熱鍍鋅基本原理及工藝流程

熱鍍鋅基本原理及工藝流程

    熱鍍鋅生產，按照工藝過程，一般分為“連續熱鍍鋅”工藝和“批量熱鍍鋅”工藝;專業鍍鋅板、鍍鋅管、帶鋼等行業，一般采用“連續熱鍍鋅”工藝;鐵塔、金具、鋼結構件等雜件熱鍍鋅行業，一般都釆用“批量熱鍍鋅”工藝，筆者所從事的熱鍍鋅生產，都是后者。

　　熱鍍鋅生產，按照工藝布置，一般又分為歐式、日式等生產布置，“批量熱鍛鋅”企業，這兩種生產線工藝布置都有釆用。

　　(一)熱鍍鋅的基本原理

　　熱鍍鋅、又稱熱浸鍍鋅，區別于電鍍鋅!熱鍍鋅工藝，在各種保護鋼鐵基體的涂鍍方法中，熱浸鍍鋅是非常優良的一種。在液態鋅中，鋼鐵工件經過了物理、化學處理之后，把鋼鐵工件浸入溫度達440℃?465℃ (也就是線性腐蝕區和高拋線腐蝕區溫度，不同的鋼鐵工件熱鍍鋅適應的溫度范圍不同)，或者更高溫度的熔化鋅中進行處理的過程，鋼鐵基體與鋅液反應，形成Zn—Fe金層、純鋅層并覆蓋在整個鋼鐵工件表面。鍍鋅表面有一定的韌性，可耐很大的摩擦及沖擊，與基體有著良好的結合。

　　這種鍍法，不僅具備了電鍍鋅的耐腐蝕特點，而且由于具有Zn—Fe合金層。還具有電鍍鋅所無法比擬的強耐蝕性。因此，這種鍍法特別適用于各種強酸、堿霧氣等強腐蝕環境中。

　　熱鍍鋅和電鍍鋅不一樣。電鍍鋅是在電解過程中，使陰極上形成鋅的鍍層。 實際上，電鍍鋅是使鋅原子逐漸沉淀的一個沉積過程。即在開始電鍍時，在鐵基表面生成細微的小結晶核，這種單個的結晶核隨著電鍍時間的延長而增加，最后連成一片而形成了鍍鋅層。與此截然相反，熱鍍鋅不是沉積過程，而是鋅對鐵的溶解過程，是熔融鋅液對鐵的溶解而形成的一種鍍鋅層。這種過程，實際上是一種“焊鋅掛膜”的過程。

　　熱鍍鋅層是鋅在高溫液態下，分三個步驟形成的。

　　熱鍍鋅的三個步驟：

　　熱鍍鋅層的形成，如圖所示，是經過以下步驟實現的：

　　(1)表面被鋅液溶解；鐵基表面被鋅液溶解形成Zn—Fe合金相成。

　　(2)合金層中的鋅離子進一步向基體擴散形成Zn—Fe互溶層;鐵在被鋅液溶解的過程中形成Zn—Fe合金，并繼續擴散。

　　(3)在Zn—Fe合金層的表面包絡著鋅層，鋅層冷卻結晶，形成鋅的鍍層。

　　因此，經過去污除銹的鋼鐵材料，直接浸入熔融的鋅液中得到的這種鍍鋅保護層，結合非常牢固。同時，它的擴散能力與覆蓋能力遠比電鍍鋅要好。

　　所謂“擴散能力”和“覆蓋能力”，就是鍍鋅層在被鍍工件表面上的均勻性和完整性。“擴散能力”又叫“均鍍能力”，它是指鍍鋅層厚度的均勻分布能力;“覆蓋能力”又叫“深度能力”，“嘴蓋能力”或“著落能力”。就這兩種能力而言，熱鍍 鋅要比電鍍鋅強得多。例如，工件表面上的深凹處、或者管形工件的內孔孔壁， 電鍍鋅往往鍍得很淺，甚至鍍不上。而熱鍍鋅，不論工件形狀如何復雜，均能獲得內外一致的良好鍍鋅層。

　熱鍍鋅性能特點

　　具有較厚的、致密的純鋅層覆蓋在鋼鐵表面上，它可以避免鋼鐵基體與任何的腐蝕溶液的接觸，保護鋼鐵基體免受腐蝕。在一般大氣中，鋅層表面形成一層很薄而密實的氧化鋅層表面，它很難溶于水，故對鋼鐵基體起著一定保護作用。如果氧化鋅與大氣中其它成份生成不溶性鋅鹽，則防腐蝕作用更理想。

　　鋼鐵經過熱鍍鋅后，由于具有了Zn—Fe合金層，結合致密，在海洋性鹽霧大氣及工業性大氣中表現特有抗腐蝕性。由于結合牢固，Zn—Fe互溶，具有很強的耐磨性。由于鋅具有良好的延展性，其合金層與鋼鐵基體附著牢固， 因此，熱鍍鋅工件可進行冷沖、軋制、拉絲、彎曲等各種成型而不損壞鍍鋅層。

　　鋼鐵工件熱鍍鋅后，相當于一次退火處理，能有效改善鋼鐵基體的機械性能，消除鋼鐵工件成型焊接時的應力，有利于對鋼鐵工件進行車削加工。

　　熱鍍鋅后的鋼鐵工件表面光亮美觀。純鋅層是熱鍍鋅中最富有塑性的一層鍍鋅層，其性質基本接近于純鋅，具有延展性，所以它富于撓性。