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熱浸鍍是提高鋼鐵抗大氣腐蝕性能的有效方法之一,因其鍍層性能優(yōu)良、使用壽命長(cháng)、作為保護層基本不維護而被廣泛應用于輸電鐵塔、微波塔、高速公路護欄、路燈桿、光伏產(chǎn)品、緊固件、腳手架等長(cháng)期室外暴露的鋼鐵制件的防腐蝕。熱鍍鋅表面有許多常見(jiàn)質(zhì)量缺陷如漏鍍、鍍層超厚、粗糙、灰暗、淚痕條紋、龜裂紋、顆粒夾雜、白銹等,其影響因素較多,且控制相對較難。
我司通過(guò)長(cháng)期以來(lái)與各鍍鋅廠(chǎng)家之間的現場(chǎng)實(shí)踐,協(xié)助鍍鋅廠(chǎng)提高產(chǎn)品質(zhì)量,提供配套的技術(shù)問(wèn)題解決方案。以下選取部分曾發(fā)生在鍍鋅廠(chǎng)的表面缺陷進(jìn)行分析講解。
表面缺陷一:粗糙
原因分析:
1. 鋼中磷含量達到0.15%以上時(shí),鍍鋅層會(huì )生成特別厚而且容易開(kāi)裂的鐵鋅合金層,形成粗糙的鍍層。
2.鋅液中鋁含量過(guò)高,形成密度低而浮于表面及鋅浴中的富Al浮渣,粘附鍍鋅層,造成表面粗糙。
3.浸鋅溫度過(guò)高或浸鋅時(shí)間過(guò)長(cháng),導致鍍層過(guò)度增長(cháng),形成粗糙的表面鍍層。
4.過(guò)度酸洗,導致基體表面過(guò)度腐蝕,表面不平整,導致后續鍍鋅表面粗糙。
表面缺陷二:鋅瘤
原因分析:
1.鋼材材質(zhì)問(wèn)題,鋼中硅含量達到0.1—0.4%容易出現鐵鋅反應的峰值,鋅浴后出現鋅瘤。
2.吊具角度不對,鋅液回流。
3.起吊速度過(guò)快,造成上層工件的余鋅流到下一層的表面。
4.酸洗時(shí)間偏長(cháng)或酸洗不到位,表面不平整,鋅浴后出現鋅瘤。
5.鋅溫太低,導致工件取出后鋅液流動(dòng)性不好,沉積表面形成鋅瘤。
6.工件出鋅鍋后入水太快,鋅液未完全流盡,凝結于表面。
7.鋅浴中鐵含量高將使鋅液的黏度和表面張力增加,使鋅液的流動(dòng)性變差。
表面缺陷三:淚痕
原因分析:
1.鋅浴時(shí)溫度偏低,導致工件出鋅鍋,鋅液在工件表面的流動(dòng)性不好。
2.起吊角度過(guò)大,導致出鋅鍋時(shí),鋅液流出工件表面距離延長(cháng),鋅液溫度逐步下降后流動(dòng)性不好。
3.酸洗時(shí)間過(guò)長(cháng)造成鋼基體表面腐蝕過(guò)度,鋼基體表面不平滑影響出鋅鍋時(shí)鋅液在工件表面的流動(dòng)性。
4.溶劑槽濃度偏高,溫度和濃度太高會(huì )造成工件表面過(guò)度沉積而產(chǎn)生雙鹽膜的結構,使鍍層增厚可能造成淚痕。
5.制品內部溫度高,散熱慢,表面鋅液未及時(shí)水冷,導致合金層的過(guò)量生成。
表面缺陷四:粗糙斑點(diǎn)
原因分析:
1.可能由原材料本身條件(鋼材表面的活性元素si)造成。
2.鋅液張力過(guò)大,鋅液中應添加鎳元素,使鋅液對鋼的潤濕性得到增強,使合金相的孕育期延長(cháng),從而有效的控制合金相層的形成速度,使相層減薄,組織細化,使鍍層的表面質(zhì)量得到改善。
3.浸鋅時(shí)間長(cháng),鋅層變厚,表面易造成粗糙斑點(diǎn)。
4.浸鋅溫度不夠或過(guò)高,鋅層變厚,導致表面容易粗糙斑點(diǎn)。
5.溶劑中氯化亞鐵含量太高,被帶入到工件表面氯化鋅氨鹽膜中,影響氯化鋅氨鹽膜的連續性,后續鋅浴時(shí),影響鍍層質(zhì)量,導致表面粗糙。
表面缺陷五:滴瘤
原因分析:
1.鋅浴中鋁元素不足,適量的鋁元素,能提高鋅液的流動(dòng)性。
2.鋅浴中鎳元素不足,適量的鎳元素,能提高鋅液的流動(dòng)性。
3.工人配合不到位,工件出鋅液后,應及時(shí)撞擊或用相應工具刮盡滴瘤。
4.行車(chē)吊速過(guò)快,導致工件表面鋅液溫度下降太快,影響鋅液表面流動(dòng)性。使鋅液不能完全流出工件。
表面缺陷六:表面粘黏
原因分析:
工件掛得太密,出鋅鍋時(shí)工件與工件表面相互接觸摩擦造成未固化的鍍層發(fā)生粘黏現象。
表面缺陷七:鋅鋁花紋
原因分析:
1.起吊時(shí)工人灰扒打灰不穩,工件出鋅液面時(shí),鋅灰打得不充分,導致液面上的鋅灰粘附于工件表面。
2.鋅液合金元素不足,如鎳和鋁,不能在鋅液表面形成連續的氧化膜,阻止鋅液表面被空氣氧化產(chǎn)生氧化膜。
3.起吊時(shí)行車(chē)不穩,造成工件抖動(dòng)產(chǎn)生氧化膜黏附。
4.鍍鋅溫度過(guò)高,鋅液氧化過(guò)快導致。
表面缺陷八:漏鍍
原因分析:
1.表面預處理不好,鋼材表面的沾染的油漆,礦物質(zhì)油脂光靠酸洗不能有效去除,導致漏鍍。
2.溶劑槽濃度不夠,導致工件局部表面未形成一層氯化鋅銨鹽膜活化表面,導致后續鋅浴鍍不上鋅。
3.浸鋅時(shí)間不夠,浸鋅時(shí)間過(guò)短導致漏鍍。
4.鋁含量偏高,鋁與助鍍鹽膜中的氯化銨反應生成無(wú)助鍍效果的AlCl3,使助鍍鹽膜效果減弱,鋁含量過(guò)高將導致漏鍍。
5.酸洗不到位,酸洗過(guò)程中酸洗件比較密集,結構復雜等原因,造成欠酸洗、夾線(xiàn)或憋氣,或因酸洗濃度過(guò)高使酸鹽沉積于表面、溝槽之中,不水洗或水洗不徹底,也很容易形成漏鍍現象。
表面缺陷九:表面鋅渣顆粒
原因分析:
1.鋅液中鐵含量偏高,鋅液中鐵的含量超過(guò)其溶解度會(huì )析出Fe-Zn合金顆粒渣,由于這種顆粒渣與鋅密度差異不大,懸浮在鋅液中的合金渣會(huì )夾在鋅液中被工件帶出,黏附于工件表面形成顆粒。
2.鋅浴作業(yè)頻率過(guò)高,導致鋅鍋內鋅渣不能及時(shí)沉淀。
3.鋅液溫度不均衡,波動(dòng)大。
4.鋅液溫度過(guò)高,浸鋅時(shí)間長(cháng),溫度過(guò)高,工件和鋅鍋鐵溶解速率過(guò)快。
表面缺陷十:鍍層附著(zhù)力差
原因分析:
1.鋅鍋溫度過(guò)高,導致鍍鋅層的晶粒粗大,造成附著(zhù)力不良。
2. 鋼鐵材質(zhì)成分原因,鋼材含Si,P量超標或含碳量太高的鋼,導致鍍層超厚,附著(zhù)力不良。
3.助鍍劑中的鐵鹽和有機雜質(zhì)過(guò)高會(huì )導致附著(zhù)力不良。
4.鋅液中鐵含量過(guò)高,鐵-鋅合金層變厚,鍍層附著(zhù)力差。
5.鋅浴中合金元素如鋁、鎳含量過(guò)量,不能生成一層厚度適中、致密的鐵鋅合金層,鍍層主要由純鋅層構成,造成附著(zhù)力差。
常見(jiàn)制品生產(chǎn)工藝介紹
助鍍工藝參數
助鍍工藝參數的影響
◆ PH值:過(guò)低會(huì )對制品腐蝕過(guò)度,產(chǎn)生過(guò)量鐵離子,過(guò)高會(huì )使清潔表面效果變差,過(guò)高同時(shí)可能析出Zn(OH)2,使助鍍液有效含量下降,出現漏鍍。
鋅浴工藝參數
注:以上為常規生產(chǎn)工藝,很多產(chǎn)品為提高其鍍層質(zhì)量和性能在此基礎上添加合金元素硅、鎂、鈦、硼、錳、鋯、鍶、稀土等。
鋅浴工藝參數的影響
◆鐵的影響:鋅液中鐵含量超過(guò)其溶解度會(huì )析出Fe-Zn合金顆粒渣(鋅渣),導致鍍層黏附鋅渣粒子的表面缺陷存在,同時(shí)增加鋅耗。
◆溫度的影響:溫度過(guò)低會(huì )導致鍍層偏厚,過(guò)高容易導致鐵溶解加劇。
總結
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