電鍍鋅,就是利用電[Dian]解,在制件表面形成[Cheng]均勻、緻密、結[Jie]合良好的金屬或[Huo]合金沉(Chen)積層的[De]過程[Cheng]。與其他金(Jin)屬相比,鋅是[Shi]相對便宜而又[You]易[Yi]鍍覆的一[Yi]種金(Jin)屬,屬低[Di]值防蝕電鍍[Du]層,被廣泛用于保護鋼鐵件,特别是(Shi)防(Fang)止大氣腐蝕,并[Bing]用(Yong)于裝飾[Shi]。鍍覆技[Ji]術包(Bao)括槽鍍(或挂鍍)、滾鍍(适合小零件)、自動(Dong)鍍[Du]和連續鍍(Du)(适合(He)線材、帶材)。接下[Xia]來由科普電鍍(Du)為大家講解陝(Shan)西電鍍鋅的原理及一些相關知識。
01.概述
鋅易溶于酸,也能溶于堿,故稱它為(Wei)兩性金屬。鋅[Xin]在幹燥的空[Kong]氣中幾乎不[Bu]發生變化。在潮濕的[De]空氣中[Zhong],鋅表面會(Hui)生成[Cheng]緻密的堿式[Shi]碳酸鋅[Xin]膜。在含二[Er]氧化硫、硫[Liu]化氫(Qing)以及海洋性氣氛中,鋅的耐蝕(Shi)性較差,尤其在(Zai)高溫高濕含有[You]機酸的氣氛裡(Li),鋅鍍層極易被[Bei]腐蝕。
鋅的(De)标準電極電位(Wei)為-0.76V,對鋼鐵基體來說[Shuo],鋅(Xin)鍍層(Ceng)屬于陽[Yang]極性(Xing)鍍層,它主要用于防止鋼鐵的腐[Fu]蝕,其防[Fang]護性能的優劣與鍍[Du]層厚度關系甚大。
鋅[Xin]鍍層(Ceng)經鈍化處理、染(Ran)色或塗覆(Fu)護光劑後,能顯著提高其防護性和裝飾性。近年來[Lai],随着鍍鋅工藝的發[Fa]展,高性能鍍鋅光亮劑的采用,鍍鋅已從(Cong)單純的防護(Hu)目(Mu)的進(Jin)入防護-裝飾性應用。
鍍鋅(Xin)溶(Rong)液有氰化物[Wu]鍍液和無氰鍍液兩類[Lei]。氰化物鍍液中分[Fen]微氰(Qing)、低氰、中氰、和高[Gao]氰幾類。無氰鍍液有堿性鋅酸鹽鍍液、铵鹽鍍液、硫酸鹽鍍液及無氨(An)氯化物[Wu]鍍液等。氰化鍍鋅溶液均鍍能力好,得到的鍍層光滑細緻,在生産中被長期采用。但由于氰化[Hua]物劇毒,對環[Huan]境污染嚴[Yan]重,近年來已趨向于采用低氰、微氰、無氰鍍鋅溶液。
02.原理
在盛有鍍鋅液[Ye]的鍍槽(Cao)中,經過清理和特[Te]殊預處理的待鍍件作為陰極,用鍍覆金屬制[Zhi]成陽極,兩極分别(Bie)與直流(Liu)電源[Yuan]的正極和負極聯接。鍍(Du)鋅液由含有鍍覆(Fu)金屬(Shu)的化合物、導(Dao)電的鹽類、緩[Huan]沖劑、pH調節劑和添加劑等的水溶液組成。通電後,鍍(Du)鋅液中的金屬離子(Zi),在電(Dian)位差[Cha]的作用下[Xia]移動到陰(Yin)極上形成鍍(Du)層。陽極的金[Jin]屬形(Xing)成金屬離子進入鍍(Du)鋅液(Ye),以保持(Chi)被鍍覆[Fu]的金屬離子的濃[Nong]度(Du)。在有些[Xie]情況下,如鍍鉻,
是采用鉛、鉛銻合[He]金(Jin)制成(Cheng)的不溶性陽極,它隻起(Qi)傳遞電子、導通[Tong]電流的作(Zuo)用。電[Dian]解液中的鉻離子濃[Nong]度(Du),需依靠(Kao)定期地向鍍液中加入鉻化合(He)物來[Lai]維持。鍍鋅時,陽極[Ji]材料的質量、鍍鋅[Xin]液的成分[Fen]、溫度、電流(Liu)密度、通電時間[Jian]、攪拌(Ban)強度、析出[Chu]的(De)雜質、電(Dian)源波(Bo)形等都(Dou)會影響鍍層的質量,需(Xu)要适時進行控制。
03,種類
1、堿性氰化物鍍鋅
2、堿性(Xing)鋅酸鹽[Yan]鍍鋅
3、铵鹽[Yan]鍍鋅
4、鉀鹽鍍[Du]鋅
5、铵鉀混合浴鍍鋅
6、硫酸鹽鍍鋅
鍍鋅層(Ceng)的後處理
1、鈍化
2、去氫
3、着色[Se]
技術标準采用美國ASTMB695-2000及軍[Jun]用C-81562機械鍍鋅技術标準。
質量特點:
1、外觀光滑,無[Wu]鋅瘤、毛刺,呈銀白色;
2、厚度均(Jun)為可控(Kong),在5-107μm之内任[Ren]意選擇;
3、無氫脆、無溫度危害,可保證材料力學性能不[Bu]變;
4、可代[Dai]替部分需(Xu)熱鍍[Du]鋅的工藝;
5、耐腐(Fu)蝕性好,中性鹽[Yan]霧試(Shi)驗達240小時。
04.電[Dian]鍍鋅與熱鍍(Du)鋅的比較
據[Ju]統[Tong]計,鋼鐵在空氣、水或[Huo]土壤[Rang]中很容易生鏽,甚至完全損失,每年[Nian]因腐蝕造成的損失約占整個鋼鐵産量的1/10。為[Wei]了使緊固件表[Biao]面具有某[Mou]種特(Te)殊功能,同時(Shi)賦予其表面(Mian)裝飾[Shi]性的外觀,所以[Yi]一般采用電鍍鋅的[De]方式對其處理。
電鍍(Du)鋅
原[Yuan]理。由于鋅在幹燥空氣[Qi]中不(Bu)易變化[Hua],而在潮濕(Shi)的空氣中,表面能生成一種很緻密的碳酸鋅(Xin)薄膜,這[Zhe]種薄膜能有效保護内部不再受到腐(Fu)蝕。并且當某[Mou]種原因使鍍層發生[Sheng]破壞而[Er]露出[Chu]不太(Tai)大的基體(Ti)時,鋅與(Yu)鋼基體[Ti]形成微電(Dian)池,使[Shi]緊固件基體成[Cheng]為陰極而受到保護。在汽車運輸等行業中應用較廣,但需要(Yao)的是三價鉻鈍[Dun]化層、鋅鎳合金鍍封閉塗層,減[Jian]少六價鉻鈍化(Hua)有害、有毒層。
性能特點。鋅(Xin)鍍層較厚,結晶細緻(Zhi)、均勻且無孔隙(Xi),抗腐蝕性良好(Hao);電鍍所得鋅層較純,在酸、堿等(Deng)霧氣中腐蝕較慢,鞥(Eng)有效保護(Hu)緊固沙件基體[Ti],鍍鋅層經鉻酸鈍化後形(Xing)成白色、彩色、軍綠色等,美觀大方,具有一(Yi)定的裝飾(Shi)性(Xing),由于鍍[Du]鋅層具有良好(Hao)的延(Yan)展性,因[Yin]此可進(Jin)行冷[Leng]沖、軋制、折彎等各種成(Cheng)型(Xing)而不損壞鍍層[Ceng]。
3、應用範圍。電鍍鋅所涉及的領域越來越廣泛,緊固件産品的(De)應用已遍及機械制[Zhi]造、電子、精密儀器、化工、交通運輸、航天等[Deng]在(Zai)國民經濟中(Zhong)有重大意義。
熱[Re]浸鋅
在各種表(Biao)面保護緊固件[Jian]基體[Ti]的塗鍍方法中。熱浸鋅是(Shi)一種非常優良的一種。它[Ta]是在[Zai]鋅呈液體的狀态下(Xia),經過了相當複雜的物理、化學作用之後,在鋼鐵緊固件上不僅[Jin]鍍上較厚的鋅層,而且[Qie]還生(Sheng)成一種鋅[Xin]—鐵合金層。這[Zhe]種鍍法,不僅[Jin]具備了電鍍鋅的耐腐蝕特點,而且由于具有鋅鐵(Tie)合金層,還具有電鍍鋅所(Suo)無法比拟的[De]強耐腐蝕性,因此,這種鍍[Du]法特别适用于各種強[Qiang]酸、堿(Jian)霧氣等強腐蝕(Shi)環境中[Zhong]。這種緊(Jin)固件(Jian)在電力鐵塔建設中使用[Yong]量很大。
原理
熱(Re)浸鋅層是(Shi)鋅[Xin]在液态下(Xia),分三個[Ge]步驟形成的,鐵[Tie]基表面被鋅液(Ye)溶解(Jie)形成鋅—鐵合金相(Xiang)層;合金層中的鋅[Xin]離子進一步向基體[Ti]擴[Kuo]散形成鋅—鐵(Tie)互溶層;合金層表面包絡着鋅層。
性能特點
1、具有較厚(Hou)緻密的純鋅層覆蓋在(Zai)鋼鐵緊固件表面上,它可以避[Bi]免鋼鐵基體與任何[He]腐蝕溶液的接觸,保護鋼[Gang]鐵緊固件基體免受腐蝕[Shi]。在一般大氣中,鋅層表面(Mian)形成一層很薄而密實的氧化鋅層表面。它很[Hen]難溶[Rong]于水,故對鋼[Gang]鐵緊固(Gu)件基體起着一定保護作用。如(Ru)果氧[Yang]化鋅與大(Da)氣中其它(Ta)成分生成不溶性鋅鹽後,則防腐蝕作用[Yong]更理想;
2、具有鋅—鐵合金[Jin]合(He)金層,結合緻密,在海洋[Yang]性鹽霧[Wu]大氣及工業性大[Da]氣中表現特有抗腐蝕性;
3、由[You]于結合牢固,鋅—鐵互(Hu)溶,具有很強的[De]耐磨性;
4、由于鋅具有良好(Hao)的延展性,其合[He]金層[Ceng]與鋼鐵基體附(Fu)着牢固,因此熱(Re)鍍鋅可進行冷沖、軋制、拉絲、彎曲等各種[Zhong]成型工序,不損(Sun)傷鍍層(Ceng);
5、鋼結構件熱浸鋅後,相當于一次退火[Huo]處理,能有效(Xiao)改(Gai)善鋼鐵基[Ji]體的[De]機械性能,消除鋼件[Jian]成型焊接[Jie]時的應力,有利[Li]于對鋼結構件(Jian)進行車削加工;
6、熱浸[Jin]鋅[Xin]後的緊[Jin]固件(Jian)表面光亮美觀;
7、純鋅層(Ceng)是[Shi]熱浸鋅中.富有(You)塑性的一層鍍[Du]鋅(Xin)層,其性質基本接近于純鋅,具有良好的延展性。
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