热浸镀锌助镀剂及其助镀工艺的研究进展

综述了近年来热浸镀锌助镀剂及其助镀工艺的发展现状,给出了热浸镀锌常用助镀剂及其选择标准和作用机理,分析了助镀剂浓度、温度、铁盐含量和pH值等因素对热浸镀效果的影响,介绍了热浸镀中Zn-Al合金助镀剂、无铵助镀剂和电解活化助镀剂等新型助镀剂及其助镀工艺,指出了热浸镀助镀技术存在的问题和未来的发展方向。     

3种热浸镀锌助镀剂成膜的均匀性

为了探讨热浸镀锌中不同助镀剂成膜的均匀性,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、千分尺等研究了锌铵助镀剂、氯化锌助镀剂及自制无铵助镀剂盐膜的形貌、成分及厚度。结果表明:与氯化锌助镀剂相比,传统的锌铵助镀剂和自制的无铵助镀剂更有助于在钢铁基体表面形成成分、厚度均匀的助镀剂盐膜。     

稀土在金属表面处理工艺中的应用技术(6)——稀土热浸镀锌

稀土在热浸镀锌工艺中的应用包括2个方面:热镀锌工件下锌锅前助镀时加入助镀剂中;加入熔融锌液中进行热浸镀锌.对这2个方面的应用试验表明,稀土在热浸镀锌工艺中的应用可以改善镀锌液的流动性,减少工件的上锌量,避免和减少厚边的产生;能净化热镀锌液,减少锌瘤和锌灰的产生,降低锌的无效损失;能提高钢铁件表面对锌的吸附性和结合力,提高热镀锌工件的整体耐腐蚀性和表面光洁度.同时简要介绍了稀土热镀锌的实际使用操作技术和注意事项.     

助镀剂中氯化镍对热浸镀锌层增重、厚度及形貌结构的影响

目前,就热浸镀锌助镀剂中Ni盐含量的变化对镀层的影响研究报道不多。将低碳钢退火板采用不同NiCl2含量的助镀剂助镀后热浸镀锌,并采用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)对镀层的厚度、结构、形貌及成分进行分析。结果表明:NiCl2含量在0～6 g/L内,锌镀层质量及厚度随着氯化镍含量的增加而减小,NiCl2含量超过6 g/L时,则不随氯化镍的增加而变化;氯化镍会增加锌镀层中δ金属间化合物相的厚度,细化ζ金属间化合物相,使ζ金属间化合物相更加致密,并减少ζ金属间化合物相的厚度,对η金属间化合物相影响无影响。     

热浸镀锌性能及质量要求

根据镀锌层的防腐蚀作用及国家标准中对热镀锌层质量的规定,参照美、英、日等国及ＩＳＯ热镀锌标准中的有关规定和说明,对热镀锌层的质量要求问题进行了探讨。     

热浸镀锌层钛盐转化膜的制备和耐蚀性能

制备了热浸锌层钛盐转化膜,采用SEM、EDS表征了转化膜的表面形貌、化学成分,采用XPS技术分析了膜层的组成,探讨了膜层的生长过程。通过中性盐雾试验、电化学极化分析和电化学阻抗研究了膜层的耐蚀性能。结果表明,膜层主要由含结晶水的Ti(OH)4/TiO2和Zn(OH)2/ZnO组成,随着处理时间的增加钛盐转化膜逐渐增厚,膜层中的Ti含量逐渐增加。与未经处理的热浸镀锌层比较,转化膜层腐蚀电流密度减小,极化电阻和电化学阻抗显著增大,耐蚀性明显增强。     

超声波对热浸镀锌的影响

研究了超声波介入下热浸镀锌的镀层组织和性能。结果表明：功率超声使镀层中不出现脆性的Ｆｅ－Ｚｎ金属间化合物层，镀层组织致密，表面光滑、可显著地提高镀层的粘附性、变形性和耐蚀性。并以声学为基础，对超声的作用机理进行了理论探讨。     

热浸镀对构件拉伸性能的影响

对普通钢件拉伸试样进行热镀及其渗处理,分析了热浸镀及共渗处理对构件拉伸性能的影响,结果表明,由于热浸合金层的影响,构件表面裂纹提前萌生,延伸率明显下降,屈服强度变化不大,抗拉强度有所提高。     

热浸镀Zn-Ti及Zn-Ti-Al合金层的耐蚀性能

针对三元合金耐腐蚀机理研究不足的问题,制备了Zn-Ti和zn-Ti-Al热浸镀合金层,运用电化学极化、中性盐雾试验等方法对比研究了2种镀层的耐腐蚀性能.结果表明:Zn-Ti合金镀层平均腐蚀速率仅约为纯锌镀层的1/3:合金镀层自腐蚀电位正移,其中Zn-0.06%Ti镀层的自腐蚀电位较纯Zn镀层正移了37.1 mV,腐蚀电流密度也减小了近40%,Zn-Ti-Al镀层耐蚀性能降低不大.加入微量Ti可明显改善镀层的耐蚀性能,而Al的进一步增加虽可以改善合金流动性能,但对镀层耐蚀性能的提高不明显.     

A3钢热浸镀55%Al-Zn合金工艺及涂层性能研究

为了克服热浸镀A1和Zn的缺点,并将二者优点集于一体,试验得到了一种新的氟化物混合水溶液型助镀熔剂,用于浸镀55％Al-Zn合金和纯Al。列出了新的氟化物低浓度混合水溶液型助镀熔剂的配方及相应的工艺参数。浸镀结果表明,镀层表面与钝化工艺所得的结果一样平整、光滑。中性盐雾试验、温泉水浸泡试验和抗高温氧化试验后镀层各种性能均优于其他浸镀工艺,所研究的水溶液型助镀熔剂成本低廉,耐热、耐蚀性能优异,抗氧化温度为800℃。     

热浸Zn-Al合金镀层的研究进展

综述了近年来国内外对热浸Zn-Al合金镀层的研究,包括含Al量不同时镀层的组织与性能特点以及添加元素RE,Mg,Si的作用.介绍了Zn-5Al-RE、Zn-5Al-Mg、Zn-55%Al-1.6Si镀层和Zn-23%Al-Si镀层的组织结构、性能和防腐蚀机理及其应用场合以及Zn-Al合金镀层应用于批量热镀锌的研究与进展.     

钢材热浸镀低铝含量锌铝合金层的形成、影响因素及性能评价

热浸镀低铝含量锌铝合金的耐蚀性优良,铝含量对锌铝合金镀层的性能有较大影响。总结了热浸镀锌铝合金镀层的组成,对热浸镀锌铝合金低铝含量时镀层的形成过程进行了描述,分析了钢中Si,Mn,P等常规元素对锌铝合金镀层中Fe-Al金属间化合物形成的影响;阐述了热镀锌铝合金层的工艺特点及性能评价方法;指出了今后热镀锌铝系多元合金层的研究方向。     

热浸镀锌助镀工艺的研究与应用

热镀锌层质量及热镀锌过程中的锌耗成本与热镀锌的助镀工艺密切相关.通过对热镀锌助镀工艺的研究,阐述了热镀锌助镀作用机理,给出了钢铁制件热镀锌时助镀液的有效成分范围及工艺参数为:氯化锌铵200～400 g/L,铵锌比1.2～1.6,w(氯化亚铁)＜1%,pH值4～5,温度60～80 ℃,并分析了助镀液浓度、成分配比、铁盐含量、pH值和温度等因素对热镀锌的影响.结果表明,要获得良好镀锌质量及较低的生产成本,必须对热镀锌助镀液成分及工艺条件进行严格控制.     

热浸镀锌合金镀层的研究进展

热浸镀锌液中添加合金元素,将对镀层厚度、显微组织、耐蚀性和外观质量等产生重要的影响.重点介绍了含有镍、镬、钛、锰、铋的5种合金镀层技术,探讨了这几种合金元素对热浸镀层组织、性能的影响,并展望了其前景.     

合金元素锑对热浸镀锌层组织的影响

热浸镀锌中合金元素锑的含量对镀层性能有极大的影响,但对其添加量目前尚无统一标准.对硅含量为0.049%的Q215工业用钢在含0.04%,0.10%,0.30%,0.80%,1.20%Sb的锌池中浸镀0.5～5.0 min获得锌镀层,研究了锌池中添加微量锑对钢铁热镀锌的影响.利用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等测试方法分析了浸镀时间、锌池中锑含量对热浸镀锌合金层组织和厚度的影响.结果表明:添加少量(0.30%以下)的锑对合金层的组织无影响,随浸镀时间延长,镀层厚度呈线性增加;当锌池中添加0.80%Sb以后,合金层组织显著改变,化合物粒子变大,镀层耐蚀性变差;锌池中以锑添加量0.10%～0.30%为佳.     

Si含量对热浸镀Zn-15% Al层组织的影响

为了解合金浴中Si含量对低Al含量的热浸镀Zn-Al层组织的影响,将Q235钢浸入不同Si含量的Zn-15%Al合金浴中浸镀不同时间,制备了热浸镀Zn-15%Al层。利用扫描电镜、能谱仪等观察镀层形貌结构、分析镀层成分,研究了Si含量对镀层组织的影响。结果表明:Zn-15%Al合金镀层分为Fe-Al界面反应所形成的金属间化合物层和由富Al枝晶和枝晶富Zn相组成的自由层;少量的Si就能强烈地抑制Fe-Al反应,使化合物层减薄,并使自由层晶粒细化;随Si含量的增加,化合物层由Fe2Al5相和FeAl3相向Fe-Al-Si三元化合物4相转变;化合物层厚度随Si含量的增加总体呈减薄趋势,但略有波动;合金浴中含Si时,化合物层主要受扩散控制,其厚度呈抛物线生长规律。     

热浸镀锌层有机物-无机物复合钝化工艺优选及其性能

为了进一步提高热浸镀锌层钝化膜的耐蚀性能,针对目前无铬钝化多为独立体系的有机物钝化或无机物钝化的情况,运用有机物与无机物进行复合钝化。通过正交试验法确立了热浸镀锌层无色钝化工艺,采用单因素变量法、点滴试验、中性盐雾腐蚀试验及电化学测试技术,研究了复合钝化工艺参数对钝化膜外观和耐蚀性的影响。结果表明:最佳复合钝化工艺为40 g/L丙烯酸树脂,20 g/L硝酸钠,40 g/L硅酸钠,15 m L/L过氧化氢;p H值11,钝化时间30 s,温度30℃,恒温烘干;钝化膜的耐蚀性能接近于三价铬钝化。     

表面预氧化温度对球墨铸铁热浸镀锌层组织的影响

为提高球墨铸铁件热浸镀锌层质量,利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）等手段研究了预氧化处理对球墨铸铁表面氧化物形成、表面硅含量及热浸镀锌层组织的影响。结果表明：预氧化处理球墨铸铁表面生成了选择性SiO₂氧化物层,预氧化后球墨铸铁表面硅含量明显增加,碱洗酸洗后球墨铸铁表面硅含量减少,在800℃预氧化5 h后,球墨铸铁表面硅含量下降到1.86%（质量分数）。采用表面预氧化的方法可使球墨铸铁热浸镀锌合金层厚度明显减少,在800℃预氧化5 h后,球墨铸铁热浸镀锌层中合金层组织最为致密且其厚度最小,仅为20.1μm。合金层厚度随预氧化温度的变化规律与碱洗酸洗后球墨铸铁表面硅含量随预氧化温度的变化规律基本一致。     

锌浴温度对0.49%Si活性钢热浸镀锌层组织的影响

研究了高硅钢(0.49%Si,质量分数)在不同浸镀温度(440,480,520,560,600℃)和不同浸镀时间(1,3,5,10min)下的热镀锌试样镀层组织,探讨了浸镀温度和浸锌时间对镀层组织的影响。SEM/EDS结果表明:440℃和480℃热镀锌,镀层由薄而连续δ层和破碎的块状ζ相组成,无Γ相。ζ相生长过快,镀层过厚、灰暗、黏附性差,镀层生长主要由界面反应机制控制;520℃热镀锌时,镀层由极薄的Γ层、致密δk层和疏松的δp层组成,镀层生长主要受扩散机制控制;560℃和600℃镀锌时,镀层为Γ层和致密的δ相层,部分δ粒子弥散分布在η层中,镀层生长为扩散机制控制并伴随有显著的δ溶解过程。最佳高温镀锌温度应在520~560℃。