无酸洗热镀锌工艺技术研究

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1、分类号：TG178密级：1UDC：620编号：2014218020081河北工业大学硕士学位论文无酸洗热镀锌工艺技术研究论文作者：陈冀华学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料学指导教师：温鸣职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsScienceSTUDYONTECHNOLOGYOFNON-PICKLINGHOT-DIPGALVANIZINGbyChenJihuaSupervisor:Prof.WenMingMay.2017摘

2、要传统热浸镀锌工艺是一种经济有效的防腐技术，但传统热浸镀锌工艺存在很多弊端，例如其酸洗除锈阶段产生的废酸、废水、废气严重影响我们赖以生存的环境。抛丸除锈前处理工艺代替酸洗除锈前处理工艺可以从根本上解决前处理酸洗除锈阶段的污染问题。但目前尚没有成熟的抛丸除锈热浸镀锌工艺。本文较全面系统的研究了抛丸除锈热浸镀锌工艺，并对抛丸除锈热镀锌镀层抗粉化性能及耐蚀性能进行了分析研究。研究发现，钢丸直径0.8mm时抛丸效率最高，抛丸会显著增加钢基表面粗糙度，为酸洗除锈后钢基表面粗糙度的5~10倍；抛丸后钢基表面晶粒细化至100~400nm；钢基表面晶粒尺寸随钢丸直径增大而

3、减小；随抛丸时间延长先减小后增大；抛丸后钢基表面对锌液的润湿性能增加。抛丸除锈热浸镀最佳工艺参数确定为：抛丸时间20min，钢丸直径0.8mm，浸镀温度450℃，浸镀时间40s。抛丸后钢基体表面凸起和凹陷处会影响合金相的生长形态。凸起处易形成ζ相，呈“爆发”态，凹陷处易生成δ相。镀层厚度随钢丸直径的增大而增厚，钢基表面晶粒尺寸随着钢丸直径的增大而减小；镀层质量在钢丸直径于0.2~0.6mm呈上升趋势，在0.6~0.8mm保持最优镀层质量，钢丸直径大于0.8mm后镀层质量下降；抛丸时间为20~40min时镀层厚度呈上升趋势，抛丸时间大于40min后镀层厚度下

4、降；随着抛丸时间的延长，钢基表面粗糙度逐渐增大并趋于稳定；抛丸时间20~40min钢基表面晶粒尺寸呈减小趋势，于40min时到达最小值，40min后钢基表面晶粒尺寸增大；在浸镀时间10~30s镀层厚度呈下降趋势，30s后镀层厚度增加；随着浸镀时间的延长，镀层质量越来越好，于40s时达到最优状态；浸镀温度为430~450℃时，镀层厚度下降，浸镀温度大于450℃后，镀层厚度增加；浸镀温度为430~450℃时，镀层质量逐渐变好，在浸镀温度大于450℃后，镀层质量呈最优状态。抛丸除锈热镀锌镀层具有良好的抗粉化性能，其镀层结合力高于传统酸洗热镀锌镀层。酸洗除锈热浸镀

5、镀层粉化裂纹起源于Г相(Fe5Zn21)，由Г相(Fe5Zn21)延伸至镀层表面，最终导致镀层脱落；抛丸除锈热浸镀镀层裂纹起源于δ相(FeZn7)，Г相(Fe5Zn21)与钢基表面结合力强，由δ相延伸至镀层表面，镀层不会脱落。两种工艺耐腐蚀性能大致相同，镀层腐蚀由晶间腐蚀发展为均匀腐蚀。随着腐蚀时间延长，Zn发生复杂的化学反应，首先生成Zn(OH)2，Zn在这个过程中最终生成I复杂的碱式盐类物质Zn5(OH)8Cl2。关键词：热浸镀锌抛丸除锈纳米晶抗粉化性耐蚀性IIABSTRACTTraditionalhot-dipgalvanizingprocessis

6、acost-effectiveanti-corrosiontechnology,buttherearemanydrawbacksoftraditionalhot-dipgalvanizing,suchasitswasteacidpicklingstage,wastewater,wastegasseriousimpactonthesurvivalofourenvironment.Shotblastingpre-treatmentprocessinsteadofpicklingrusttreatmentprocesscanberesolvedbeforethe

7、pre-treatmentphasecontaminationproblemfundamentally.Shotblastingprocesswithhighefficiency,strongcleaningability,refinementadvantagessteelsubstratesurfaceofthegrain,etc,butthereisnotyetmatureshotblastinghotdipgalvanizingprocess.Inthispaper,themorecomprehensiveandsystematicstudyofth

8、ehot-dipgalvanizingprocessshotbla