电镀
电镀锌工艺与热镀锌工艺
2021-08-23 17:01  浏览:192
 

锌易溶于酸,也能溶于碱,故称它为两性金属。锌正在干燥的空气中简直没有发作变动。正在湿润的空气中,锌外表会天生致密的碱式碳酸锌膜。正在含二氧化硫、硫化氢和陆地性氛围中,锌的耐蚀性较差,尤为正在低温高湿含无机酸的氛围里,锌镀层极易被侵蚀。

锌的规范电极电位为-0.76V,对钢铁基体来讲,锌镀层属于阳极性镀层,它次要用于避免钢铁的侵蚀,其防护功能的好坏与镀层厚度关系甚年夜。

锌镀层经钝化解决、染色或涂覆护光剂后,能明显进步其防护性以及装璜性。近几年来,跟着镀锌工艺的倒退,高功能镀锌光洁剂的采纳,镀锌已从单纯的防护目的进入防护-装璜性使用。

镀锌溶液有氰化物镀液以及无氰镀液两类。氰化物镀液中分微氰、低氰、中氰、以及高氰几类。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。氰化镀锌溶液均镀才能好,失去的镀层润滑粗疏,正在消费中被长时间采纳。但因为氰化物剧毒,对环境净化重大,近几年来已趋势于采纳低氰、微氰、无氰镀锌溶液。

镀锌工艺

2、原理

正在盛有镀锌液的镀槽中,通过清算以及非凡预解决的待镀件作为阴极,用镀覆金属制成阳极,南北极辨别与直流电源的正极以及负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调理剂以及增加剂等的水溶液组成。通电后,镀锌液中的金属离子,正在电位差的作用下挪动到阴极上构成镀层。阳极的金属构成金属离子进入镀锌液,以放弃被镀覆的金属离子的浓度[1]。正在有些状况下,如镀铬,是采纳铅、铅锑合金制成的没有溶性阳极,它只起通报电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度,需依托活期地向镀液中退出铬化合物来维持。镀锌时,阳极资料的品质、镀锌液的成份、温度、电流密度、通电工夫、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等城市影响镀层的品质,需求当令进行管制。

3、品种

一、碱性氰化物镀锌

二、碱性锌酸盐镀锌

三、铵盐镀锌

四、钾盐镀锌

五、铵钾夹杂浴镀锌

六、硫酸盐镀锌

3、镀锌层的后解决

一、去氢

二、钝化

三、着色

如今钢板的外表镀锌次要采纳的办法是热镀锌。

热镀锌是由较陈旧的热镀办法倒退而来的,自从1836年法国把热镀锌使用于产业以来,曾经有一百四十年的汗青了。但是,热镀锌产业是近三十年来随同冷轧带钢的飞速倒退而失去了年夜规模倒退。

热镀锌板的消费工序次要包罗:原板预备→镀前解决→热浸镀→镀后解决→废品测验等。依照习气往往依据镀前解决办法的

没有同把热镀锌工艺分为线外退火以及线内退火两年夜类,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(带钢延续热镀锌法) 、线内退火 森吉米尔(Sendzimir)法(维护气体法)、 改进森吉米尔法、美钢联法(同日本川崎法)、赛拉斯(Selas)法以及莎伦(Sharon)法。

1. 线外退火:就是热轧或冷轧钢板进入热镀锌功课线以前,起首正在抽底式退火炉或罩式退火炉中进行再结晶退火,这样,镀锌线就没有存正在退火工序了。钢板正在热镀锌以前必需放弃一个无氧化物以及其余脏物存正在的干净的纯铁活性外表。这类办法是先由酸洗的办法把经退火的外表氧化铁皮肃清,而后涂上一层由氯化锌或由氯化铵以及氯化锌夹杂组成的溶剂进行维护,从而避免钢板再被氧化。

(1)湿法热镀锌:钢板外表的溶剂没有经烘干(即外表仍是湿的)就进入起外表笼罩有熔融态溶剂的锌液进行热镀锌。此办法的缺陷是:

a.只能正在无铅状态下镀锌,镀层的合金层很厚且粘附性很坏。

b.天生的锌渣都积蓄正在锌液以及铅液的界面处而不克不及堆积锅底(由于锌渣的比严重于锌液而小于铅液),这样钢板因穿过锌层净化了外表。因而,该办法已根本被裁汰。

(2)单张钢板:这类办法普通是采纳热轧叠轧板作为质料,起首把通过退火的钢板送入酸洗车间,用硫酸或盐酸肃清钢板外表的氧热镀锌法化铁皮。酸洗之后的钢板立刻进入水箱中浸泡期待镀锌,这样能够避免钢板再氧化。后通过酸洗、水荡涤、挤干、烘干、进入锌锅(温度不断放弃正在445—465℃)热镀锌,再进行涂油以及铬化解决。这类办法消费的热镀锌板比湿法镀锌废品品质有明显进步,只对小规模消费有肯定代价。

(3)惠林法热:该延续镀锌消费线包罗碱液脱脂、盐酸酸洗、水冲刷、涂溶剂、烘干等一系列前解决工序,并且原板进入镀锌线镀锌前还需求进行罩式炉退火。这类办法消费工艺复杂,消费老本高,更为次要的是此办法消费的产物经常带有溶剂缺点,影响镀层的耐蚀性。而且锌锅中的AL经常以及钢板外表的溶剂发作作用天生三氯化铝而耗掉,镀层的粘附性变坏。因此此办法尽管已问世近三十年,但谢世界热镀锌行业中并未失去倒退。

2.线内退火:就是由冷轧或热轧车间间接提供带卷作为热镀锌的原板,正在热镀锌功课线内进行气体维护再结晶退火。属于这个类行业的热镀锌办法包罗:森吉米尔法、改进森吉米尔法、美钢联法(同日本川崎法);赛拉斯法;莎伦法。

森吉米尔法:它是把退火工艺以及热镀锌工艺联结起来,其线内退火次要包罗氧化炉,复原炉两部份组成。带钢正在氧化炉中煤气火焰间接加热到450度阁下,把带钢外表残存的轧制油烧掉,污染外表。后再把带钢加热到700-800度实现再结晶退火,经冷却段管制进锌锅前温度正在480度阁下,初正在没有接触空气的状况下进入锌锅镀锌,因而,森吉米尔法产量高、镀锌品质较好,此法曾失去宽泛使用。

美钢联法: 它是森吉米尔法的一个变种,它仅仅是行使一个碱性电摆脱脂槽庖代了氧化炉的脱脂作用,其他工序与森吉米尔法根本相反。正在原板进入功课线后,起首进行电摆脱脂,然后水洗、烘干,再经过有维护气体的复原炉进行再结晶退火,初正在密封状况下进入锌锅热镀锌。这类办法因带钢没有通过氧化炉加热,以是外表的氧化膜较薄,可适当升高复原炉中维护气体的氢含量。这样,对炉平安以及升高消费老本无利。然而,因为带钢患上没有到预加热就进入复原炉中,这样无疑进步了复原炉的热负荷,影响炉子的寿命。因而这类办法并未患上宽泛使用。

赛拉斯法: 又称火焰间接加热法;起首带钢经碱洗脱脂,然后用盐酸肃清外表的氧化皮,并经水洗、烘干后再进入由煤气火焰间接加热的立式线内退火炉,经过严格管制炉内煤气以及空气的焰烧比例,使之正在煤气多余以及氧气有余的状况下进行没有齐全焰烧,从而使炉内造成复原氛围。使其疾速加热达到再结晶温度并正在低氢维护氛围下冷却带钢,初正在密闭状况下浸入锌液,进行热镀锌。该法设施松散,投资用度低,产量高(高可达50/小时)。但消费工艺复杂,特地是正在机组中止运行时,为了不烧断带钢,需求采纳炉子横移分开钢带的办法,这样操作成绩不少,以是,热镀锌产业采纳此法很少。

莎伦法:1939年美国莎伦公司投产一台新型的热镀锌机组,以是也叫莎伦法。该法是正在退火炉外向带钢放射氯化氢气体并使带钢达到再结晶温度,以是也称为气体酸洗法。采纳氯化氢气体酸洗,岂但能去除了带钢外表的氧化皮,并且同时去除了了带钢外表的油脂,因为带钢外表被氧化气体侵蚀,构成麻面,以是应用莎伦法所失去的镀层粘附性特地好。然而因为设施侵蚀重大,由此造成很高的设施培修以及更新用度。因此此种办法很少被采纳。

改进森吉米:它是一种更优胜的热镀锌工艺办法;它把森吉米尔法中各自自力的氧化炉以及复原炉由一个截面积较小的过道衔接起来,这样包罗预热炉、复原炉以及冷却段正在内的整个退火炉形成一个无机全体。理论证实,该法具备许多优点:优质、高产、低耗、平安等优点已逐步被人们所意识。其倒退速率十分快,1965年以来新建的功课线简直全副采纳了这类办法,近几年来老的森吉米尔机组也年夜都依照此办法进行了革新。

工艺原理正在装有镀件、玻璃球、锌粉、水以及促成剂的旋转滚桶内,作为打击介质的玻璃球跟着滚桶迁移转变,与镀件外表发作磨擦以及锤击孕育发生机器物理能量,正在化学促成剂的作用下,将镀涂的锌粉“冷焊”到镀件外表上,构成润滑、平均以及粗疏的具备肯定厚度的镀层。

技巧规范采纳美国ASTM B695-2000及军用C-81562机器镀锌技巧规范。

品质特性:

一、外参观滑,无锌瘤、毛刺,呈雪白色;

二、厚度均为可控,正在5-107μm以内恣意抉择;

三、无氢脆、无温度危害,可保障资料力学功能没有变;

四、可替代局部需热镀锌的工艺;

五、耐侵蚀性好,中性盐雾实验达240小时。

使用范畴钢钉、铁钉、紧固件、自来水管接头、脚手架扣件、钢丝绳马钢夹头号。

电镀锌:就是行使电解,正在制件外表构成平均、致密、连系精良的金属或合金堆积层的进程。

与其余金属相比,锌是廉价而又易镀覆的一种金属,属低值防蚀电镀层。被宽泛用于维护钢铁件,特地是避免年夜气侵蚀,并用于装璜。镀覆技巧包罗槽镀(或挂镀)、滚镀(适宜小整机)、主动镀以及延续镀(适宜线材、带材)。

[编纂本段]分类

今朝,按电镀溶液分类,可分为四年夜类:

1.氰化物镀锌:

因为(CN)属剧毒,以是环境维护对电镀锌中应用氰化物提出了严格限度,一直促成缩小氰化物以及庖代氰化物电镀锌镀液体系的倒退,要求应用低氰(微氰)电镀液。

采纳此工艺电镀后,产物品质好,特地是彩镀,经钝化后色调放弃好。

2.锌酸盐镀锌:

此工艺是由氰化物镀锌演变而来的。今朝构成两年夜派别,辨别为: a) 武汉材保所的”DPE”系列;b) 广电所的”DE”系列 。都属于碱性增加剂的锌酸盐镀锌;PH值为12.5~13。

采纳此工艺,镀层晶格构造为柱状,耐侵蚀性好,适宜黑白镀锌。

留意:产物出槽后—>水洗—>出光(硝酸+盐酸) —>水洗—>钝化—>水洗—>水洗—>烫干—>烘干—>老化解决(烘箱内80~90oC。

3.氯化物镀锌

此工艺正在电镀行业使用比拟宽泛,所占比例高达40%。

钝化后(兰白)能够锌代铬(与镀铬相媲美),特地是正在外加水溶性清漆后,在行人是很难辩认出是镀锌仍是镀铬的。

此工艺适宜于红色钝化(兰白,雪白)。

4.硫酸盐镀锌

此工艺适宜于延续镀(线材、带材、简略、细小型零、部件)。老本昂贵

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