镀锌材料生产工艺研究论文

热镀锌（galvanizing） 也叫热浸锌和热浸镀锌：是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。 热镀锌工艺流程：成品酸洗-水洗-加助镀液-烘干-挂镀-冷却-药化-清洗-打磨-热镀锌完工 1、热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的，自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百七十多年的历史了。近三十年来，伴随着冷轧带钢的飞速发展，热镀锌工业得以大规模发展。热镀锌（钢管）生产工艺：上料→酸洗、水洗→溶剂→烘干→热镀锌→内、外吹→滚标、标识→钝化→检验→包装。上料上料工应检查原料情况：1、钢管的外表面不得粘有油污（特别是沥青油调合漆等油污），否则会造成大批不合格品。2、钢管在生产后一定要矫直，消除钢管的内应力。3、钢管外表面出现凹凸不平的腐蚀不能镀锌，否则将浪费大量盐酸。4、钢管在运输过程中不能出现人为弯管。5、用于热镀锌的钢管，不允许把标识物贴在钢管的内、外壁上，以免造成漏镀。酸洗、水洗1、钢管的酸洗：1）酸洗工在工作前必须穿戴好劳动保护用品，在工作中认真检查工作现场有无障碍、吊带是否完好无损，确认完好后方可进行工作。2）酸洗主要采用盐酸酸洗，采用水来配制盐酸，盐酸含量为18～20%比较合适。3）酸洗工工作前首先了解酸的浓度、温度及本槽酸洗管的吨位。4）吊管时两根吊带要离开端头1.3米左右，防止吊弯钢管，造成镀锌管内漏；在往酸槽下管时，钢管要倾斜15°，先下自己站立的一端，防止喷酸伤人。5）钢管每次酸洗，重量在2～5吨为宜，时间5～15分钟。6）钢管在酸洗时要经常振动，在振动过程中要把钢管平放在酸槽的横条石上，反复起动一侧吊带3次后再起动另一侧吊带3次，重复两次后再吊起；振动上升角度不大于15°。7）酸槽加温时，先将蒸汽管固定牢固后再打开蒸汽阀门。8）天车吊管进、出酸槽时，不得撞击槽壁，防止损坏酸槽。9）钢管的欠酸洗的主要原因：（1）钢管在进料时要严格检查，要做到不合格钢管不投入酸洗。。（2）钢管在振动时不认真操作。（3）酸洗时间及盐酸含量不足。10）钢管过酸洗的主要原因：（1）盐酸含量过高。（2）酸洗时间过长。11）酸洗后检查钢管外表面是否光滑、有无残留氧化铁皮、有无油垢污染钢管表面。2、钢管的水洗：1）钢管的水洗要在流动的清水槽中进行，水洗时要将钢管全部浸在水中，把酸洗吊带放松，起落三到四次。2）水洗后，要将钢管内的水控净，尽快进行溶剂处理，以防止钢管氧化。3）清洗水铁盐含量标准不得超标，无其他杂物，保持干净透明。4）在洗管时，严禁操作人员跨越酸洗槽，防止滑倒或掉入酸槽伤人。溶剂处理1、钢管进入溶剂槽内，把吊带放松到钢管全部浸入溶剂内，不允许钢管表面露出溶剂表面。等钢管两端不冒气泡为止，再吊起钢管的一侧上下振动，吊起钢管控净溶剂后进入烘干台架。2、钢管在溶剂处理过程中钢管的倾斜角度不大于15°。3、钢管在溶剂中浸泡时间为60～120秒，当班回镀管浸泡3～5分钟，接班回镀管浸泡5～10分钟。4、溶剂温度:常温 保持溶剂干净。5、溶剂处理后的钢管，不要粘上其它脏物，不要淋上水，放入烘干台架摆平；放到烘干台架上的钢管，不允许人到钢管上面去踏，如必须上去，双脚必须涂上氯化铵后再到管上去作业。烘干1、溶剂处理合格后的钢管放在烘干受料台架上，将钢管齐头一侧放在锌锅前侧和第二个磁力辊前侧成直角摆平；弯度较大的管放在后面或者矫直后放在受料架上。2、烘干炕主要作用是把钢管表面的水份烘干，另一方面是提升钢管本身的温度，防止溅锌伤人，也不带走锌锅内的热能，促使锌铁合金层的加快生成。3、烘干炕温度为80℃～180℃，钢管的干燥时间为3～7分钟，也可根据钢管的规格、壁厚不同掌握烘干温度；干燥工要随时检查钢管的干燥程度，防止时间不足进入锌液中溅锌伤人；烘干时不要超温，防止把溶剂烘焦。热镀锌钢管的热镀锌采用齿盘全浸式半自动镀锌方式拨入、压下、螺旋、拔出、提升的机械原理，完成热镀锌过程。1、工艺参数控制：锌液温度应控制在440-460℃之间；浸锌时间应控制在30-60秒之间；加铝量（锌液面含铝量0.01-0.02%）2、锌锭使用应为国标Zn0-3锌锭。3、要经常维护控制好拔入压下螺旋、拔出提升装置的可靠性能，加强气缸的润滑，调整好镀锌管分配器的高度、角度，将设备调整到最佳状态。4、接近开关的摆放位置要准确无误；热电偶线和表要统一型号使用，否则，温度误差大，热电偶的保护套管，要经常检查更换。5、操作台操作人员要根据炉前设备运行情况及手势指挥，手动调整速度防止卡管现象。6、炉前工使用工具要先预热再使用，以防止溅锌伤人；经常检查有无钢管掉入锅内，如有要及时清出；要及时调整设备别卡管，以保障设备的安全。7、向锌锅内加锌时，锌锭要先预热，加锌时决不允许一捆捆加锌，加锌每次最多不多于五块，应将锌锭纵向贴向锌锅壁面缓缓划下，以免冲击损坏锌锅和溅出大量锌伤人；锌液内严禁铁类物质掉入，以防产生大量锌渣。8、熔锌时应缓慢加热，不可烧急火，否则会有损镀锌锅的寿命，而且有大量的锌蒸汽挥发出来。这种有害气体被人体吸入过量后，会患一种“铸工热”的病症。在熔锌过程中，一旦锌已具有较高温度切不可用手去拨动锌块，以免灼伤，应采用适当的工具去拨动它。9、要定时清出锌液表面的锌灰。刮灰时应轻轻在锌液表面上用刮灰板刮拭，不能搅动得太厉害，以免锌灰扬起，刮灰板不应与正在浸锌或出管时的钢管相碰，以免轧住出现人身事故或设备事故。10、炉前地面上的锌块、碎锌、镀锌时带出的锌、钢管流到外面的锌要随时回收回锅，以减少锌锅的热损失。11、锌液表面加铝锭时，一定要前后活动几次保证锌液表面铝含量均匀。12、为了便于涝渣及抽锌，锌锅内部要放入20吨铅。13、捞渣时要把捞渣机先预热，锌渣要分大小块存放，涝渣温度应控制在455℃以上进行，摆动抓渣机时必须使用专用工具，离开锌锅1米处，脚要站成丁字形。14、热镀锌工艺要求比较严密，所以在热镀锌生产过程中，一定要干足工位，也就是说在单位时间内的根数或吨位越多，成本越低，反之越高。引出与外吹1、镀锌管提出后，采用磁力辊道把镀锌管引出，引出机的转数不要太快，让锌在内吹前流净。2、外吹环角度要与磁辊成平行直角，纵向、横向位置要正，保证镀锌管在风环中间通过。3、安装磁力辊时，五个磁力辊上下左右必须在一条中心线上，保证外吹的后的镀锌管锌层均匀。4、外吹采用压缩空气进行外吹，最好采用70℃以上，压力在0.2-0.4Mpa状况下进行。5、在下列情况下应调整风压：（1）、镀锌管外表面锌层太厚。（2）、外吹后锌层表面发暗。（3）、外吹后锌层表面粘附着杂物和条状不干净物应调节风量。6、根据镀锌钢管规格更换同规格的风环，风环不能用其它规格代替。7、外吹风环在无风条件下禁止镀锌管通过，以免造成风孔堵塞，影响外吹的质量。8、要经常检查外吹环内是否清洁,是否有挂锌,镀锌管外表面是否光滑,有无划伤；磁辊表面、链条是否挂锌，如有挂锌要及时清理。9、引上辊道由于无磁力辊，锌层又没有固牢，锌层表面最容易划伤，引上辊速度要和磁力辊速度匹配好。内吹、横移及水冷1、热镀锌管通过引上装置送到内吹机旁通过接近开关完成横移，压下内吹，压头抬起，横移，完成内吹及下管动作把热镀锌管移进冷却水槽。2、热镀管在引上辊道上是最容易被划伤的，主要是钢管在运行中锌还没有完全凝固。3、内吹采用蒸汽进行吹扫，内吹压力为0.4-1.0Mpa；内吹后的镀锌管内表面必须光滑。4、镀锌管在链条上要保持一定倾斜角度，让冷却水流净。5、内吹工作业场所地势较陡，作业空间较小，一定要认真操作，防止滑倒摔伤，以及弯管伤人；严禁身体的任一部位，直接接触高温镀锌管，以免伤人。6、在水槽作业时要注意脚下是否站稳，有无其它障碍物，防止掉入水槽中；水槽上链条运行，很容易别管，要防止飞管伤人。钝化含义：当制件需要较长时间的贮运时，应对之间进行钝化处理，以防止在储运过程中产生腐蚀。其腐蚀产物通常称为白锈。常用钝化方法有铬酸盐和磷酸盐法。1、钝化方式采用热镀锌管在跑道上面直接喷淋钝化液，在距离喷淋位置一米的地方经汽刀抹拭吹净附液，注意一定要吹净。2、采用压缩冷气抹拭，吹掉钢管表面的附液并使涂层均匀。通过调整气压大小调整涂层的厚度，决不能有多余液珠附在锌管表面上。滚标、滚杠与包装1、滚标、滚杠：1）滚标机工作时，严禁用手触摸滚标辊，防止压手；严禁双管通过滚标机，防止压辊损坏。2）镀锌管在输送辊道运行中滚标，滚标机要根据不同规格，更换字条，更换一次规格要调整一次压轮高度，要经常添油。3）滚标机的胶圈要经常检查，发现有裂纹要及时更换。4）胶轮应压在钢管的中心线上，要调整好压角的上下固定螺栓。5）在打印标志环时，二人要同时滚动，滚钢管用毛毡要经常加油墨，但油墨不易过多。2、包装：1）打包机使用空气压缩机气体，压力为0.4-0.8Mpa。在打包机工作状态下禁止用手去摸打包机动作部位以免伤手。2）打包时先把卡扣穿在包装带上，再把包装带绕过钢管，把另一端插入卡扣内，把打包机压在打包带上，打开打包机风阀进行打包压扣。打包带厚部为1.0—1.2mm，包装带要求离端头一道100mm，二道300mm，兰杠标志应离端头400mm。3）包装时相同规格的镀锌管选择同一规格的包装架，把镀锌管摆成六角型，并达到一头齐。4）包装后的钢管外表面一旦造成污染要用干净的棉沙抹干净后方可上垛，如有条件小管要把管内水控净；不允许任何人用脚踩管，要保持镀锌管外表质量。原理：热镀锌层形成过程是铁基体与最外面的纯锌层之间形成铁-锌合金的过程，工件表面在热浸镀时形成铁-锌合金层，才使得铁与纯锌层之间很好结合，其过程可简单地叙述为：当铁工件浸入熔融的锌液时，首先在界面上形成锌与α铁(体心)固熔体。这是基体金属铁在固体状态下溶有锌原子所形成一种晶体，两种金属原子之间是融合，原子之间引力比较小。因此，当锌在固熔体中达到饱和后，锌铁两种元素原子相互扩散，扩散到(或叫渗入)铁基体中的锌原子在基体晶格中迁移，逐渐与铁形成合金，而扩散到熔融的锌液中的铁就与锌形成金属间化合物FeZn13，沉入热镀锌锅底，即为锌渣。当工件从浸锌液中移出时表面形成纯锌层，为六方晶体。其含铁量不大于0.003%。

电镀锌分两部分：镀锌+钝化。如果是高强度材料，则电镀锌4h内，在钝化之前应去氢处理。工艺流程在致如下：零件上挂—有机溶剂除油—热水洗—化学除油（或电解除油）—水洗—除锈—水洗—酸活化—水洗—电镀—水洗—出光—水洗—钝化—水洗—烘干镀锌后钝化时应注意：1）镀锌层质量应力求一致。2）高铬钝化属于气相成膜，镀锌件在钝化液中停留约5-10s，在空气中停留约10-15s。3）钝化后工件应彻底清洗。4）钝化后工件应烘烤老化，烘烤温度一般不超过65℃。6. 镀锌钝化后变色的原因： 1）镀锌液体系的影响 研究认为铵盐镀锌钝化后容易变色。 2）镀锌层厚度的影响 镀锌层厚度过小，即镀层过薄(如小于3微米)，钝化后容易变色。以滚镀件为多。 3）镀锌液维护的影响 镀液维护不当，添加剂使用过多导致镀层中有机夹杂过多，钝化后易变色。 4）镀锌层清洗的影响 镀锌后的清洗不沏底，吸符在镀层上的有机物等未能洗净，钝化后易变色。以设备条件较不完善和手工操作的为多。 5）溶液中杂质的影响 镀锌液和钝化液中杂质过多，钝化后容易变色。 6）镀锌钝化后续工艺的影响 如钝化后经过高温(如对工件进行除氢)处理后钝化膜会变色。 7）其它原因：存放环境、与其他材料、镀层的组合或接触也会影响到镀层变色等。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

目前国内通行的热镀锌合金工艺十分简单，锌冶炼厂要生产锌合金，只需增设一台中频无芯感应炉制备中间合金，将原来用于熔化锌片的大功率感应电炉进行改造，在炉顶中央开设一个孔，增加一套搅拌装置，经过计量配入中间合金，搅拌混合，浇铸即可。这种生产模式的特点是工艺简单，利用现有铸锭熔化炉进行改造容易，为锌冶炼厂广泛采用，但是该工艺有几个方面的不足：根据有芯感应电炉的加热特性，要有启熔体电炉才能工作。即炉内金属液面的最低高度，必须保证能够浸没感应体的感应沟槽。因此，每次配好一炉锌合金，只能浇铸1/3左右(即剩余金属液面保证在启熔高度以上) ，就必须加入锌片熔化，重新配制下一炉间歇式熔化。当进行合金配制、搅拌和炉前分析时，只能停止加热或保温，大功率感应炉的连续熔化优势发挥不出来，搅拌器的吊出吊进操作麻烦。由于搅拌叶片的直径受到顶上所开孔径的制约(影响热效) ，小范围的搅拌对于矩形炉膛的影响是有限的，因此搅拌的不充分和叶片的增铁效应，对成分的均匀性及和铁含量的要求都带来负面的影响。需要更换合金品种时，对大容量有芯感应炉洗炉是一项耗时费事的工作，改变合金元素时，洗炉需要长时间的连续作业才能完成。对电器和炉龄的都有影响当放出合金液加入大量锌片时，温度最低，需要大功率升温；配入中间合金时，温度需要升到最高，在能耗和金属烧损方面都不利于控制。

热镀锌工艺流程：工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助镀溶剂→烘干预热→热镀锌→整理→冷却→钝化→漂洗→干燥→检验.1脱脂:可采用化学去油或水基金属脱脂清洗剂去油，达到工件完全被水浸润为止。2酸洗：可采用H2SO415%，硫脲0.1%，40～60℃或用HCl20%，六次甲基四胺1～3g/L，20～40℃进行酸洗。加入缓蚀剂可防止基体过腐蚀及减少铁基体吸氢量。脱脂及酸洗处理不好会造成镀层附着力不好，镀不上锌或锌层脱落。

工艺流程 试样 打磨 化学除油 流动热水洗 流动冷水洗 表调 流动冷水洗 活化 流动热水洗 流动冷水洗 一次浸镀锌 退镀 二次浸镀锌 流动冷水洗 电镀锌 流动冷水洗 钝化 流动热水洗 流动冷水洗 干燥 实验结果测定。 1.2.1 前处理 除油工艺：18g/L 氢氧化钠，46g/L碳酸钠，28g/L磷酸钠，温度70～80℃，处理时间1～2min。 表调工艺：40.0g/L碳酸钠，40.0g/L硝酸铁，3.5g/L氟化钾，室温下处理2～3min。 活化工艺：200ml磷酸（85％），90g/L氟化氢氨，温度20～80℃,处理时间：1～10min。 浸镀锌工艺：20g/L 氢氧化钠，300g/L硫酸锌，1g/L硝酸钠，20g/L酒石酸钾钠，室温下处理30～180s。 1.2.2 电镀 镀液配方：6～12g/L氧化锌，90～130g/L氢氧化钠，3.0～9.0ml/L DEP-Ⅲ,2.0～6.0ml/L WBZ－Ⅲ ，酒石酸钾钠适量 工艺参数：阴极电流密度1～4A/dm2，温度15～75℃,时间，10～30min。 1.2.3 钝化 钝化处理的目的是提高镀锌层的耐蚀性，增加装饰性，使锌层表面生成一层稳定性高，组织致密的钝化膜。从环保方面考虑，采用无铬钝化。工艺参数：5～8ml/L硝酸，40～50g/L氟化氢氨，添加剂（主要成分为DEP-Ⅲ）适量，时间10～20s。 摘自《材料保护》2008.2 热镀锌层磷化膜硝酸铈封闭后处理的研究 （1） 磷化热度锌钢板经硝酸铈溶液封闭后处理，可在磷化膜的空隙处形成铈盐转化膜，并在磷化膜上覆盖有絮状含铈化合物，在锌层表面形成了由磷化膜和铈盐转化膜构成的连续完整的复合膜。 （2） 中性盐雾试验结果表明，未封闭剂硝酸铈封闭处理的热镀锌层磷化膜的耐蚀性均随着磷化时间的延长而增强。磷化时间相同时，硝酸铈封闭后所获得的复合膜的耐蚀性显著由于单磷化膜；且随封闭时间的延长而增强，但超过300s后其耐蚀性降低。 （3） 磷化时间超过300s、硝酸铈封闭处理300s后获得复合膜的耐蚀性能最佳，且优于常规铬酸盐钝化膜的耐蚀性。 摘自《材料保护》 2008.2 偶联剂在PVC塑料化学镀Ni－Cu－P前处理中的应用 得亲水性良好的表面层，在此处理层上进行传统化学镀Ni－Cu－P合金，可以获得与基体结合良好的镀层。塑料化学镀前选用合适的偶联剂来替代传统铬酸粗化工艺是可行的。 对铬酸粗化处理样品以及偶联剂处理样品，在镀件表面上以1mm间距和90℃交错角度用刀片划出方形小格，观察划痕交错处镀层的变化，进一步用粘性高的胶带贴在划痕表面，再撕去胶带，结果镀层均未脱落，镀层与基体间的结合力良好，但不作任何粗化处理的样品则出现大片剥落。可见，通过偶联剂处理可以改善镀层的结合力，达到一般实用要求。 摘自《材料保护》 2008.1 电镀银镍合金工艺及其在电接触材料生产中的应用 经过大量的实验，最终确定镀液的组分和工艺条件如下： （1） 预镀银： KCN 70～80g/L KAg(CN)2 5～7g/L （2） 镀银镍合金 KAg(CN)2 30～80g/L KCN 10～30g/L K2CO3 10～20g/L CdSO4 0.2～0.3g/L 糖精 0.1～0.2g/L 配位剂Ⅱ 100～150g/L 镍盐 5～10g/L 亚硒酸钾 1～2g/L PH 13～14 θ 20～40℃ 阳极 0＃纯银板（纯度99.97％） J 0.5～2.0 A/dm2 搅拌方式 机械式依次回旋转搅拌 搅拌速率 7～14m/min 阴极移动 15～17次/min 注：采用连续过滤装置，镀液每小时至少过 滤四次，使用密滤芯（1～3um）。 摘自《电镀与装饰》 2007.3 锌镍合金镀层在海洋大气环境紧固件防护上的应用 工艺流程 除油 流水清洗 无光腐蚀 流水清洗 电镀锌镍合金 流水清洗 钝化处理 空气中滞留 流水浸洗2次 加热老化 送检。 电镀工艺配方 锌镍合金碱性无氰电镀工艺如下： 挂镀 滚镀 锌盐 10g/L 12g/L 导电盐 120g/L 120g/L 镍盐 8g/L 6g/L 络合剂 70g/L 100g/L 晶粒细化剂 6ml/L 6ml/L 光亮剂 4ml/L 4ml/L θ 10～35℃ 10～35℃ Jk（镀层） 0.5～4.5A/dm2 2～4A/dm2 Ja 2～3 A/dm2 阳极 锌板（阴、阳极面积比 同左 为1：1.5～2） 搅拌 阴极移动 同左 过滤 连续过滤，2～3次循环/h 同左 钝化处理（彩色） 钝化工艺如下： 钝化液 25～35ml/L t 30～35s PH 1.1～1.5 θ 25～35℃ 搅拌 工件移动 空气中停留 10～15s 清洗 流水浸洗（不能直接冲洗） 钝化膜老化处理 θ （60±5）℃ t 1h