

热镀锌工艺是通过让熔融金属与铁质基体发生反应,形成合金层,进而实现基体与镀层的紧密结合。这一过程首先对钢铁制品进行酸洗处理,以去除其表面的氧化铁。酸洗完成后,制品需在氯化铵或氯化锌的水溶液,或两者的混合水溶液槽中进行清洗。随后,制品被送入热浸镀槽中进行热镀锌处理。热镀锌工艺具有镀层均匀、附着力强、使用寿命长等显著优点。
简述

钢铁,作为工业领域最普遍使用的材料,在面临大气、海水、土壤以及建筑材料等不同环境时,不可避免地会出现腐蚀现象。根据数据统计,全球范围内,每年因腐蚀导致的钢铁材料损失量几乎占据了其总产量的三分之一。为了确保钢铁制品能够正常运作并延长其使用寿命,防腐蚀保护技术在钢铁行业一直备受关注。
热浸镀锌作为一种延缓钢铁材料遭受环境腐蚀的高效方法,涉及将经过清洗和活化的钢铁产品置于熔融锌液中,借助铁与锌之间的相互作用及扩散过程,在钢铁表面形成一层附着力强的锌合金镀层。相较于其他金属防护技术,热浸镀锌技术在其涂层所提供的物理阻隔与电化学防护的复合特性、涂层与基材的附着力、涂层的紧密程度、耐用性、无需维护的特性以及成本效益方面,以及其对产品形状和尺寸的适用性上,展现出无与伦比的优势。

当前市场上热浸镀锌产品包括钢板、钢带、钢丝、钢管等多种类型,其中热浸镀锌钢板的市场份额最为庞大。这种工艺因其施工成本低廉、防护性能出色以及外观美观等优点,深受消费者喜爱,并在汽车制造、建筑行业、家用电器、化工生产、机械设备、石油开采、冶金工业、轻工业、交通运输、电力供应、航空航天以及海洋工程等多个领域得到广泛应用。
流程简介

热浸镀锌的基本原理可以概括为:先将清洗干净的铁制品通过助镀剂的湿润作用,放入锌浴中进行处理,这样铁与熔融的锌发生反应,形成一层合金化的保护膜。在进行热浸镀锌作业时,每个环节都应在严格的管理控制下进行,确保流程功能得到充分体现。此外,如果前一个环节的操作不当,可能会引发后续环节的连锁不良反应,进而大幅提升作业成本或生产出质量不合格的热浸镀锌产品。若前处理不当,熔锌便无法与钢铁实现正常而充分的反应,进而影响镀锌皮膜组织的完美形成。而若后处理出现问题,则会损害镀锌皮膜的外观,导致商品价值下降等不良后果。
优点
钢材的每一寸表面都得到了妥善的保护,无论是管件内部的凹陷部位,还是那些涂层难以触及的隐蔽角落,熔融的锌都能轻松且均匀地覆盖其上。
镀锌层的硬度超过了钢材,而最外层的Eta层硬度仅为70 DPN,因此较易在碰撞中凹陷。然而,其下方的Zeta层和delta层分别达到了179和211 DPN的硬度,这一数值甚至超过了铁材的159 DPN硬度,因此,它们在抗冲击和抗磨损方面的性能都相当出色。
在边角区域,锌涂层通常比其他区域更为厚实,并且具备出色的韧性和耐磨性。然而,其他类型的涂层在相同位置往往较为薄弱,施工难度大,且更容易受损钢材镀锌费,因此通常需要额外的维护工作。

即便遭受严重机械损伤或其他因素影响,导致锌层局部脱落,露出铁基,这时,周围的锌层便会充当牺牲阳极,对暴露的钢铁进行保护,防止其被腐蚀。然而,其他涂层的表现则截然不同,铁锈会迅速产生并迅速向涂层内部扩散,导致涂层脱落。
锌层在大气环境中的衰减过程极为缓慢,大约仅为钢铁锈蚀速度的十七分之一到十八分之一,并且这一过程是可以预见的。此外,它的使用寿命明显长于其他类型的涂层。
在特定条件下,镀层的使用寿命主要取决于其厚度。同时,镀层的厚度又是由钢铁的厚度所决定的,也就是说,钢铁越厚,镀层也就越厚。因此,在同一个钢结构中,较厚的钢铁部分必然会有更厚的镀层,以此来确保其拥有更长的使用寿命。
由于外观美观、艺术价值,或是在面临严重腐蚀的特殊环境中,镀锌层可以再次进行涂漆处理。只要正确选择涂料系统且施工简便,其防腐蚀性能将超越单独涂漆或热浸锌的处理,寿命更是高出1.5至2.5倍。
采用锌层对钢铁进行防护,除了热浸镀锌这一常见手段之外,还有其他多种技术可供选择。在这些方法中,热浸镀锌因其应用最为普遍、防腐蚀效果显著以及经济效益较高而备受推崇。
判定标准及要因

附着量

镀锌层的厚度是决定耐蚀性的关键因素,因此,测量其厚度往往成为判断镀锌质量优劣的主要依据。然而,由于钢材表面的成分、组织、结构各异,镀锌层会产生不同的反应。此外,锌溶液的进出角度和速度也会产生显著影响。因此,要获得完全均匀一致的镀层厚度,在现实中几乎是不可能的。因此,不能仅凭单个点(部位)的测量结果来判断附着量,必须对单位面积(平方米)的平均附着锌重量(克)进行测量才能得出有价值的结论。测量附着量的手段众多,包括破坏性的切片金相观察法、酸蚀法,以及非破坏性的薄膜厚度测量法、电化学分析法、货物进出重量差异估算法等。其中,膜厚计法和酸蚀法是较为普遍采用的两种方法。
膜厚计是一种广泛采用的通过磁场感应来测量锌层厚度的简便方法,但这一方法的基础要求是钢铁表面必须保持平滑且无损伤,这样才能获得较为精确的数据。因此,在钢材的边缘、表面粗糙或有角度的钢件或铸件上,很难得到准确的数值。对于普通铁件,如果以原始铁材作为基准,仍然可以获取相当精确的数值,但铸件的情况则完全不同,其准确性无法保证。
正式检验报告通常采用酸洗法,这是最为精确的手段。然而,在进行切片时,必须确保上下部位取样的公正性,这样才能获得准确的数值。不过钢材镀锌费,这种方法也存在一些不足,比如耗时较长,对于复杂钢材的面积测量较为困难,且对于大件物品无法进行整体酸洗。因此,在制程控制方面,充分运用膜厚计即可,而在最终的检测阶段,采用酸洗法便已足够。
均一性
钢铁在热浸镀锌处理后,最易出现锈蚀的部位通常集中在锌层较薄的区域,因此,必须对其最薄部分的厚度进行检测,以确保其符合相关标准要求。
在均一性测试中,通常采用硫酸铜进行试验,然而,这种方法在检测由锌层与合金层构成的镀锌层皮膜时存在较大问题。这是因为锌层与合金层在硫酸铜溶液中的溶解速率存在差异,而合金层内部的锌铁比例不同,溶解速率亦异。因此,仅凭一定时间的浸泡次数来评估其均匀性并不可靠。
因此,近期在欧美标准和JIS规范中,普遍倾向于废弃该试验方法,转而采用分布特性来替代均匀性,主要依赖目测或手感进行评估,仅在确实需要时才借助膜厚计来检测分布情况。
热浸镀锌的形状复杂的小构件,由于面积测量存在困难,难以准确计算出平均膜厚。在这种情况下,有时不得不借助硫酸铜试验法来作为参考依据,然而,绝不能将硫酸铜试验的结果替代附着量测定的真正目的。
坚实性
坚实性指的是镀锌层与钢铁之间的紧密结合,其核心在于确保镀锌构件在整理、搬运、储存和使用过程中不会出现脱落现象。通常,检验这种结合紧密度的方法包括锤击试验、弯曲试验以及卷绕试验等。

以锤击打试片,可检验镀层皮膜表面的状况。需将试片稳固,以防锤支持台高度一致且保持水平,锤柄在垂直位置自然垂落,以4毫米为间隔,平行击打5个点,观察皮膜是否脱落作为判断依据。然而,在距离角或端部10毫米范围内,不得进行此试验,同一位置也不得连续打击超过两次。此方法应用广泛,适用于锌、铝等坚实皮膜的测试。其它如挤曲法、卷附法一般很少用,故暂且不提。
人们常常持有一种误解,他们常常为了便于检测材料的牢固度,会取两根镀锌的钢材,用它们的边缘相互敲打,通过观察边缘的剥落情况来做出判断。如果边缘恰好有一些较厚的锌层,而在操作过程中没有妥善处理,那么一旦用力敲打,这些厚锌层很可能会脱落。因此,这种方法并不适用于评估镀锌层与铁基之间的紧密结合程度。
热浸镀锌的质量检验涉及附着量、均匀度和坚固度等方面,这些构成了常规规格的定义,同时也是正式检验报告所遵循的标准,以及相关规范的内容。

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