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熱鍍鋅設計之熱鍍鋅層形成過(guò)程

發(fā)布日期:2014-3-21 13:09:10  信息來(lái)源:徐州鑫泰鍍鋅設備有限公司

  熱鍍鋅層形成過(guò)程是鐵基體與***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***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。
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