热镀锌层形成过程是铁基体与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,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0.003%。 [3]
技术区别
通常电镀锌层厚度5~15μm,而热镀锌层一般在35μm以上,甚**达200μm。热镀锌覆盖能力好,镀层致密,无**物夹杂。众所周知,锌的抗大气腐蚀的机理**械保护及电化学保护,在大气腐蚀条件下锌层表面有ZnO、Zn(OH)2及碱式碳酸锌保护膜,一定程度上减缓锌的腐蚀,这层保护膜(也称白锈)受到破坏又会形成新的膜层。
当锌层破坏严重,危及到铁基体时,锌对基体产生电化学保护,锌的标准电位-0.76V,铁的标准电位-0.44V,锌与铁形成微电池时锌作为阳极被溶解,铁作为阴极受到保护。显然热镀锌对基体金属铁的抗大气腐蚀能力**电镀锌。
镀锌层形成过程
根据有芯感应电炉的加热特性,要有启熔体电炉才能工作。即炉内金属液面的低高度,必须保证能够浸没感应体的感应沟槽。因此,每次配好一炉锌合金,只能浇铸1/3左右(即剩余金属液面保证在启熔高度以上) ,就必须加入锌片熔化,重新配制下一炉间歇式熔化。当进行合金配制、搅拌和炉前分析时,只能停止加热或保温,大功率感应炉的连续熔化优势发挥不出来,搅拌器的吊出吊进操作麻烦。
由于搅拌叶片的直径受到**上所开孔径的制约(影响热效) ,小范围的搅拌对于矩形炉膛的影响是有限的,因此搅拌的不充分和叶片的增铁效应,对成分的均匀性及和铁含量的要求都带来的影响。
需要更换合金品种时,对大容量有芯感应炉洗炉是一项耗时费事的工作,改变合金元素时,洗炉需要长时间的连续作业才能完成。
对电器和炉龄的都有影响当放出合金液加入大量锌片时,温度低,需要大功率升温;配入中间合金时,温度需要升到高,在能耗和金属烧损方面都不利于控制。 [1]
目前国内通行的热镀锌合金工艺十分简单,锌冶炼厂要生产锌合金,只需增设一台中频无芯感应炉制备中间合金,将原来用于熔化锌片的大功率感应电炉进行改造,在炉**开设一个孔,增加一套搅拌装置,经过计量配入中间合金,搅拌混合,浇铸即可。
这种生产模式的特点是工艺简单,利用现有铸锭熔化炉进行改造容易,为锌冶炼厂广泛采用,但是该工艺有几个方面的不足:
镀液的PH值在4-6。20世纪70年代大搞无氰镀锌的*二个成果便是无氰镀锌。与锌酸盐碱性镀锌并驾齐驱。它以氯化锌为主盐,为络合剂及导电盐。柠檬酸,氨三乙酸为络合剂。聚乙二醇和硫脲作镀层细化剂。从这种镀液中获得的镀层细致,分散能力好。镀液毒性小。但缺点主要是镀液不稳定,散发出来的气体对电镀设备腐蚀性很大。电流效率也较低。对杂质敏感性强。工作温度范围窄。现已基本上被镀锌工艺所淘汰。
(或)镀锌工艺
(或)镀锌工艺是20世纪80年代发展起来的一种全新无氰镀锌工艺。它主要成分为:氯化锌主盐,一般使用含量为70-90g/L。作导电盐,使用含量从140-280g/L不等,根据不同需求可任意调整。硼酸作PH值缓冲剂,以稳定PH值在4.6-5.6之间。由于这种镀液是在室温条件下工作,硼酸的溶解度不高,一般含量控制在25-30g/L。
锌酸盐镀锌是近30年来发展较快的镀锌工艺。它的主要成分是主盐,络合剂兼导电盐**(俗称**)。为了获得细致的分散能力好的光亮镀层,还要加入光亮剂。国内锌酸盐镀锌的主要发展时期是20世纪70年代的大搞无氰镀锌年代,的DPE镀锌工艺和DE镀锌工艺一直使用到现在。这种工艺虽然比不上氰化镀锌工艺的稳定、细致。但它的大优点是无氰。对环境的危害要小的多。现在锌酸盐镀锌有了新的发展,起泡和脆性等缺陷得到了克服,分散能力大为改进,可以和氰化镀锌比美。
酸性镀锌
锌镀层较厚,结晶细致、均匀且无孔隙,抗腐蚀性良好;电镀所得锌层较纯,在酸、碱等雾气中腐蚀较慢,能有效保护紧固件基体,镀锌层经铬酸钝化后形成白色、彩色、军绿色等,美观大方,具有一定的装饰性,由于镀锌层具有良好的延展性,因此可进行冷冲、轧制、折弯等各种成型而不损坏镀层。
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