熱浸鍍鋅是提高(gāo)鋼格板抗大(dà)氣腐蝕性能的(de)有(yǒu)效方法之一 ,因(yīn)其(qí)鍍層性能優良 、使用壽(shòu)命長、作為保護層基本(běn)不維護而被廣泛應用。鋼格板熱鍍鋅層表面(miàn)有(yǒu)許多常見質量缺陷如漏(lòu)鍍 、條狀羽毛白花紋(wén)、鍍層超厚、粗糙、灰暗 、淚痕條紋(wén)、龜裂紋(wén)、晶體狀凸起紋(wén)、“白鏽”等 ,其(qí)影(yǐng)響因(yīn)素較多 ,且控制相對較難 。對此,可以從加強工藝控制著(zhe)手 ,輔以必要的(de)工藝措施,以提高(gāo)熱鍍鋅鋼格板表面(miàn)質量。下(xià)面(miàn)就鋼格板熱鍍鋅層表面(miàn)缺陷原(yuán)因(yīn)及控制方法進行分析:
1 、表面(miàn)預(yù)處理
鋼格板表面(miàn)預(yù)處理不好是造成(chéng)漏(lòu)鍍(露鐵)的(de)主要原(yuán)因(yīn) 。鋼格板在出廠、存儲 、運輸、加工過程中不可避免地(dì)沾上油漆或礦物脂,有(yǒu)時焊接部位探傷面(miàn)需塗(tú)抹難清理的(de)特(tè)殊油脂等,大(dà)多數企業又無脫脂工序(xù),僅靠酸洗去(qù)除表面(miàn)雜質 ,從而很(hěn)容易造成(chéng)漏(lòu)鍍(露鐵) 。另一種情況則是因(yīn)酸洗過程中酸洗鋼格板比較集(jí)中、堆放密集(jí) 、重量大(dà)等因(yīn)素 ,造成(chéng)欠酸洗和夾線,或因(yīn)酸洗濃(nóng)度過高(gāo)使酸鹽(yán)沈澱於(yú)表面(miàn)、溝槽之中,不水洗或水洗不徹底 ,也很(hěn)容易形成(chéng)漏(lòu)鍍 、虛鍍現象。再者 ,因(yīn)溶劑老化、失效 ,加之在烘乾(gàn)過程中沒有(yǒu)及時將鋼格板擺開(kāi) ,或烘乾(gàn)時間較長使鋼件(jiàn)表面(miàn)出現二次微氧化 、形成(chéng)酸性鐵鹽(yán)覆蓋(gài)在表面(miàn)上時,也極易出現漏(lòu)鍍 ,特(tè)別(bié)是在相對濕度較大(dà)的(de)氣候和大(dà)霧天氣時較為常見 。此種情況往往容易被忽視(shì) 。此外,採(cǎi)用溶劑熱鍍鋅時 ,最常用的(de)ZnCl2與NH4Cl混合水溶液的(de)配比不正確(què)時 ,沒有(yǒu)形成(chéng)共晶點 ,特(tè)別(bié)是在濃(nóng)度過高(gāo)的(de)情況下(xià) ,在鋼格板焊接角(jiǎo)縫內極易出現夾灰性漏(lòu)鍍。
2、鍍鋅層厚度不夠
鋼格板鍍鋅層厚度達不到標準要求將直接影(yǐng)響產品(pǐn)的(de)使用壽(shòu)命。鋼格板鍍鋅層厚度不夠的(de)原(yuán)因(yīn)如下(xià) 。
(1)鋅液溫度的(de)影(yǐng)響 。當鋅液的(de)溫度低(dī)於(yú)430oC時,鋅鐵擴散速度低(dī),不易生成(chéng)足夠的(de)鐵鋅合金層 ,整(zhěng)個(gè)鍍層就薄 ;當溫度在460oC時鋅層增厚 ,當溫度繼續升高(gāo),鋅液變稀,鋅層又變薄 。所以必須嚴格控制鋅液溫度以保證(zhèng)鋼格板質量的(de)穩(wěn)定。
(2)鋼格板在鋅液中停留時間的(de)影(yǐng)響 。鋼格板在鋅液中停留時間有(yǒu)一定的(de)時間範圍 。根據鋼格板的(de)厚薄來確(què)定,隨著(zhe)鍍鋅時間的(de)延長 ,鍍層厚度將增加 ,但過分地(dì)延長鍍鋅時間又會(huì)使鋅層變脆,反而影(yǐng)響質量。
〔3)鋼格板從鋅液中引出方法的(de)影(yǐng)響。鋼格板從鋅液中引出時應垂直引出,鋼格板傾斜引出時鋅層就薄。因(yīn)此,鋼格板引出鋅鍋時應保持垂直引出。
3、鋅液中其(qí)他成(chéng)分
鋅液中夾雜過多其(qí)他金屬(shǔ)成(chéng)分或有(yǒu)害元素 ,可能造成(chéng)如鋅渣顆粒粘附(fù)在鋼格板鍍層表面(miàn)和一些(xiē)非正常的(de)花紋(wén)、龜裂紋(wén)等缺陷 。
(1)鐵 熱鍍鋅一段時間後 ,鋼格板表面(miàn)會(huì)出現鋅堆積和微小(xiǎo)鋅渣顆粒 ,致使鍍層表面(miàn)粗糙 ,光滑度也隨之下(xià)降 。這種微小(xiǎo)顆粒一般是Fe—Zn合金顆粒渣。在450℃鍍鋅時 ,鐵在鋅液中的(de)飽和溶解度為0.02% ,鋅液中鐵的(de)含量超過此值時 ,會(huì)析出ζ和δ1相形成(chéng)鋅渣,由(yóu)於(yú)這種顆粒渣與鋅密度差異不大(dà) ,其(qí)聚(jù)集(jí)下(xià)沈很(hěn)慢 ,懸浮在鋅液中的(de)合金渣會(huì)夾在鋅液中被制件(jiàn)帶出,鑲嵌在鍍層中,從而影(yǐng)響鋼格板鍍鋅層的(de)表面(miàn)質量。鋅液中鐵的(de)來源一般有(yǒu)鋅鍋的(de)腐蝕、鋼格板構件(jiàn)的(de)溶解、助(zhù)鍍劑中的(de)鐵離子及制件(jiàn)上的(de)鐵鹽(yán)4方面(miàn)。因(yīn)此 ,為了獲得平整(zhěng)光滑的(de)鍍層 ,必須嚴格控制鋅液中鐵含量,減少鐵離子的(de)帶入 ,控制鋅液溫度,避免鋅液溫度的(de)忽高(gāo)忽低(dī),降低(dī)鋅鍋的(de)腐蝕速度等 。一般鋅液中鐵含量應
(2)鋁 鋁是熱鍍鋅中最常用的(de)添加元素 。在鋅液中添加不同濃(nóng)度的(de)鋁可以獲得不同性質的(de)鍍鋅層 。一般認為熱鍍鋅時 ,在鋅液中加入<1%(質量分數 ,下(xià)同)的(de)鋁可以起到下(xià)列作用 :①提高(gāo)鍍層光亮性 ;②減少鋅液面(miàn)的(de)氧化 ;③抑制脆性Fe—Zn相的(de)形成(chéng)而獲得粘附(fù)性好的(de)鍍層 。而在實際生產中,鋅液中含有(yǒu)0.005%~0.020%Al就可以達到鍍層光亮的(de)目的(de),並可減少鋅液表面(miàn)的(de)氧化和鋅灰的(de)產生 。必須指出,添加鋁的(de)方式宜採(cǎi)用Zn—Al中間合金的(de)添加方式 。往往由(yóu)於(yú)添加的(de)中間合金的(de)質量問題以及添加鋁和鋅鋁合金的(de)方法不當或過快 ,導致鋅液中形成(chéng)大(dà)量的(de)鋁、鐵化合物 ,這種密度小(xiǎo)於(yú)鋅液的(de)鋅鋁鐵三元“面(miàn)渣”或顆粒懸浮在鋅液表面(miàn)而且十分粘稠 ,極容易粘附(fù)在鋼格板制件(jiàn)上,嚴重損害了鍍層質量 ,此時僅靠降溫撈渣是無濟於(yú)事的(de) 。一旦發現這種情況應立即停止添加合金,同時採(cǎi)取(qǔ)鋅液淨化措施,把鋁含量降下(xià)來 ,在情況不嚴重時可以考慮適當延長空冷時間,以防止鍍層表面(miàn)急劇水冷後出現氣泡和皺紋(wén)。
(3)錫、鉛 一般情況下(xià)鋅錠中不含錫 ,僅有(yǒu)微量的(de)鉛 。近年來一些(xiē)鋅合金供應商為了使鍍鋅溫度下(xià)降,並獲得白亮鍍層,在所謂的(de)多元合金中加入錫 、鉛。當鋅液中添加了這種多元合金後 ,鋅液面(miàn)在430℃下(xià)可以出現鏡面(miàn)並能保持10~20 min ,但在熱鍍鋼格板制件(jiàn)時 ,鍍層表面(miàn)會(huì)出現羽毛狀花斑和細(xì)小(xiǎo)難看(kàn)的(de)白斑,含錫、鉛的(de)合金添加量一旦達到0.5%時 ,就會(huì)出現鋅花,鋅灰明顯增多,生產效率也下(xià)降了 ,給企業造成(chéng)不應有(yǒu)的(de)損失 。鉛和錫因(yīn)其(qí)熔點低(dī),含量過高(gāo)時 ,迅速使鋅液的(de)凝固溫度下(xià)降 ,在鍍鋅層冷卻過程中極易形成(chéng)粗大(dà)的(de)結晶和出現龜裂紋(wén)現象,影(yǐng)響鋅層的(de)表面(miàn)光滑度和耐(nài)腐蝕性能。晶間腐蝕對雜質鉛最敏感 ,腐蝕速度隨鍍層中鉛含量的(de)增加而加快 ,鉛量達到0.02%就會(huì)出現晶間腐蝕 ,在鍍層中沿晶界破(pò)裂而失去(qù)附(fù)著(zhe)力 ,嚴重時表面(miàn)會(huì)出現黃豆粒大(dà)小(xiǎo)的(de)氣泡 。因(yīn)此我們在應用鋅鋁合金或多元合金時一定要弄清楚其(qí)中鉛 、錫、鋁的(de)含量,決定是否在鋅液中添加 。
(4)鎳 鋅液中的(de)鎳是為瞭解決熱鋟鍍中因(yīn)鋼材中含硅出現的(de)聖德林現象而作為合金元素加入的(de),是近幾年來國內逐漸認同的(de)解決鍍層色差現象的(de)一種新(xīn)工藝技術。在鋅液中添加鋅鎳合金可有(yǒu)效地(dì)降低(dī)鋅和鐵原(yuán)子在ζ相中的(de)擴散速度 ,因(yīn)而可以控制浸鍍層厚度的(de)增長,當鋅液中Ni含量為0.06%時,ζ相金屬(shǔ)間化合物中Ni含量可達0.8% ,加入Ni後ζ相的(de)厚度增長明顯得到控制 ,δ相的(de)厚度相應有(yǒu)所增加 ,因(yīn)而可有(yǒu)效地(dì)控制浸鍍層厚度的(de)增長 ,並能改善(shàn)鋅液的(de)流(liú)動性能。因(yīn)此 ,使用鋅鎳合金進行熱浸鍍鋅的(de)鍍層厚度更(gèng)加均勻,表面(miàn)更(gèng)光亮 ,鋅花少 。
4、鍍鋅工藝
鋼格板熱鍍鋅工藝不完善(shàn)的(de)主要問題有(yǒu)以下(xià)4個(gè)方面(miàn) :(1)酸洗後不水洗或水洗不充分,直接進入溶劑池內,使溶劑的(de)酸性提高(gāo),鐵離子增多;或者以鹽(yán)酸作助(zhù)鍍劑 ,使被帶鋼表面(miàn)上覆蓋(gài)一層鐵鹽(yán),帶進鋅液中 ,鍍鋅時形成(chéng)合金渣附(fù)著(zhe)在鋼格板工件(jiàn)表面(miàn) ;(2)溶劑老化,鐵離子多,雜質多,若不進行過濾即與鋼格板一起進入鋅液中,則使鋅液粘度增大(dà),使鍍層變厚和粗糙,附(fù)著(zhe)力差;(3)鋼格板工件(jiàn)不烘乾(gàn),溶劑帶水進行熱鍍鋅時會(huì)形成(chéng)Zn(OH)2顆粒,影(yǐng)響產品(pǐn)外觀質量;(4)溶劑一般呈弱酸性,不加熱或溫度低(dī)將延長烘乾(gàn)時間,也會(huì)腐蝕制件(jiàn)表面(miàn)而形成(chéng)粘附(fù)的(de)鐵鹽(yán),鍍鋅時形成(chéng)合金渣附(fù)在鋼格板工件(jiàn)表面(miàn),使鍍層表面(miàn)粗糙。
“白鏽”是鋼格板鍍鋅層常見的(de)缺陷,其(qí)原(yuán)因(yīn)主要是因(yīn)鍍鋅工藝中缺少鈍化處理,鋼格板上留有(yǒu)水分或者鈍化液配制不合格起不到鈍化作用 ,鋼格板水冷後沒有(yǒu)完全乾(gàn)燥 ,存放在潮濕和通(tōng)風(fēng)不良的(de)環(huán)境中發生電化學腐蝕而出現“白鏽”或灰色粉(fěn)狀腐蝕沈澱物,直接影(yǐng)響著(zhe)鋼格板產品(pǐn)和工程質量,這種白色或灰色粉(fěn)狀物主要是由(yóu)鹼(jiǎn)式碳(tàn)酸鋅等化合物組成(chéng)。
總之,熱鍍鋅後鋼格板表面(miàn)缺陷情況較複雜,產生的(de)原(yuán)因(yīn)也較多,解決辦(bàn)法是多方面(miàn)的(de),需要做大(dà)量艱若細(xì)致的(de)工作,使熱鍍技木提高(gāo)一步 。
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