热镀锌基本原理及工艺流程

热镀锌基本原理及工艺流程

    热镀锌生产，按照工艺过程，一般分为“连续热镀锌”工艺和“批量热镀锌”工艺;专业镀锌板、镀锌管、带钢等行业，一般采用“连续热镀锌”工艺;铁塔、金具、钢结构件等杂件热镀锌行业，一般都釆用“批量热镀锌”工艺，笔者所从事的热镀锌生产，都是后者。

　　热镀锌生产，按照工艺布置，一般又分为欧式、日式等生产布置，“批量热锻锌”企业，这两种生产线工艺布置都有釆用。

　　(一)热镀锌的基本原理

　　热镀锌、又称热浸镀锌，区别于电镀锌!热镀锌工艺，在各种保护钢铁基体的涂镀方法中，热浸镀锌是非常优良的一种。在液态锌中，钢铁工件经过了物理、化学处理之后，把钢铁工件浸入温度达440℃〜465℃ (也就是线性腐蚀区和高抛线腐蚀区温度，不同的钢铁工件热镀锌适应的温度范围不同)，或者更高温度的熔化锌中进行处理的过程，钢铁基体与锌液反应，形成Zn—Fe金层、纯锌层并覆盖在整个钢铁工件表面。镀锌表面有一定的韧性，可耐很大的摩擦及冲击，与基体有着良好的结合。

　　这种镀法，不仅具备了电镀锌的耐腐蚀特点，而且由于具有Zn—Fe合金层。还具有电镀锌所无法比拟的强耐蚀性。因此，这种镀法特别适用于各种强酸、碱雾气等强腐蚀环境中。

　　热镀锌和电镀锌不一样。电镀锌是在电解过程中，使阴极上形成锌的镀层。 实际上，电镀锌是使锌原子逐渐沉淀的一个沉积过程。即在开始电镀时，在铁基表面生成细微的小结晶核，这种单个的结晶核随着电镀时间的延长而增加，最后连成一片而形成了镀锌层。与此截然相反，热镀锌不是沉积过程，而是锌对铁的溶解过程，是熔融锌液对铁的溶解而形成的一种镀锌层。这种过程，实际上是一种“焊锌挂膜”的过程。

　　热镀锌层是锌在高温液态下，分三个步骤形成的。

　　热镀锌的三个步骤：

　　热镀锌层的形成，如图所示，是经过以下步骤实现的：

　　(1)表面被锌液溶解；铁基表面被锌液溶解形成Zn—Fe合金相成。

　　(2)合金层中的锌离子进一步向基体扩散形成Zn—Fe互溶层;铁在被锌液溶解的过程中形成Zn—Fe合金，并继续扩散。

　　(3)在Zn—Fe合金层的表面包络着锌层，锌层冷却结晶，形成锌的镀层。

　　因此，经过去污除锈的钢铁材料，直接浸入熔融的锌液中得到的这种镀锌保护层，结合非常牢固。同时，它的扩散能力与覆盖能力远比电镀锌要好。

　　所谓“扩散能力”和“覆盖能力”，就是镀锌层在被镀工件表面上的均匀性和完整性。“扩散能力”又叫“均镀能力”，它是指镀锌层厚度的均匀分布能力;“覆盖能力”又叫“深度能力”，“嘴盖能力”或“着落能力”。就这两种能力而言，热镀 锌要比电镀锌强得多。例如，工件表面上的深凹处、或者管形工件的内孔孔壁， 电镀锌往往镀得很浅，甚至镀不上。而热镀锌，不论工件形状如何复杂，均能获得内外一致的良好镀锌层。

　热镀锌性能特点

　　具有较厚的、致密的纯锌层覆盖在钢铁表面上，它可以避免钢铁基体与任何的腐蚀溶液的接触，保护钢铁基体免受腐蚀。在一般大气中，锌层表面形成一层很薄而密实的氧化锌层表面，它很难溶于水，故对钢铁基体起着一定保护作用。如果氧化锌与大气中其它成份生成不溶性锌盐，则防腐蚀作用更理想。

　　钢铁经过热镀锌后，由于具有了Zn—Fe合金层，结合致密，在海洋性盐雾大气及工业性大气中表现特有抗腐蚀性。由于结合牢固，Zn—Fe互溶，具有很强的耐磨性。由于锌具有良好的延展性，其合金层与钢铁基体附着牢固， 因此，热镀锌工件可进行冷冲、轧制、拉丝、弯曲等各种成型而不损坏镀锌层。

　　钢铁工件热镀锌后，相当于一次退火处理，能有效改善钢铁基体的机械性能，消除钢铁工件成型焊接时的应力，有利于对钢铁工件进行车削加工。

　　热镀锌后的钢铁工件表面光亮美观。纯锌层是热镀锌中最富有塑性的一层镀锌层，其性质基本接近于纯锌，具有延展性，所以它富于挠性。