不均勻,易產(chǎn)生流掛,外觀質(zhì)量差;溫度高,鋅液 流動(dòng)性好,鋅液易脫離工件
5、,減少流掛及皺皮現(xiàn)象發(fā)生,附著力強(qiáng),鍍層薄,外觀好,生產(chǎn)效率高;但溫度過(guò)高,工件及鋅鍋鐵損嚴(yán)重,產(chǎn)生大量鋅渣,影響浸鋅層質(zhì)量,鋅耗大,甚至無(wú)法施鍍。 在同一溫度下,浸鍍時(shí)間長(zhǎng),鍍層厚。不同溫度,要求同樣的厚度時(shí),高溫浸鍍所需時(shí)間長(zhǎng)。 一般廠(chǎng)家為了防止工件高溫變形及減少由于鐵損造成鋅渣,都采用450470,0.51.5min。有些工廠(chǎng)對(duì)大工件及鑄鐵件采用較高溫度,但要避開(kāi)鐵損高峰的溫度范圍。 為了提高在較低溫度下熱浸鍍液的流動(dòng)性,防止鍍層過(guò)厚,并提高鍍層外觀,常常加入0.01%0.02%的純鋁。鋁要少量多次加入。4.2.6 整理 鍍后對(duì)工件整理主要是去除表面余鋅及鋅瘤,用震動(dòng)或手工方法均可。 4
6、.2.7 鈍化 目的是提高工件表面抗大氣腐蝕性能,減少或延長(zhǎng)白銹出現(xiàn)時(shí)間,保持鍍層具有良好的外觀。都用鉻酸鹽鈍化,如Na2Cr2O7 80100g/L,硫酸34ml/L。4.2.8 冷卻 一般用水冷,但溫度不可過(guò)低,防止工件,特別是鑄件由于激冷回縮產(chǎn)生基體組織開(kāi)裂。4.2.9 檢驗(yàn) 鍍層外觀光亮、細(xì)致、無(wú)流掛、皺皮現(xiàn)象。厚度檢驗(yàn)可采用涂層測(cè)厚儀,方法比較簡(jiǎn)便。也可通過(guò)鋅附著量進(jìn)行換算得到鍍層厚度。結(jié)合強(qiáng)度可采用彎曲壓力機(jī),將樣件作90180°彎曲,應(yīng)無(wú)裂紋及鍍層脫落。也可用重錘敲擊檢驗(yàn)。5 鋅灰、鋅渣的控制5.1 鋅灰、鋅渣的形成 鋅灰鋅渣不僅嚴(yán)重影響到浸鋅層質(zhì)量,造成鍍層粗糙,產(chǎn)生
7、鋅瘤。而且使熱鍍鋅成本大大升高。通常每鍍1t工件耗鋅80120kg,如果鋅灰鋅渣嚴(yán)重,其耗鋅量會(huì)高達(dá)140200kg。控制鋅炭主要是控制好溫度,減少鋅液表面氧化而產(chǎn)生的浮渣。國(guó)內(nèi)有些廠(chǎng)家用耐火砂、炭灰等覆蓋。國(guó)外采用熱傳導(dǎo)率小、熔點(diǎn)高、比重小、與鋅液不發(fā)生反應(yīng),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(kāi),又對(duì)工件無(wú)粘附作用。 對(duì)于鋅液中鋅渣的形成主要是溶解在鋅液中的鐵含量超過(guò)該溫度下的溶解度時(shí)所形成的流動(dòng)性極差的鋅鐵合金,鋅渣中鋅含量可高達(dá)95%,這是熱鍍鋅成本高的關(guān)鍵所在。從鐵在鋅液中的溶解度曲線(xiàn)可以看出:不同的溫度及不同的保溫時(shí)間,其溶鐵量即鐵損量是不一樣的。在
8、500附近時(shí),鐵損量隨著加溫及保溫時(shí)間急劇增加,幾乎成直線(xiàn)關(guān)系。低于或高于480510范圍,隨時(shí)間延長(zhǎng)鐵損提高緩慢。因此,人們將480510稱(chēng)為惡性溶解區(qū)。在此溫度范圍內(nèi)鋅液對(duì)工件及鋅鍋浸蝕最為嚴(yán)重,超過(guò)560鐵損又明顯增加,達(dá)到660以上鋅對(duì)鐵基體是破壞性浸蝕,鋅渣會(huì)急劇增加,施鍍無(wú)法進(jìn)行。因此,施鍍目前多在450480及520560兩個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。 5.2 鋅渣量的控制 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: 5.2.1 施鍍及保溫要避開(kāi)鐵的溶解高峰區(qū),即不要在480510時(shí)進(jìn)行作業(yè)。 5.2.2 鋅鍋材料盡可能選用含碳、含硅量低的鋼板焊接。含碳量高,鋅液對(duì)鐵鍋浸蝕會(huì)加快,硅含量高也能促使鋅液對(duì)鐵的腐蝕。目前多采用08F優(yōu)質(zhì)碳素鋼板。其含碳0.087%(0.05%0.11%),含硅0.03%,并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。也有人提出用碳化硅制作熔鋅槽,雖然可解決鐵損量,但造型工藝也是一個(gè)難題。5.2.3 要經(jīng)常撈渣。先將溫度升高至工藝溫度上限以便鋅渣與鋅液分離,然后降至工藝溫度以下,使鋅渣沉于槽底后用勺撈取。落入鋅液中鍍件也要及時(shí)打撈。 5.2.4 要防止助鍍劑中鐵隨工件帶入鋅槽,助鍍劑使用一定時(shí)間就有紅褐色含鐵的化合物生成,要定期濾去。
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