電鍍鋅,就是利用電解,在(zài)制件表面形成均勻、緻密、結合良好的(de)金屬或合金沉(chén)積(jī)層的(de)過程(chéng)。與其他金屬相比,鋅是相對便宜而又易(yì)鍍覆的一種金屬,屬低值防蝕電鍍(dù)層,被廣泛用于(yú)保(bǎo)護鋼鐵件,特别是(shì)防止大氣腐蝕,并用(yòng)于裝飾。鍍覆技(jì)術包括(kuò)槽鍍(或挂鍍)、滾鍍(适合小零(líng)件)、自動鍍和連續鍍(适合線材、帶材)。接下來由科普電鍍為大家講解陝(shǎn)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(jiǎn),故稱它為(wéi)兩性金屬。鋅在幹燥的(de)空氣(qì)中幾乎不發生變化。在潮濕的空氣中,鋅表面會(huì)生成緻密的堿式碳酸鋅膜。在含二氧化硫(liú)、硫化氫以及海洋性氣(qì)氛中,鋅的耐蝕性較差,尤其在高溫高濕含有機酸的(de)氣氛裡(lǐ),鋅鍍層極易被腐蝕。
鋅的标準電極電位為-0.76V,對鋼鐵(tiě)基體來說,鋅鍍層屬于陽極性鍍層,它主要用于防止鋼鐵的腐蝕,其防(fáng)護性(xìng)能的優劣與鍍層厚度關(guān)系甚(shèn)大。
鋅鍍層經鈍化處理、染色或塗覆(fù)護光劑後(hòu),能顯著提高其防護性和裝飾性。近年來,随着鍍鋅工藝的發(fā)展,高性能鍍鋅光(guāng)亮劑的采用,鍍鋅已從(cóng)單純的防護目的進入防(fáng)護-裝(zhuāng)飾性應用(yòng)。
鍍鋅溶液有氰化物(wù)鍍液(yè)和無氰鍍液兩類。氰化物鍍液中分(fèn)微氰、低氰、中氰、和高氰幾(jǐ)類(lèi)。無氰鍍液有堿性鋅酸鹽鍍液、铵鹽鍍液、硫酸鹽鍍液及無氨氯化(huà)物鍍液(yè)等。氰(qíng)化鍍鋅溶液均鍍能力好,得到的鍍層光滑細緻,在生産(chǎn)中被長期采用。但由于氰化物劇毒,對環境污染嚴重,近年來已(yǐ)趨向于采用低(dī)氰、微氰、無氰鍍鋅溶液。
02.原理
在盛有鍍鋅液(yè)的鍍槽中,經過清理(lǐ)和特殊預處理的待鍍件作(zuò)為陰極,用鍍覆金屬制(zhì)成陽極,兩極(jí)分别與直流電源的正極和負極聯接。鍍鋅液由含有鍍覆金屬的化合物、導電(diàn)的鹽類、緩沖劑、pH調節劑和添加劑等(děng)的水溶液組成。通電後,鍍鋅液中的金屬(shǔ)離子(zǐ),在電位(wèi)差(chà)的作用下移動到陰極上形成(chéng)鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入鍍鋅液,以保(bǎo)持被鍍覆(fù)的金屬離(lí)子的濃度。在有些情況下,如鍍鉻,
是采用鉛、鉛銻合(hé)金制成的不溶性陽(yáng)極,它隻起傳遞電子(zǐ)、導通電流的作用。電(diàn)解(jiě)液中的鉻離子濃度,需依靠(kào)定期地向鍍液中加入鉻化合(hé)物來(lái)維持。鍍鋅時,陽極材料的質量、鍍鋅液的(de)成分(fèn)、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度(dù)、析出(chū)的(de)雜質、電源波形等都會影響鍍層的質量,需要适時進(jìn)行控制。
03,種類
1、堿性氰化(huà)物(wù)鍍鋅(xīn)
2、堿性鋅酸鹽鍍鋅
3、铵鹽鍍(dù)鋅(xīn)
4、鉀鹽鍍鋅
5、铵鉀混合浴鍍鋅
6、硫酸鹽鍍(dù)鋅
鍍鋅層(céng)的後處理
1、鈍化
2、去氫
3、着色
技術标準(zhǔn)采用美國ASTMB695-2000及軍(jun1)用C-81562機械鍍鋅技術标準。
質量特點:
1、外觀光滑,無鋅瘤、毛刺,呈銀(yín)白色;
2、厚度均為可控,在5-107μm之内任意選擇;
3、無氫脆、無溫度危害,可保證材料力學性能不變;
4、可代(dài)替部分需熱鍍鋅的工藝;
5、耐腐(fǔ)蝕性好,中性鹽霧試驗達240小時。
04.電鍍鋅與熱鍍(dù)鋅的比較
據統計,鋼鐵在空氣、水或土壤(rǎng)中很容易生鏽(xiù),甚至完全損失,每年(nián)因腐蝕造成的損失約占(zhàn)整個鋼鐵産量的1/10。為了使緊(jǐn)固件表面具有某種特殊功能,同時賦(fù)予其表面(miàn)裝飾性的外觀,所(suǒ)以(yǐ)一般采用電鍍鋅的方式對其處理。
電鍍鋅
原理。由于(yú)鋅在幹燥空氣中不易變化,而在潮濕的空氣中(zhōng),表面能生成(chéng)一種很(hěn)緻密的碳酸鋅薄膜(mó),這(zhè)種薄膜能有效保護(hù)内部不再受到腐(fǔ)蝕。并且當某種原因使鍍層發生破壞而露出不太大的基體時,鋅與鋼基體形成微電池,使緊固件基體成為陰極(jí)而受到(dào)保護。在汽車運輸等(děng)行業中應用較廣,但需要的是三價鉻鈍化層、鋅鎳合金鍍封閉塗層,減少六價鉻鈍化(huà)有害、有毒層。
性能特點。鋅鍍層較厚,結晶細緻(zhì)、均勻且(qiě)無孔隙,抗腐蝕性良好(hǎo);電鍍所得鋅(xīn)層較純,在酸、堿等(děng)霧氣中(zhōng)腐蝕較慢,鞥(eng)有效保護緊固沙件基體,鍍鋅層經鉻酸鈍化後形成白色、彩色、軍綠色等,美觀大方,具(jù)有一定的裝飾(shì)性,由于鍍鋅層具有良好的延展性,因此可進行冷沖、軋(zhá)制、折彎等各種成型而不損(sǔn)壞鍍層(céng)。
3、應用範圍。電鍍鋅所涉及的領(lǐng)域越來越廣泛,緊固件産品的應用已遍及機械制造、電子、精(jīng)密儀器、化工、交(jiāo)通運輸、航天等在國民經濟中有重(zhòng)大意義。
熱浸鋅
在各種表面保護緊固件基體的塗鍍方法中。熱浸鋅是一(yī)種非常優良的一種。它是在鋅呈(chéng)液體的狀态(tài)下,經(jīng)過了相當複雜的(de)物理、化學作用之後,在鋼鐵緊(jǐn)固件(jiàn)上不(bú)僅鍍上較厚的鋅層,而且還生成一種鋅(xīn)—鐵合金層。這種鍍法,不(bú)僅具備了電鍍鋅的耐(nài)腐蝕特點,而且(qiě)由于具有鋅鐵合(hé)金層,還具有電鍍鋅所無法比拟的(de)強耐腐蝕性,因(yīn)此,這種鍍法特别适用于各種強酸、堿霧氣等強腐蝕環境中。這種緊固件(jiàn)在(zài)電力鐵(tiě)塔建設中使用量很大。
原理
熱浸鋅層是鋅在液态下,分三個步驟形成的,鐵基表面(miàn)被鋅液(yè)溶解形成鋅—鐵合金(jīn)相層;合金(jīn)層中的鋅離子進一步(bù)向基體擴散形成鋅—鐵(tiě)互溶層;合(hé)金層表面包絡着鋅層。
性能特點
1、具有較厚緻密的純鋅層覆蓋在鋼鐵緊固件表面上,它可以避免鋼鐵基體與任何(hé)腐蝕溶液的接(jiē)觸,保護鋼鐵緊固件基體免受腐蝕(shí)。在一般大氣中,鋅層表面形成一層很薄而密(mì)實的氧化鋅層表面。它很難溶于水,故對鋼鐵緊固件基體起着一(yī)定保護作用。如果氧化鋅與大氣中其(qí)它成分生成不溶性鋅鹽後(hòu),則防腐蝕作用更理想;
2、具有鋅—鐵合(hé)金合金層,結合緻密(mì),在海洋性鹽霧大氣及工業性大氣(qì)中表現特有抗腐蝕性;
3、由于(yú)結合牢固,鋅—鐵互溶,具有很強的耐磨性(xìng);
4、由于鋅具有良好(hǎo)的延展性,其合金層與(yǔ)鋼鐵基體附(fù)着牢固,因此熱鍍(dù)鋅可進行冷沖、軋制、拉(lā)絲、彎曲等各種(zhǒng)成型工序,不損傷鍍層;
5、鋼結構件熱浸鋅後,相當于(yú)一次退火處理,能有效改善鋼鐵基(jī)體的(de)機械性能,消除鋼件成型焊接時的應力,有利于(yú)對鋼結構件進行(háng)車(chē)削加工;
6、熱浸鋅後的緊固件表面光亮美觀;
7、純(chún)鋅層是(shì)熱浸鋅中.富有塑性的一層鍍鋅層,其性質基本接(jiē)近于純鋅,具(jù)有良好的延(yán)展性(xìng)。
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