一般想要减少锌渣 的最好最适合的办法就是在于镀锌工艺控制(酸洗、热镀锌的时间、温度、锌锭成分),这就是化学中的酸碱中和。一般在一些正规的大型企业中,热镀锌钢格栅板不会出现大量的锌渣, 因为他们的工艺已经非常的成熟了。
时间:2011-11-24 22:15:36 电镀锌适用于那些材料?在什么环境下使用?与镀硬铬比,有优点么?(问题号:kyiiiodfzs1041085523)回答如下:锌易溶于酸,也能溶于碱,故称它为两性金属。锌在干燥的空气中几乎不发生变化。在潮湿的空气中,锌表面会生成致密的碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中,锌的耐蚀性较差,尤其在高温高湿含有机酸的气氛里,锌镀层极易被腐蚀。 锌的标准电极电位为-076V,对钢铁基体来说,锌镀层属于阳极性镀层,它主要用于防止钢铁的腐蚀,其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。 锌镀层经钝化处理、染色或涂覆护光剂后,能显著提高其防护性和装饰性。近年来,随着镀锌工艺的发展,高性能镀锌光亮剂的采用,镀锌已从单纯的防护目的进入防护-装饰性应用。 镀锌溶液有氰化物镀液和无氰镀液两类。氰化物镀液中分微氰、低氰、中氰、和高氰几类。无氰镀液有碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液、硫酸盐镀液及无氨氯化物镀液等。氰化镀锌溶液均镀能力好,得到的镀层光滑细致,在生产中被长期采用。但由于氰化物剧毒,对环境污染严重,近年来已趋向于采用低氰、微氰、无氰镀锌溶液。 镀锌工艺 [编辑本段]二、原理 在盛有镀锌液的镀槽中,经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极,用镀覆金属制成阳极,两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后,镀锌液中的金属离子,在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液,以保持被镀覆的金属离子的浓度[1]。在有些情况下,如镀铬,是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极,它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度,需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。镀锌时,阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量,需要适时进行控制。 [编辑本段]三、种类 1、碱性氰化物镀锌 2、碱性锌酸盐镀锌 3、铵盐镀锌 4、钾盐镀锌 5、铵钾混合浴镀锌 6、硫酸盐镀锌 三、镀锌层的后处理 1、去氢 2、钝化 3、着色 现在钢板的表面镀锌主要采用的方法是热镀锌。 热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的,自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来,已经有一百四十年的历史了。然而,热镀锌工业是近三十年来伴随冷轧带钢的飞速发展而得到了大规模发展。 热镀锌板的生产工序主要包括:原板准备→镀前处理→热浸镀→镀后处理→成品检验等。按照习惯往往根据镀前处理方法的 不同把热镀锌工艺分为线外退火和线内退火两大类,即湿法 (单张钢板热镀锌法)、线外退火(单张钢板热镀锌法)、热镀锌 惠林(Wheeling)法(带钢连续热镀锌法) 、线内退火 森吉米尔(Sendzimir)法(保护气体法)、 改良森吉米尔法、美钢联法(同日本川崎法)、赛拉斯(Selas)法和莎伦(Sharon)法。 1. 线外退火:就是热轧或冷轧钢板进入热镀锌作业线之前,首先在抽底式退火炉或罩式退火炉中进行再结晶退火,这样,镀锌线就不存在退火工序了。钢板在热镀锌之前必须保持一个无氧化物和其他脏物存在的洁净的纯铁活性表面。这种方法是先由酸洗的方法把经退火的表面氧化铁皮清除,然后涂上一层由氯化锌或由氯化铵和氯化锌混合组成的溶剂进行保护,从而防止钢板再被氧化。 (1)湿法热镀锌:钢板表面的溶剂不经烘干(即表面还是湿的)就进入起表面覆盖有熔融态溶剂的锌液进行热镀锌。此方法的缺点是: a只能在无铅状态下镀锌,镀层的合金层很厚且粘附性很坏。 b生成的锌渣都积存在锌液和铅液的界面处而不能沉积锅底(因为锌渣的比重大于锌液而小于铅液),这样钢板因穿过锌层污染了表面。因此,该方法已基本被淘汰。 (2)单张钢板:这种方法一般是采用热轧叠轧板作为原料,首先把经过退火的钢板送入酸洗车间,用硫酸或盐酸清除钢板表面的氧热镀锌法化铁皮。酸洗之后的钢板立即进入水箱中浸泡等待镀锌,这样可以防止钢板再氧化。后经过酸洗、水清洗、挤干、烘干、进入锌锅(温度一直保持在445—465℃)热镀锌,再进行涂油和铬化处理。这种方法生产的热镀锌板比湿法镀锌成品质量有显著提高,只对小规模生产有一定价值。 (3)惠林法热:该连续镀锌生产线包括碱液脱脂、盐酸酸洗、水冲洗、涂溶剂、烘干等一系列前处理工序,而且原板进入镀锌线镀锌前还需要进行罩式炉退火。这种方法生产工艺复杂,生产成本高,更为主要的是此方法生产的产品常常带有溶剂缺陷,影响镀层的耐蚀性。并且锌锅中的AL常常和钢板表面的溶剂发生作用生成三氯化铝而耗掉,镀层的粘附性变坏。因而此方法虽然已问世近三十年,但在世界热镀锌行业中并未得到发展。 2.线内退火:就是由冷轧或热轧车间直接提供带卷作为热镀锌的原板,在热镀锌作业线内进行气体保护再结晶退火。属于这个类行业的热镀锌方法包括:森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法(同日本川崎法);赛拉斯法;莎伦法。 森吉米尔法:它是把退火工艺和热镀锌工艺联合起来,其线内退火主要包括氧化炉,还原炉两部份组成。带钢在氧化炉中煤气火焰直接加热到450度左右,把带钢表面残存的轧制油烧掉,净化表面。后再把带钢加热到700-800度完成再结晶退火,经冷却段控制进锌锅前温度在480度左右,最后在不接触空气的情况下进入锌锅镀锌,因此,森吉米尔法产量高、镀锌质量较好,此法曾得到广泛应用。 美钢联法: 它是森吉米尔法的一个变种,它仅仅是利用一个碱性电解脱脂槽取代了氧化炉的脱脂作用,其余工序与森吉米尔法基本相同。在原板进入作业线后,首先进行电解脱脂,而后水洗、烘干,再通过有保护气体的还原炉进行再结晶退火,最后在密封情况下进入锌锅热镀锌。这种方法因带钢不经过氧化炉加热,所以表面的氧化膜较薄,可适当降低还原炉中保护气体的氢含量。这样,对炉安全和降低生产成本有利。但是,由于带钢得不到预加热就进入还原炉中,这样无疑提高了还原炉的热负荷,影响炉子的寿命。因此这种方法并未得广泛应用。 赛拉斯法: 又称火焰直接加热法;首先带钢经碱洗脱脂,而后用盐酸清除表面的氧化皮,并经水洗、烘干后再进入由煤气火焰直接加热的立式线内退火炉,通过严格控制炉内煤气和空气的焰烧比例,使之在煤气过剩和氧气不足的情况下进行不完全焰烧,从而使炉内造成还原气氛。使其快速加热达到再结晶温度并在低氢保护气氛下冷却带钢,最后在密闭情况下浸入锌液,进行热镀锌。该法设备紧凑,投资费用低,产量高(最高可达50/小时)。但生产工艺复杂,特别是在机组停止运转时,为了避免烧断带钢,需要采用炉子横移离开钢带的方法,这样操作问题很多,所以,热镀锌工业采用此法很少。 莎伦法:1939年美国莎伦公司投产一台新型的热镀锌机组,所以也叫莎伦法。该法是在退火炉内向带钢喷射氯化氢气体并使带钢达到再结晶温度,所以也称为气体酸洗法。采用氯化氢气体酸洗,不但能去除带钢表面的氧化皮,而且同时去除了带钢表面的油脂,由于带钢表面被氧化气体腐蚀,形成麻面,所以使用莎伦法所得到的镀层粘附性特别好。但是由于设备腐蚀严重,由此造成很高的设备维修和更新费用。因而此种方法很少被采用。 改良森吉米:它是一种更优越的热镀锌工艺方法;它把森吉米尔法中各自独立的氧化炉和还原炉由一个截面积较小的过道连接起来,这样包括预热炉、还原炉和冷却段在内的整个退火炉构成一个有机整体。实践证明,该法具有许多优点:优质、高产、低耗、安全等优点已逐渐被人们所认识。其发展速度非常快,1965年以来新建的作业线几乎全部采用了这种方法,近年来老的森吉米尔机组也大都按照此方法进行了改造。 工艺原理在装有镀件、玻璃球、锌粉、水和促进剂的旋转滚桶内,作为冲击介质的玻璃球随着滚桶转动,与镀件表面发生摩擦和锤击产生机械物理能量,在化学促进剂的作用下,将镀涂的锌粉“冷焊”到镀件表面上,形成光滑、均匀和细致的具有一定厚度的镀层。 技术标准采用美国ASTM B695-2000及军用C-81562机械镀锌技术标准。 质量特点: 1、外观光滑,无锌瘤、毛刺,呈银白色; 2、厚度均为可控,在5-107μm之内任意选择; 3、无氢脆、无温度危害,可保证材料力学性能不变; 4、可代替部分需热镀锌的工艺; 5、耐腐蚀性好,中性盐雾试验达240小时。 应用范围钢钉、铁钉、紧固件、自来水管接头、脚手架扣件、钢丝绳马钢夹头等。 电镀锌:就是利用电解,在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。 与其他金属相比,锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属,属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件,特别是防止大气腐蚀,并用于装饰。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀(适合小零件)、自动镀和连续镀(适合线材、带材)。 [编辑本段]分类 目前,国内按电镀溶液分类,可分为四大类: 1.氰化物镀锌: 由于(CN)属剧毒,所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制,不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展,要求使用低氰(微氰)电镀液。 采用此工艺电镀后,产品质量好,特别是彩镀,经钝化后色彩保持好。 2.锌酸盐镀锌: 此工艺是由氰化物镀锌演化而来的。目前国内形成两大派系,分别为: a) 武汉材保所的”DPE”系列;b) 广电所的”DE”系列 。都属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌;PH值为125~13。 采用此工艺,镀层晶格结构为柱状,耐腐蚀性好,适合彩色镀锌。 注意:产品出槽后—>水洗—>出光(硝酸+盐酸) —>水洗—>钝化—>水洗—>水洗—>烫干—>烘干—>老化处理(烘箱内80~90oC。 3.氯化物镀锌 此工艺在电镀行业应用比较广泛,所占比例高达40%。 钝化后(兰白)可以锌代铬(与镀铬相媲美),特别是在外加水溶性清漆后,外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的。 此工艺适合于白色钝化(兰白,银白)。 4.硫酸盐镀锌 此工艺适合于连续镀(线材、带材、简单、粗大型零、部件)。成本低廉
首先锌液成分杂质越少,锌液是流动性越好,镀出来的成品越光滑;其次人为添加的镍可以抑制圣德林效应,抑制表面色差,提高锌液的流动性,铝、稀土可以使产品表面亮度增加。铁则会生成锌渣对附在成品表面出现细微不光滑的小颗粒。
一、锌合金压铸工艺制定需考虑以下问题
1金属液在浇注系统内能否干净、平稳地流动,不会产生分离和涡流。
2有没有尖角区或死亡区存在。
3浇注系统是否有截面积的变化。
4.排气槽、溢流槽位置是否正确?是否够大?是否会被堵住?气体能否有效、顺畅排出?应用计算机模拟充填过程,就是为了分析以上现象,以作判断来选择合理的工艺参数。
二、涂料产生气体分析
涂料性能:如发气量大对锌合金压铸件气孔率有直接影响。
喷涂工艺:使用量过多,造成气体挥发量大,冲头润滑剂太多,或被烧焦,都是气体的来源。
1解决锌合金压铸件气孔的办法
先分析出是什么原因导致的气孔,再来取相应的措施。
(1)干燥、干净的合金料。
(2)控制熔炼温度,避免过热,进行除气处理
(3)合理选择压铸工艺参数,特别是压射速度。调整高速切换起点。
(4)顺序填充有利于型腔气体排出,直浇道和横浇道有足够的长度(>50mm),以利于合金液平稳流动和气体有机会排出。可改变浇口厚度、浇口方向、在形成气孔的位置设置溢流槽、排气槽。溢流品截面积总和不能小于内浇口截面积总和的60%,否则排渣效果差。
(5)选择性能好的涂料及控制喷涂量。
三、如何测量炉温呢
1.锌合金压铸最佳的熔化温度:压铸用的锌合金熔点为382 ~ 386℃,合适的温矮度控制是锌合金成分控制的一个重要因素。为保证合金液良好的流动性充填型腔,压铸机锌锅内金属液温度为415 ~ 430℃,薄壁件、复杂件压铸温度可取上限;厚壁件、简单件可取下限。中央熔炼炉内金属液温度为430 ~ 450℃。进入鹅颈管的金属液温度与锌锅内的温度基本一样。通过控制锌锅金属液温度就能对浇注温度进行准确的控制。
2.(熔化温度过高时)
铁质坩埚与锌液反应加快,坩埚表面发生铁的氧化反应生Fe2O3等氧化物铁元素还会与锌液反应生成FeZn13化合物(锌渣),溶解在锌液中。铝、镁元素烧损, 金属氧化速度加快,烧损量增加,锌渣增加。热膨胀作用会发生卡死锤头现象。铸铁坩埚中铁元素熔入合金更多,高温下锌与铁反应加快。会形成铁-铝金属间化合物的硬颗粒,使锤头、鹅颈过度磨损。铸铁坩埚中铁元素熔入合金更多,高温下锌与铁反应加快。会形成铁-铝金属间化合物的硬颗粒,使锤头、鹅颈过度磨损。燃料消耗相应增加。温度越高,铸件结晶粗大而使力学性能降低。
3.(熔化温度过低时)
合金流动性差,不利于成形,影响压铸件表面质量。
4.(如何保持温度的稳定)
现在的压铸机熔锅或熔炉都配备温度测控系统,定时检查以保证测温仪器的准确性,定期用便携式测温器(温度表)实测熔炉实际温度,予以校正。有经验的压铸工会用肉眼观察熔液,若刮渣后觉得熔液不太粘稠。
(1)HCl能溶解可溶性盐,如铁铜的硫酸盐以及锌,故第二次浸出液仍用稀盐酸浸出,滤液A中主要含有硫酸根、亚铁离子、铜离子、锌离子等,浸出液过滤后的溶液D中仍然含有硫酸根等,故滤液D应与A合并,故答案为HCl;A;
(2)因为硫酸根与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,可以通过过滤除去,故答案为:将浸出液中的SO 42除去;
(3)在二次净化前,亚铁离子被氧化为铁离子,故滤渣B的主要成分为Cu,因为二次净化后加入的是适量的锌粉,由于Cu2+氧化性强于Fe3+,故铜先析出,故答案为:Cu;
(4)由于浸出液中含有亚铁离子,为防止亚铁离子首先与锌反应,故转化为铁离子,离子反应方程式为:6Fe2++ClO 3+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O,故答案为:6Fe2++ClO 3+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O;
(5)SOCl2与水反应生成的氯化氢会对氯化锌水解起到抑制作用;反应的化学方程式为:SOCl2+H2O=2HCl↑+SO2↑,
故答案为:SOCl2和水反应生成HCl和SO2,带走水蒸气,同时HCl抑制Zn2+水解,最终得到了无水氯化锌.
置换反应。
铁和空气中所氧气、水蒸气等起作用,生成铁的多种氧化物的水合物,也就是铁锈,铁锈的成分比较复杂,先是三氧化二铁,而后有部分继续氧化成四氧化三铁。
铁锈与锌在隔绝空气的情况下,在反应釜中加热可以进行置换反应也就是3Zn+Fe2O3=(高温)=2Fe+3ZnO。
导语:热镀锌标准是一个标准性文件,其中对钢铁制件热浸镀锌层的技术要求和试验方法做出了详细规定,可谓是行业内热镀锌技术的参照文件,今天,小编就对该标准中对镀层的相关要求做出详细介绍,感兴趣的朋友们一起来分享吧!
热镀锌技术的效果与镀层的好坏直接相关,良好的镀层不仅能增强镀锌效果,还能节约施工时间,反之,质量较差的镀层就可能会破坏热镀锌技术的效果,因此,镀层的情况很关键,我们一起来看一下,标准中对镀层的要求有哪些。
要求一:外观
镀层表面要平滑,没有粗糙、起皮、滴瘤、残渣等现象,尤其在可能会影响热镀锌部件的使用和耐磨性的部位不能有锌瘤和锌灰。
要求二:厚度
在厚度方面的要求是,热浸镀锌层的防腐蚀时间应该与镀层的厚度之间成正比例关系,针对于极其严酷的腐蚀情况下,镀层的厚度要求可以高于本标准要求,但要受到基材化学成分、制件的几何尺寸、制件表面状况以及热镀锌技术参数的限制。
要求三:漏镀和修复
1、制件表面的漏镀面积不能超过总面积的05%,对于每个镀层面,其漏镀面积不能大于10cm×2cm。在供需双方没有特定协议的情况下,漏镀面积大于上述要求值,制件需要重镀。
2、对于制件表面的漏镀修复,可以采取涂敷富锌涂料、热喷涂锌或者融敷锌合金的方法进行修复,如果对方还有特殊要求,热喷涂锌之后,还要进行涂装处理,使得修复层的厚度与原镀锌层厚度一致。
修复前,应该对漏镀部位的表面进行清理,去除氧化皮和污物,以保障镀层和基体之间的附着力。对于钢材的修复来说,修复层还要给予钢材牺牲性的阳极保护。
要求四:附着力
一般情况下,如果普通厚度的制件在热镀锌时没有起皮和剥落现象,那么即使在制件镀锌完成后进行弯曲或者变形加工时出现起皮和剥落现象,那也不能表明镀层的附着力不够好,如果对方有特殊要求,应该在热镀锌之前对附着力进行测试。
热镀锌的优点
1、处理费用低:热浸镀锌防锈的费用要比其他漆料涂层的费用低;
2、持久耐用:在郊区环境下,标准的热镀锌防锈厚度可保持50年以上而不必修补;在市区或近海区域,标准的热镀锌防锈层则可保持20年而不必修补;
3、可靠性好:镀锌层与钢材间是冶金结合,成为钢表面的一部份,因此镀层的持久性较为可靠;
4、镀层的韧性强:镀锌层形成一种特别的冶金结构,这种结构能承受在运送及使用时受到机械损伤;
5、全面性保护:镀件的每一部分都能镀上锌,即使在凹陷处、尖角及隐藏处都能受到全面保护;
6、省时省力:镀锌过程要比其他的涂层施工法更快捷,并且可避免安装后在工地上涂刷所需的时间。
7、初期成本低:一般情况下,热浸锌的成本比施加其他保护涂层要低,原因很简单,其他保护涂层如打砂油漆是劳力密集的工序,反之热浸锌的工序为高机械化,紧密控制的厂内施工。
8、检验简单方便:热浸锌层可以目视及简单的非破坏性涂层厚度表作测试
9、可靠性:热浸锌的规格一般按照BS EN ISO 1461执行,规限其最低的锌层厚度,所以其防锈年期及表现是可靠及可预计的。
镀锌层形成过程
热镀锌层形成过程是铁基体与最外面的纯锌层之间形成铁-锌合金的过程,工件表面在热浸镀时形成铁-锌合金层,才使得铁与纯锌层之间很好结合,其过程可简单地叙述为:当铁工件浸入熔融的锌液时,首先在界面上形成锌与α铁(体心)固熔体。这是基体金属铁在固体状态下溶有锌原子所形成一种晶体,两种金属原子之间是融合,原子之间引力比较小。因此,当锌在固熔体中达到饱和后,锌铁两种元素原子相互扩散,扩散到(或叫渗入)铁基体中的锌原子在基体晶格中迁移,逐渐与铁形成合金,而扩散到熔融的锌液中的铁就与锌形成金属间化合物FeZn13,沉入热镀锌锅底,即为锌渣。当工件从浸锌液中移出时表面形成纯锌层,为六方晶体。其含铁量不大于0003%。
热镀锌标准中对于镀层的相关要求就介绍完了,希望大家能够掌握镀层的相关要求并将其应用在实际工作之中。
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中国精美金属检测中心、深圳环宇测技术有限公司。
1、中国精美金属检测中心位于广东佛山南海区大沥,主营监测各种成分、铁、铝、锌土、锌渣等成分检测。
2、深圳环宇测技术有限公司位于广东深深圳福田,从事塑胶原材料检测,稀土成分分析,矿石成分鉴定、金属材料、锌土、锌渣等成分监测。
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