无铵盐助镀条件下热浸镀锌层组织的分析

利用钛盐成膜工艺在热镀锌层表面获得了色泽光亮、耐蚀性能优良的银白色转化膜层。采用扫描电镜、能谱仪、电化学极化和盐水浸泡方法研究了钛盐转化膜层的表面形貌、元素组成和耐蚀性能。分析了钛盐溶液成分及工艺参数对热镀锌层表面转化膜的耐蚀性能影响。确定的最佳工艺条件为:ti(so4)21g/l,h2o260ml/l,ph0.5～1.0,处理温度25～30°c,处理时间10min。热镀锌层经此工艺处理后,耐蚀性能明显提高。

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a 1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

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。

热浸镀锌中合金元素锑的含量对镀层性能有极大的影响,但对其添加量目前尚无统一标准。对硅含量为0.049%的q215工业用钢在含0.04%,0.10%,0.30%,0.80%,1.20%sb的锌池中浸镀0.5～5.0min获得锌镀层,研究了锌池中添加微量锑对钢铁热镀锌的影响。利用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等测试方法分析了浸镀时间、锌池中锑含量对热浸镀锌合金层组织和厚度的影响。结果表明:添加少量(0.30%以下)的锑对合金层的组织无影响,随浸镀时间延长,镀层厚度呈线性增加;当锌池中添加0.80%sb以后,合金层组织显著改变,化合物粒子变大,镀层耐蚀性变差;锌池中以锑添加量0.10%～0.30%为佳。

利用传统的溶剂工艺在低碳钢表面热浸镀锌。采用x射线衍射仪和扫描电镜研究了低碳钢热浸镀锌层的显微组织及相组成。结果表明,热浸镀锌层的组织由基体向表面依次为γ(fe5zn21)相、1δ(fezn7)相、ζ(fezn13)相和η(zn)相;镀层最表层出现异常的γ相,而1δ相合金层存在η相;与基体结合处的γ相呈白亮的线状,靠近表面则呈齿状;镀层不同部位的块状1δ相的致密度不同,远离基体处比较疏松;棒状ζ相分散在η相中。

针对热浸镀锌时机械精加工部位不要求有锌层,要保持原有机械精加工部位的精度。为此采用了涂刷涂料的方法,解决了此类问题,并且在生产中得到广泛应用,取得了良好的效果。

哈尔滨理工大学 表面工程技术论文 （综述） 题目： 院、系： 姓名： 学号： 年月日 热镀锌 一、引言 近年来,随着世界经济的发展,尤其是汽车、家电及建筑业的发展,对镀锌带 钢的需求量大大增加,市场需求非常可观。在美、日等钢材生产大国,热镀锌钢板 在钢材中所占比例高达13%~15%,而用于汽车行业的热镀锌板已占其总产量的 40%以上。目前,日系轿车基本上全部采用热镀锌板作外板,而热镀锌带钢在我国 市场一直是紧缺产品。正是这种需求大大促进了连续热镀锌技术的发展。 热镀锌也称热浸镀锌，是在高温下把锌锭融化，在放入一些辅助材料，然后 把金属结构件浸入镀锌槽中，使金属构件上附着一层锌层。热镀锌的优点在于他 的防腐能力强，镀锌层的附着力和硬度较好。缺点在于价格较高，需要大量的设 备和场地，钢结构件过大不易放入镀锌槽中，钢结构件过于单薄

为了提高热浸镀锌层的耐蚀性,在锌浴中添加少量的ni和v,获得了zn-0.05%ni、zn-0.05%ni-0.05%v镀层。利用电化学阻抗、极化及中性盐雾腐蚀测试,研究了ni和v对镀层耐蚀性的影响。结果表明:与纯zn镀层相比,zn-0.05%ni、zn-0.05%ni-0.05%v镀层在5%nacl溶液中的电化学阻抗增大,自腐蚀电位正移,极化电阻增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性提高,其中,zn-0.05%ni-0.05%v镀层耐蚀性最佳;ni、v的加入在一定程度上抑制了阳极反应和阴极反应,延缓了白锈的产生,镀层耐蚀性能提高。

为了进一步提高热浸镀锌层的耐蚀性能,利用化学转化处理方法在热浸镀锌层表面制备了高锰酸盐转化膜。研究了工艺条件对转化膜耐中性盐雾腐蚀性能的影响,确定了最佳工艺为:kmno4质量浓度20g/l,处理温度40°c,ph2.5~3.0,处理时间60min。采用扫描电镜、能谱、x射线光电子能谱、x射线衍射等技术对转化膜的表面形貌、化学成分及微观结构进行分析。结果表明,高锰酸盐转化膜主要由zn和mn的氧化物组成。电化学极化曲线及阻抗谱测量表明,热镀锌层经高锰酸盐化学转化工艺处理后,极化电阻增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性能明显提高。

为了获得可提高热浸镀锌层耐蚀性能、对环境污染小的转化膜工艺,采用无毒偏钒酸盐对热浸镀锌层进行钝化,研究了转化液组成、ph值、钝化处理温度及时间对钝化成膜及膜层耐蚀性的影响,确定了最佳工艺:navo35g/l,ph值为1.3,处理温度为室温(25～30℃),处理时间10～30min。通过中性盐雾(nss)试验、附着力测试和电化学极化测试考察膜层的性能,结果表明,采用该工艺可获得耐蚀性明显高于纯锌层的优良转化膜,且其附着力好,结合牢固。

试验使用纯锌、0.1%ni、0.1%co、0.1%ni+0.1%co、0.1%ni+0.2%co五种锌浴,对工业纯铁、q195、q235和q345钢进行热浸镀锌试验。利用光学显微镜、sem观察各镀层组织形态及厚度,通过对照试验组分析合金元素对镀层的不同影响,探求适当的合金浴配方。试验结果证明,加入合金元素ni及co,对4种材料的镀层均有一定的影响。单独加入co可以细化镀层组织,但对镀层厚度影响不大;单独加入0.1%ni能在一定程度上控制si的反应性,尤其对q235钢;当同时加入镍及钴后,能很好地抑制si反应性(sandelin效应),使镀层组织紧密,且镀层厚度减薄。

将热镀锌钢在含10g/lna2moo4.2h2o、ph为5的溶液中60℃下处理10~300秒,获得了钼酸盐转化膜试样.应用极化曲线和电化学交流阻抗谱(eis)研究了转化膜层在5%nacl水溶液的耐蚀性能.结果表明,经钼酸盐转化处理后的镀锌钢板,其腐蚀电流密度下降,极化电阻升高,阴极极化作用明显增强,腐蚀保护效率显著提高,电化学阻抗值提高了一个数量级;低频扩散阻抗值随处理时间的增加先增大后减小,表明腐蚀电解质在转化膜层孔隙中扩散的难易程度先增加后下降.

简要介绍了热浸镀锌的工艺,分析了热浸镀锌时镀层的形成以及浸镀温度对镀层厚度的影响,分析了锌池合金元素对热浸镀锌的影响及硅的反应性问题。

研究了高硅钢(0.49%si,质量分数)在不同浸镀温度(440,480,520,560,600℃)和不同浸镀时间(1,3,5,10min)下的热镀锌试样镀层组织,探讨了浸镀温度和浸锌时间对镀层组织的影响。sem/eds结果表明:440℃和480℃热镀锌,镀层由薄而连续δ层和破碎的块状ζ相组成,无γ相。ζ相生长过快,镀层过厚、灰暗、黏附性差,镀层生长主要由界面反应机制控制;520℃热镀锌时,镀层由极薄的γ层、致密δk层和疏松的δp层组成,镀层生长主要受扩散机制控制;560℃和600℃镀锌时,镀层为γ层和致密的δ相层,部分δ粒子弥散分布在η层中,镀层生长为扩散机制控制并伴随有显著的δ溶解过程。最佳高温镀锌温度应在520~560℃。

在热浸镀锌试样表面获得了一层均匀、完整的偏钒酸盐转化膜。成膜溶液成分及工艺条件为:navo35g/l,ph1.3,温度30°c,时间30min。对比研究了偏钒酸盐转化膜和铬酸盐转化膜的耐蚀性能。结果表明,偏钒酸盐转化膜由zn、o、v等元素组成,热浸镀锌层经偏钒酸盐转化处理后电化学阻抗和极化电阻增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性明显提高且超过了铬酸盐转化膜。

1/13 热浸镀锌-处理工艺 [资料来源：固捷五金收集整理][阅读次数：3111][加入时间：2008年6月17日] 前言 钢铁材料为今日人类生活中不可或缺的重要资源。然而因其本身特性使然，使得"锈蚀" 无日不时伴随着我们，并无时无刻地损耗着我们的资源－钢铁。 先进诸国，很早就注意到"锈蚀"的严重性，据估计，因防蚀所造成的损失，在日本一年 约达国民生产毛额（gnp）的3.5﹪。在美国，此比率为4.2﹪，在英国为3.5﹪，德国为3 ﹪。如以日本3.5﹪来计算，在2001年我们不知不觉中损失了人民币八百三十亿元。所以 先进国家均成立了有关的防蚀技术研究机构，以采取各种有效的措施，来避免或减少其损失。 热浸镀锌防腐蚀技术是目前各先进国家，使用最广泛，也是最有效的大气防腐蚀方法， 其性能、特点及经济效益，在本简介中均有论及。盼能借着本

热浸镀锌工艺 附录a (资料性附录) 产品热浸镀设计 a.1总则 任何需要精饰的制件的设计，不仅必须考虑制件的功能及其制造方法，而且还 应考虑精饰所带来的限制性。图a.1,a.11表明了一些重要的设计特点，其中一些 针对于热浸镀。a.2表面准备 设计和所用的材料应允许进行良好的表面准备，这对于生产出优质的镀层是绝 对必要的。必须完全除去表面污垢，其中包括不能酸洗去除的油、脂、油漆、焊渣 和飞溅物等，以及类似不洁物如防飞溅剂等。必须避免清漆、蜡、油漆、油和脂基 的痕迹。表面应无缺陷，以保证镀层具有良好外观和服役性能。 铸铁表面露出的石墨影响熔融金属的润湿而且退火铸件的表面层可能含氧化硅 粒子，都应予以除去，以获得质量良好的热浸镀层。建议在铸件退火之前和之后都 进行喷砂处理。a.3与设计考虑有关的工艺过程 热浸镀锌浴和相关设备应具备足够的制件热浸镀锌的能力。对于现

综述了近年来热浸镀锌助镀剂及其助镀工艺的发展现状,给出了热浸镀锌常用助镀剂及其选择标准和作用机理,分析了助镀剂浓度、温度、铁盐含量和ph值等因素对热浸镀效果的影响,介绍了热浸镀中zn-al合金助镀剂、无铵助镀剂和电解活化助镀剂等新型助镀剂及其助镀工艺,指出了热浸镀助镀技术存在的问题和未来的发展方向。

在无铵助镀剂中添加不同浓度的表面活性剂,助镀后的工件经烘干处理,利用扫描电镜观察、测量盐膜厚度以及使用电子天平称重等方法,研究表面活性剂对助镀剂盐膜微观形貌、盐膜厚度和工件表面上单位面积盐膜质量(载膜量)的影响。结果表明:表面活性剂能有效改善助镀剂盐膜在工件表面的形貌和分布,有助于改善助镀后工件表面盐膜厚度均匀性,并且能够显著地减少工件表面上助镀剂盐膜的质量。

基于fe-zn二元相图和典型热浸镀锌层组织,论述了热浸镀锌层的相组成、相结构及其形成过程。利用zn原子浓度和时间的关系,建立了热浸镀锌层的生长动力学模型,重点讨论了ζ相层的生长动力学,给出了镀层厚度与时间,以及镀层生长速率与扩散系数和浓度梯度的关系;并指出了该领域今后的研究方向。

20110206高强度热浸镀锌钢板的制造方法该发明专利提供了一种高强度热浸镀锌钢板的制造方法，欲热浸镀锌的钢板组成为：0．005％～0．120％碳，0．7％～1．8％硅，0．5％～2．8％锰，0～0．1％磷，0～0．07％硫，0～1．0％铝，0～0．008％氮，其余为铁和其它杂质。加热炉的加热区气体为v（co）：矿（h2o）=0．001～0．800，加热区入口端θ为400℃，出口端θ为700℃。钢板在加热炉中加

介绍了热浸镀锌层的结构、各相的形成过程以及镀层中ξ相的生长动力学；介绍了热浸镀锌过程中出现的sendlin效应的作用机理以及抑制sendlin效应的方法,并对热浸镀锌未来的发展方向进行了展望。