解析熱浸鍍鋅層質量缺陷及控制

謝鑒

摘 要：熱鍍鋅層質量、熱鍍鋅時所消耗的鋅成本和熱鍍鋅相關助鍍工藝有著緊密關系。熱浸鍍鋅層質量缺陷方面有著很多的因素影響，本文主要分析了影響熱浸鍍鋅層質量主要因素，并且給出了控制措施。

關鍵詞：熱浸鍍鋅；質量缺陷；控制

熱浸鍍工藝主要成分保護氣體的還原防范與溶劑方法。其中保護氣體還原方法比較適宜進行連續作業，而溶劑方法一般用于周期作業。應用保護氣體的還原方法進行熱浸鍍鋅的過程中，要先利用高溫鍋爐把鋼材的表面油脂等相關有機物碳化之后去除，然后把處理過后的鋼材利用還原氣進行保護，輸送至規定溫度的熔融鋅液中，實現熱浸鍍鋅。利用此種模式生產熱鍍鋅產品具備較高的生產效率，而且質量相對穩定，可是對于設備有著高要求，比較適宜進行大規模生產。

1 熱浸鍍鋅層影響質量的主要因素

1.1 工藝流程對熱浸鍍鋅的影響

1.1.1 前處理影響

對于熱浸鍍鋅層來說，前處理對質量影響非常大。前處理中無論那道工藝流程處理不當都會容易發生漏鍍現象。

1.1.2 助鍍劑影響

助鍍劑可以促進鋅鐵的反應，一般由氯化鋅和氯化銨來組成，在短時間內，可以起到防銹作用，用來預防在酸洗之后與熱浸鍍鋅之前形成閃銹。鹽類助鍍劑中的氯化鋅與氯化銨總濃度嚴重影響助鍍效果。若是濃度未達到100～200g/L時，制件的表面就會附著少許鹽膜，從而難以有效活化制件表面，并且無法獲取相對均勻與平滑的鍍層，比較容易發生漏鍍；而濃度超過400～500g/L時，制件的表面鹽膜就會過厚，不利于干透，導致鋅液出現飛濺，從而形成大量的鋅灰與煙塵。對此，助鍍劑相應濃度一定要有效控制在200～400g/L區間。

1.1.3 鋅液影響

熱浸鍍鋅鋅液的純度一定要控制在97.5%以上，有些元素能夠影響到鍍鋅層外觀的質量。如果鐵元素的含量比較高的話，鐵和鋅容易生成鐵鋅的化合物顆粒，和鋅的比重比較相近，聚集與下沉的速度就會變得緩慢，鋅液中鐵鋅合渣就會會附在工件的表面，鋅鍍層外觀會受到影響。鐵會增加鋅液粘度，降低鋅液對工件的潤濕，鐵如果過量的話會使的鍍層變脆，工件的表面變得比較灰暗，鋅渣就會增加，鐵還會增加鋅的硬度，還會阻礙再次結晶的過程。鉛是鋅錠中雜質的成分，少量鉛對鐵鋅的合金層形成沒有影響。但是超量的話會增加鋅液粘度，進而增加鍍層厚度。鍍層外觀就會受到影響，非常容易出現鋅花現象，進而鍍層可撓性會受到影響。

1.2 鋼材含量影響

在熱浸鍍鋅層中鋼材化學成分含量會對其質量會=產生非常大的影響，鋼材里面磷的含量會使得鋼材出現冷脆的現象。所以，鋼材在冶煉的過程中會把磷的含量控制在標準內，熱鍍鋅的時候沒有明顯異常。但是，如果鋼材中磷的含量在0.15%，那么鍍鋅層就會變得特別厚并且比較容易開裂的合金層，鋅的表面就會出現灰暗的斑點。如果鋼材碳的含量在大于0.3%，那么碳含量增加的話，鐵和鋅反應的速率就會增加，鐵的耗損就會越高，合金層就會很厚，鍍層就會變脆，塑性就會降低。碳的含量比較高，鋅液粘度就會比較大，鍍層就很容易出現缺陷，進而影響鍍后機械加工的性能。

2 熱浸鍍鋅層質量的控制

2.1 熱浸鍍鋅層工藝的控制

2.1.1 預處理

溶液的成分要在工藝范圍內，要定期的進行分析與及時的加料。酸液一定要按照濃度的高低來進行階梯式分列，沒有辦法繼續使用酸液處理，逐步向前進行翻槽，使的酸液一直保持清潔，并且操作也比較順暢。

2.1.2 助鍍的處理

助鍍劑成分在熱浸鍍鋅層質量有著很重要的作用，把酸洗過后的制件浸入助鍍液中，而在提出之后會在制件的表面產生一層相對較薄的氯化鋅銨鹽膜的過程。通常情況下助鍍具備多種作用，清潔鋼鐵的表面，有效去除酸洗之后殘留于制件表面上的鐵鹽或是氧化物，從而使鋼鐵件置入鋅浴過程中擁有最大表面的活性。會在制件的表面沉積形成一層鹽膜，避免制件在助鍍池至鋅鍋一段時間在空氣中出現銹蝕；凈化制件在浸入鋅浴位置的液相鋅時，可以保證制件和液態鋅迅速浸潤、反應。除此之外，制件表面所覆蓋的相關氯化鋅銨的鹽膜具備活化作用。若是溫度未達到200℃的時候，就會在制件的表面產生一種復合的鹽酸，此為一種強酸，能夠確保制件干燥的時候表面難以產生氧化膜，進而維持活化狀態。若是溫度超過200℃時，制件表面的助鍍液相關鹽膜中要分解為HCL，這時HCL就會對鋼基造成侵蝕，從而導致鋼基的表面難以形成氧化物，使鋼基維持活化狀態。在熱鍍鋅的過程中要科學合理地應用助鍍液。

例：助鍍液的pH值控制處理

一般情況下助鍍液的pH值應該在4～5之間，助鍍液在這個范圍內可以實現酸洗過后制件表面進一步的清潔，可以有效彌補酸洗過程中出現的不足。如果pH值<4，這時候制件就會受到腐蝕，pH數值越低腐蝕就會越嚴重。如果pH值>5，制件表面的清潔效果就會比較差，并且pH數值越高，就會造成助鍍液的濃度降低而發生漏鍍。因此溶液pH數值的測量要選擇pH數值在4～5區間。我們還可以加入鹽酸或者氨水來調節溶液pH值，如果在助鍍液中添加鋅滴與鋅灰等這些會使得助鍍液pH數值慢慢升高。因此我們要重視助鍍液的pH數值變化，再進行科學合理的調整。

2.2 鍍件材料的控制

鍍件的材料對熱浸鍍鋅影響非常大，如果構件有問題的話要及時和客戶進行溝通，取得材料的成分報告，進而來確定適合的操作方案，降低材料對熱浸鍍鋅影響。

2.2.1 硅含量比較高的鍍件

鍍件硅的含量比較高的話，那么具體的控制措施一般是，增加適合的合金，操作溫度就會降低，浸鍍的時間就會縮短，冷卻會加速。

2.2.2 鍍件的表面會有缺陷

鍍件的表面缺陷，雖然可以用噴砂與打磨的方法來進行修整，但是效果并不是非常明顯，在進行熱鍍之后就非常容易使得制件的表面變得比較粗糙。表面的缺陷，如果是小面積的可以用修補的方法來彌補，當缺陷的面積超過規定范圍那么只有返修了。組裝件如果用不一樣的材料的話，活動部位的空隙就容易變小，那么組裝件的連接處的鋅液就容易自由的排出，鍍件的表面就會出現質量缺陷，這時候就需要業主和制造廠以及熱浸鍍鋅廠進行相互溝通。

2.3 操作工藝流程的控制

2.3.1 預處理

一定要對構件進行檢查，如果發現不合格的熱鍍鋅產品，或者熱鍍鋅之后可能因為材料而構件的表面出現缺陷一定要及時地進行反饋。如果構件的表面有非常難在脫脂槽進行去除的涂層話，那么就要用脫漆劑或者敲鏟打磨這些方法來清除。大面積涂層要噴砂來進行去除。還要注意鍍件擺放捆扎的位置，預防由于空氣阻礙溶液的浸入而形成的清洗缺陷。

2.3.2 前處理與弱蝕

清洗一定要徹底，脫脂與酸洗之后一定要經過充分的清洗才可以進行下面的工序，尤其是管件的內壁一定要沖洗干凈。在弱蝕之后一定要用水徹底的清洗干凈，盡量避免鐵離子和酸液進入到助鍍槽內。

2.3.3 干燥與裝掛

助鍍劑處理之后的鍍件一定要進行干燥處理，在進行裝掛的時候一定不要破壞鍍件上面助鍍劑的覆膜。厚鍍件和薄鍍件一定要分開裝掛，鋅液一定要流暢，鍍件在鋅液內熱浸鍍鋅的位置一定要適合。

2.3.4 整修檢驗

產品在浸鍍之后一定要自檢與互檢，鍍件上殘留的鋅渣、鋅灰和鋅瘤一定要進行修整，嚴禁使用鐵錘來敲打鋅瘤，專檢一定要嚴格按照規定來執行。

3 結束語

近些年來，社會經濟的不斷發展使國內熱鍍鋅企業在科學技術和設備方面得到一定提升。熱浸鍍鋅層影響到其質量的主要原因，大部分是業主、制造廠在選材和制造這些方面造成的。要嚴格控制熱浸鍍鋅的工藝操作流程，這樣才可以保證產品質量。

參考文獻

[1]李霄云，夏曉飛，鐘嘉惠.熱鍍鋅鋼絲助鍍劑的研究[J].有色礦冶，2014，22（13）：173-175.

[2]楊輝明，張小麥.熱浸鍍55%鋁鋅合金鍍層助鍍劑的選擇[J].機械工程材料，2014，17（22）：147-149.

[3]蘇溫婉，李軍偉，趙長生.非調質N80鋼熱浸鍍55%Al-Zn合金助鍍劑的研究[J].腐蝕科學與防護技術，2014，22（11）：221-223.

[4]時建國，羅云萍.鋅-鋁-稀土合金熱鍍鋼絲助鍍劑選擇的研究[J].鋼鐵學院學報，2014，22（14）：36-38.

（作者單位：成都電力金具總廠）