热浸镀无铵助镀预处理对Zn-0.05%Al锌浴的影响

针对热浸镀锌工艺传统助镀处理造成的Zn-Al合金浴中Al失效和助镀烟尘污染问题,采用无铵助镀工艺对试样进行预处理,借助于称重法、ICP-AES、SEM、EDS等分析了无铵助镀下Zn-0.05%Al合金浴中Al含量随浸镀试样数量增加的变化趋势及无铵助镀对镀层组织结构、锌耗的影响,探讨了无铵助镀对Zn-0.05%Al合金浴中Al含量波动的影响。结果表明:与传统锌铵助镀相比,无铵助镀条件下锌浴中的铝含量与浸镀试样数量呈简单线性关系,无铵助镀对锌浴具有稳铝效果;无铵助镀条件下锌浴的无益锌耗降低,生成的锌渣量降低;无铵助镀对镀层的厚度和物相组成影响不明显,但镀层的致密性提高。     

无铵助镀条件下热浸镀Zn-0.05%Al合金镀层的组织结构

采用无铵助镀工艺对基体进行预处理,分别在450℃的纯锌浴和Zn-0.05%Al合金浴中制备了镀层,借助SEM、EDS等分析对比了两种锌浴中镀层的形成和微观组织结构,探讨了无铵助镀条件下Zn-0.05%Al合金浴中Al对镀层形成过程及组织结构的影响。结果表明:无铵助镀条件下锌浴中添加0.05%Al可显著提高镀层的外观质量并使镀层厚度减薄;随着浸镀时间的延长,最终两种锌浴中制备的镀层均由ζ_1、ζ_2、δ和η相组成。0.05%Al的添加可以降低镀层中合金相层的厚度,在镀层形成的初始阶段抑制了ζ相的生成和长大,延迟了ζ相的分层;0~300 s浸镀时,两种锌浴中合金相层的生长速率主要受扩散速度控制,Zn-0.05%Al合金浴中浸镀时间≤30 s时,合金相层的生长速率受界面反应速度控制。     

无铵助镀剂热浸Zn-0.05% Al合金浴的镀层性能研究

用SEM、EDS、电化学和全浸试验检等方法对比分析了传统氯化锌铵助镀剂和无铵助镀剂两种助镀工艺对镀层性能的影响,以探讨无铵助镀工艺对镀层性能的影响及其作用机理。结果表明;在无铵助镀条件下,镀层厚度与传统助镀条件的相差不大,但得到的合金层组织更为致密,各相层间无明显分界线和裂纹,在一定程度上抑制了脆性相ζ层的生长,有利于塑性相δ层的生长;在提高镀层的黏附性的同时也提高了镀层的耐腐蚀性,其耐腐蚀性能较传统氯化锌铵助镀提高1倍左右。     

Al和RE对Zn-Al合金镀层组织和耐蚀性的影响

采用烘干溶剂法在Q235钢表面获得Zn-(0.02~5)%Al和Zn-5%Al-0.05%RE(质量分数)合金镀层,用光学显微镜和扫描电镜观察合金镀层的宏观形貌和表面、断面组织形貌,用能谱仪分析合金镀层的合金元素分布,分别用中性盐雾实验和全浸腐蚀实验研究合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明,锌浴中Al的质量分数为0.02%时,Zn-Al合金镀层的光亮度最好,随着Al含量增加光亮度下降;Zn-Al基合金镀层中,从外层的η相到接近钢基体的T相中,Zn含量逐渐减少,Fe和Al含量逐渐增加;随着镀浴中Al含量增加,热浸镀Zn-Al合金镀层的腐蚀速率减小;添加稀土元素能提高Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能。     

Ni 含量对热浸 Zn-Al-Ni 合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响

为了提高热浸镀锌层的耐腐蚀性能,向Zn-0.01%Al镀浴中添加少量Ni,在Q235钢表面获得Zn-Al-Ni热浸镀锌合金层,并用光学显微镜观察了镀层的组织,通过全浸腐蚀实验表征了镀层的耐腐蚀性能。结果表明:随着镀浴中Ni含量的增加,Zn-Al-Ni镀层的腐蚀速率先减小,后增大,当Ni含量为0.05%时,镀层的耐腐蚀性能最好;可以通过降低ζ相层的厚度以及增大δ相层的厚度,来提高镀层的耐腐蚀性能。     

Mg对Zn-6%Al镀层凝固组织的影响及耐腐蚀性的研究

研究了Mg含量对Zn-6%Al合金镀层凝固组织及其耐腐蚀性能的影响。结果表明,Mg对合金镀层凝固组织和耐腐蚀性的影响明显,当Mg含量在3%以内时,随着Mg含量的增加,镀层凝固组织中出现了耐腐蚀相MgZn2,晶粒不断细化,形成了Zn/Al/MgZn2三元共晶,并且随着Mg含量升高更加均匀致密,镀层的耐腐蚀性不断增强;当Mg含量达到3%时,镀层的耐腐蚀性能最好;Mg添加量超过4%后,镀层耐蚀性有所下降,进一步添加Mg镀层会出现漏镀等质量缺陷。XRD分析表明,含Mg镀层表面经过盐雾腐蚀后主要形成具有优良耐腐蚀性的腐蚀产物Zn5(OH)8Cl2.H2O,Mg促进了腐蚀产物Zn(OH)2向Zn5(OH)8Cl2.H2O的转变,有利于镀层耐腐蚀性的提高。     

热浸纯Zn和Zn-0.05Ni合金镀层组织性能的对比

采用组织分析、硬度测试和腐蚀实验等方法对比研究了在Q235钢板表面分别热浸纯Zn和Zn-0.05Ni合金镀层的组织和性能.结果表明,在Zn浴中加入Ni后,可抑制Q235钢的硅反应性,消除圣德林效应带来的镀层表面发灰现象,获得外观质量较好的合金镀层.与纯Zn镀层相比,Zn-0.05Ni合金镀层流动性好,锌耗少;镀件表面光滑、平整、美观;镀层厚度薄,硬度高,耐蚀性好.     

无铵助镀剂中铁盐对热浸镀锌镀层性能的影响

为探究热浸镀锌无铵助镀剂中铁盐对镀层的影响,选取无铁盐的无铵助镀剂及含铁盐的无铵助镀剂。采用SEM和EDS对比分析不同助镀剂所获得的镀层的组织结构和成分。结果表明:无铵助镀剂中的二价铁盐浓度为10~30 g/L有助于提高镀层表面质量;不含二价铁盐的无铵助镀剂镀层的合金相层由Г、δ、ζ和η相组成,并且界限较明显。含二价铁盐的无铵助镀剂镀层的整个合金相层排列整齐致密,Г相几乎不存在,其中δ相和ζ相的界限不明显,并且塑性相δ相在合金相所占的比例较大,经成分分析,由无铵助镀剂带入的部分铁离子被还原成铁原子后,有促进镀层中δ相的形成,抑制ζ相生长的作用。     

锌基合金镀层钢板的耐蚀性研究

采用热浸镀的方法在镀锌模拟器上制备得到纯Zn、Galfan和Zn-Al-Mg 3种锌合金镀层钢板,3种镀层中的合金元素质量分数分别为Zn-0.2%Al,Zn-5%Al和Zn-2%Al-2%Mg,镀层钢板为无间隙原子钢(IF钢)。采用全浸泡的方法研究了3种锌基合金镀层钢板的腐蚀行为,并采用电化学方法和扫描电镜研究了浸泡不同时间的锌基合金镀层钢板的耐蚀性。结果表明,在浸泡初期,Zn-Al-Mg镀层钢板的自腐蚀电流密度最大;随着浸泡时间延长,Zn-Al-Mg镀层钢板的自腐蚀电流密度缓慢减小,而纯Zn镀层钢板和Galfan镀层钢板的自腐蚀电流密度均增大。Galfan镀层钢板的Nyquist曲线具有明显扩散特征,镀层表面的腐蚀速率较快;而Zn-Al-Mg镀层钢板的Nyquist曲线表现为有限扩散特征,这表明其表面覆盖的腐蚀产物提高了Zn-Al-Mg镀层钢板的耐蚀性。     

冷却方式对热浸镀锌、锌铝合金组织和耐蚀性能的影响

将碳钢在Zn-0.2%Al(质量分数)和Zn-5%Al-RE合金中热浸镀后,分别进行水冷和空冷。对镀层进行了表面及截面形貌观察(SEM)、Tafel极化曲线测试、中性盐雾实验及X射线衍射分析(XRD)。Zn-0.2%Al镀层在浸镀后进行快速冷却(水冷),可使晶粒细化,耐蚀性能提高;Zn-5%Al-RE合金镀层进行水冷后,其共晶组织结构由片层状转为颗粒状,耐蚀性能降低。讨论了冷却方式与镀层结构、耐蚀性能之间的关系。