热浸镀锌层质量缺陷及控制

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1、热浸镀锌层质量缺陷及控制周建申,等:热浸镀锌层质量缺陷及控制热浸镀锌层质量缺陷及控制周建申,唐源亮(上海江南船舶管业有限公司,上海200302)提要热浸镀锌层的质量受到较多方面的影响,工艺,操作,材质等都是重要的影响因素.根据生产实践对影响热浸镀锌层质量的缺陷进行分析,并提出控制的方法.关键词热浸镀锌预处理缺陷质量控制中图分类号TG17文献标识码A1引言热浸镀锌是钢铁件防腐的有效方法之一.热浸镀锌层膜厚可达50～100/~m以上,使用寿命长,防腐蚀成本低,广泛应用于船舶管道以及船配件,此外市政工程,建筑,电力,冶金,通信,化工等行业的钢结构,铁架,灯杆,护栏,支架,管道,容器的防腐,也都

2、使用热浸镀锌方法处理.由于热浸镀锌生产作业的特殊性,热浸镀锌的工艺,操作,材质,管理等方面的影响都会使镀锌层的表面质量产生缺陷,根据热浸镀锌生产的实际情况,针对其镀锌层常见的缺陷,如漏镀,粗糙,桑德林(Sangdlin)效应,锌层超厚,锌瘤等表面缺陷进行简要的技术分析与研究.2影响热浸镀锌层质量的因素热浸镀锌层表面质量缺陷产生的因素主要有两个方面:一是热浸镀锌的工艺与操作;二是钢材的材质与状态.2.1热浸镀锌工艺的影响常规的热浸镀锌工艺流程如下.预处理一捆扎一脱脂一水洗一酸洗一水洗一弱蚀一水洗一助镀剂处理一烘干一热浸镀锌一冷却一钝化一检验2.1.1前处理的影响前处理对热浸镀锌层的质量影响

3、很大.预处理,捆扎,脱脂(除油),酸洗(除锈),弱蚀(活化),任何一道前处理工序处理不好,不完全,不彻底,就会造成漏镀.前处理工序造成的影响具体有以下几点:作者简介:周建申(1952一),男,高级工程师.(1)预处理——焊渣,局部油漆及粘纸未除净,并有不当的工艺孔等;(2)捆扎——镀件(特别是簿板件)重叠,弯管件,箱体件放置不确当,进入溶液后造成内壁空气滞留;(3)脱脂(除油)——材料表面上的喷涂的标志,涂料,油污等未处理干净;(4)酸洗(除锈)——欠酸洗或过酸洗;(5)弱蚀(活化)——待镀件放置时间过长,表面产生二次氧化,弱蚀时间不够;(6)水洗——清洗不彻底,工件表面(特别是管件,箱

4、件内壁,构件等内角,内侧的)残留脱脂,酸洗后的杂物.2.1.2助镀剂的影响由氯化锌(ZnC1.)与氯化铵(NHC1)组成的助镀剂,能促进铁锌反应,并具有短时间的防锈能力,防止酸洗后热浸镀锌前生成闪锈.助镀剂工艺摩尔配比一般为1:3,根据其共晶点,有不同的配方和浓度,通常浓度约为30～60,最佳为40～50.在使用过程中,由于不断带入水分,助镀剂将被逐渐稀释,如果浓度太低,在热浸镀锌时产生的(NH.,HC1和H.O)气体少,不足以驱散工件周围的锌灰,锌灰将粘附于工件表面,从而影响外观质量;此外,助镀剂在使用过程当中,由于铁盐离子和残留酸的带人,使助镀剂酸性逐渐增大,工件受到侵蚀产生铁离子,

5、这些铁离子在浸镀锌时被锌还原,进而形成Fe—Zn合金渣,极易附着在工件表面,使锌层外观粗糙,因此助镀剂的浓度和pH值必须控制在规定的范围内.助镀剂处理的时间过短,镀件表面形成的保护膜不完整,也会引起漏镀.2.1.3锌液成分的影响(1)热浸镀锌的锌液纯度最好控制在97.5以上,一些杂质元素可能影响镀锌层的外观质量,最为典型的有下述几种情况.①铁元素(Fe).含量过高,铁与锌生成铁锌化合物颗粒Fe—Zn,与锌的比重相近,聚集下沉的速度?38?造船技术2008年第3期(总第283期)缓慢,悬浮在锌液中的铁锌合金渣会附着在工件表面,影响锌镀层的外观;铁的存在会使锌液的粘度增加,从而降低了锌液对工

6、件的润湿性;铁过量使镀层变脆,表面变灰暗,增加了锌渣的生成.铁的存在还会提高锌的硬度,并阻碍再结晶过程.②铅元素(Pb).是锌锭中的杂质成分,少量的铅对铁锌合金层的生成没有影响,但超过一定含量会增加锌液的粘度,使镀层厚度增加;影响到镀层的外观,粗糙度,光泽并形成锌花,也影响到镀层的可挠性.③铜元素(Cu).会降低镀层的变形性能,附着强度和外观.④锡元素(Sn).含量过高,会使锌液的粘度增加,同时锡会聚集在锌的晶粒表面而形成Zn—Sn共析,降低了锌镀层的耐腐蚀性和附着力.⑤镉元素(Cd).会加速铁的溶解速度,增加铁损,并加速形成硬锌.镉含量高时,产生的镉蒸气对人体有害.(2)锌液中的添加元

7、素对镀锌层外观质量的影响.①铝元素(A1).能在锌液表面形成保护性氧化膜,从而减少锌液表面的氧化,降低锌液表面锌灰的生成速度和数量,同时使镀锌层光亮.②镍元素(Ni).能使锌液对钢的润湿性得到增强,同时使合金相的孕育期延长,从而使镀层减薄,组织细化,提高镀层表面质量.应注意,添加量超过1时,锌液会出现小颗粒浮渣,影响表面质量.③混合稀土元素.能与锌液中的微量金属元素形成金属间化合物,并聚集在Fe—Zn-A1合金晶粒界面上,使组织均匀