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熱鍍鋅基礎知識
發(fā)布者：admin 時(shí)間：2016-05-09 10:41:00
熱鍍鋅又稱(chēng)為熱浸鍍鋅，他是在高溫下把鋅錠融化，在放入一些輔助材料，然后把金屬結構件浸入鍍鋅槽中，使金屬構件上附著(zhù)一層鋅層。熱鍍鋅的優(yōu)點(diǎn)在于他的防腐能力強，鍍鋅層的附著(zhù)力和硬度較好。缺點(diǎn)在于價(jià)格較高，需要大量的設備和場(chǎng)地，鋼結構件過(guò)大不易放入鍍鋅槽中，鋼結構件過(guò)于單薄，熱鍍又容易變形。富鋅涂料一般指的是含有鋅粉的防腐涂料。市場(chǎng)上的富鋅涂料含鋅量一。
熱鍍鋅層形成過(guò)程
熱鍍鋅層形成過(guò)程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成鐵-鋅合金的過(guò)程，工件表面在熱浸鍍時(shí)形成鐵-鋅合金層，才使得鐵與純鋅層之間很好結合，其過(guò)程可簡(jiǎn)單地敘述為：當鐵工件浸入熔融的鋅液時(shí)，首先在界面上形成鋅與α鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態(tài)下溶有鋅原子所形成一種晶體，兩種金屬原子之間是融合，原子之間引力比較小。因此，當鋅在固熔體中達到飽和后，鋅鐵兩種元素原子相互擴散，擴散到(或叫滲入)鐵基體中的鋅原子在基體晶格中遷移，逐漸與鐵形成合金，而擴散到熔融的鋅液中的鐵就與鋅形成金屬間化合物FeZn13，沉入熱鍍鋅鍋底，即為鋅渣。當工件從浸鋅液中移出時(shí)表面形成純鋅層，為六方晶體。其含鐵量不大于0.003%。
熱鍍鋅層防護性能
通常電鍍鋅層厚度5～15μm，而熱鍍鋅層一般在65μm以上，甚至高達100μm。熱鍍鋅覆蓋能力好，鍍層致密，無(wú)有機物夾雜。眾所周知，鋅的抗大氣腐蝕的機理有機械保護及電化學(xué)保護，在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及堿式碳酸鋅保護膜，一定程度上減緩鋅的腐蝕，這層保護膜(也稱(chēng)白銹)受到破壞又會(huì )形成新的膜層。當鋅層破壞嚴重，危及到鐵基體時(shí)，鋅對基體產(chǎn)生電化學(xué)保護，鋅的標準電位-0.76V，鐵的標準電位-0.44V，鋅與鐵形成微電池時(shí)鋅作為陽(yáng)極被溶解，鐵作為陰極受到保護。顯然熱鍍鋅對基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優(yōu)于電鍍鋅。
熱鍍鋅過(guò)程鋅灰、鋅渣形成控制
鋅灰鋅渣不僅嚴重影響到浸鋅層質(zhì)量，造成鍍層粗糙，產(chǎn)生鋅瘤。而且使熱鍍鋅成本大大升高。通常每鍍1t工件耗鋅80～120kg，如果鋅灰鋅渣嚴重，其耗鋅量會(huì )高達140～200kg?？刂其\炭主要是控制好溫度，減少鋅液表面氧化而產(chǎn)生的浮渣。國內有些廠(chǎng)家用耐火砂、炭灰等覆蓋。國外采用熱傳導率小、熔點(diǎn)高、比重小、與鋅液不發(fā)生反應，既可減少熱量失散又可防止氧化的陶瓷或玻璃球覆蓋，這種球狀物易被工件推開(kāi)，又對工件無(wú)粘附作用。
對于鋅液中鋅渣的形成主要是溶解在鋅液中的鐵含量超過(guò)該溫度下的溶解度時(shí)所形成的流動(dòng)性極差的鋅鐵合金，鋅渣中鋅含量可高達95%，這是熱鍍鋅成本高的關(guān)鍵所在。
從鐵在鋅液中的溶解度曲線(xiàn)可以看出：不同的溫度及不同的保溫時(shí)間，其溶鐵量即鐵損量是不一樣的。在500℃附近時(shí)，鐵損量隨著(zhù)加溫及保溫時(shí)間急劇增加，幾乎成直線(xiàn)關(guān)系。低于或高于480～510℃范圍，隨時(shí)間延長(cháng)鐵損提高緩慢。因此，人們將480～510℃稱(chēng)為惡性溶解區。在此溫度范圍內鋅液對工件及鋅鍋浸蝕最為嚴重，超過(guò)560℃鐵損又明顯增加，達到660℃以上鋅對鐵基體是破壞性浸蝕，鋅渣會(huì )急劇增加，施鍍無(wú)法進(jìn)行。因此，施鍍目前多在450～480℃及520～560℃兩個(gè)區域內進(jìn)行。
5.2 鋅渣量的控制
要減少鋅渣就要減少鋅液中鐵的含量，就是要從減少鐵溶解的諸因素著(zhù)手：
⑴施鍍及保溫要避開(kāi)鐵的溶解高峰區，即不要在480～510℃時(shí)進(jìn)行作業(yè)。
⑵鋅鍋材料盡可能選用含碳、含硅量低的鋼板焊接。含碳量高，鋅液對鐵鍋浸蝕會(huì )加快，硅含量高也能促使鋅液對鐵的腐蝕。目前多采用08F優(yōu)質(zhì)碳素鋼板。其含碳0.087%(0.05%～0.11%)，含硅≤0.03%，并含有能抑制鐵被浸蝕的元素鎳、鉻等。不可用普通碳素鋼，否則耗鋅量大，鋅鍋壽命短。也有人提出用碳化硅制作熔鋅槽，雖然可解決鐵損量，但造型工藝也是一個(gè)難題。
⑶要經(jīng)常撈渣。先將溫度升高至工藝溫度上限以便鋅渣與鋅液分離，然后降至工藝溫度以下，使鋅渣沉于槽底后用勺撈取。落入鋅液中鍍件也要及時(shí)打撈。
⑷要防止助鍍劑中鐵隨工件帶入鋅槽，助鍍劑使用一定時(shí)間就有紅褐色含鐵的化合物生成，要定期濾去。助鍍劑pH值維護在5左右為好。
⑸鍍液中鋁少于0.01%會(huì )加快沉渣的生成，適量鋁不僅提高鋅液的流動(dòng)性，增加鍍層亮度，而且有利于減少鋅渣、鋅灰。少量鋁浮在液面對減少氧化有益，過(guò)多影響鍍層質(zhì)量，產(chǎn)生缺斑現象。
⑹加熱、升溫要均勻，防止爆燒及局部過(guò)熱。
熱鍍鋅鋼管執行標準
焊接鋼管、熱鍍鋅鋼管，方矩形管?chē)獬Ｓ脴藴?1.ASTM A53,ASTM A500, ASTM A513, 2.ANSI C80.1 ,ANSI C80.3 3.BS1387, BS1139 4.EN10219, EN10220, EN10240, EN10255 5.DIN2440, DIN2444, DIN2458 6.AS1163,AS1074,AS2556
