助鍍劑助鍍?cè)砑皺z測(cè)方法.

1、第四章: 助鍍液（熱鍍鋅工藝 ）簡(jiǎn)介現(xiàn)今助鍍液是鍍鋅過(guò)程必要的一部份， 但也有例外。 最早鋼件以 酸洗去除雜質(zhì)和鐵銹，之后直接浸入溶鋅槽。雖然此過(guò)程簡(jiǎn)單，但因 耗鋅量高、成本昂貴。助鍍液的導(dǎo)入，能使熱浸鍍鋅業(yè)者降低鋼件之 鋅層的厚度，改善成品品質(zhì)，增加產(chǎn)能及降低成本。4.2 助鍍劑（叁基鹽和特殊的 Tego60 助鍍劑）以熱浸鍍鋅而言， 鋼件在經(jīng)過(guò)脫脂、 酸洗和水洗之后， 助鍍劑溶 液本身是以氯化鋅銨組成而發(fā)展出來(lái)的。助鍍液以不同比率的氯化鋅與氯化銨混合而成 :60% w/w ZnCl 2 ： 40% w/w NH 4Cl - 特殊的 Tego1 份 ZnCl 2 ： 3 份 NH4Cl -

2、叁基鹽另外，添加潤(rùn)濕劑以改善助鍍液的功能。鋼件氧化鋅熔融鋅液 功用助鍍劑有幾點(diǎn)功用：1. 防止烘乾時(shí)鋼件表面氧化。2. 分解溶融鋅液附著在金屬表面的氧化鋅層。 氧化鋅產(chǎn)生是因?yàn)榭諝庵械难鹾腿苋阡\液之反應(yīng)(450460C),當(dāng)鋼件浸入溶融鋅時(shí)，氣化鋅層附著其上。假如：金屬表面形成氧化鋅， 則內(nèi)層的鋅鐵反應(yīng)將受很大的影響， 將造成鍍件的浸鍍時(shí)間較原來(lái)長(zhǎng)， 時(shí)間加長(zhǎng)， 最終將增加鋼件上鋅層 厚度。氯化鋅是易受潮所以優(yōu)先吸收鋼件表面水分，因此可防止浸過(guò)助 鍍液的鋼件，在烘乾時(shí)生銹。NH4CI HCI + NH 3ZnCl 2.2H 2O + HCI (HCI(OH) 2)H2 + ZnCI 2Hydr

3、oxy Acids (ZnCI2(OH) 2H2+ HCI氯化銨在鋅槽中會(huì)分解產(chǎn)生鹽酸和氨水，鹽酸會(huì)和氯化鋅吸收的結(jié)晶水，結(jié)合產(chǎn)生兩種 Hydroxy 酸(HCI(OH) 2)日2和(ZnCl 2(OH) 2)H2 + HCl )。此兩種 Hydroxy 酸可以分解鋼件表面 所生之氧化鋅層。操作參數(shù)濃度助鍍劑濃度決定在處理鋼件的種類鋼件種類o Be 波美 'S.G 比重oTW 比重線材7 131.05 1.1010 20薄板13 191.10 1.1520 30管材/ 一般熱鍍件19 241.15 1.2630 52超大型鋼 /鍛造件30 401.26 1.3852 76以 Be 波美

4、濃度 28 被認(rèn)為可適用于各種鋼件并得到最佳效果 ' 溫度助鍍液的最適溫度是60 C-65 C,溫度較低，助熔劑附著會(huì)較不均勻且較沒(méi)效果；溫度較高，則助熔劑附著太厚，增加消耗。當(dāng)然若附著較厚助熔劑在工件上鋅灰產(chǎn)生會(huì)降低。不過(guò)太厚時(shí)則成反效果。時(shí)間一般需 2 5 分鐘即可得到好的助熔劑附層，這也讓鋼件充分 加熱以助烘乾。 延長(zhǎng)在助鍍液浸泡時(shí)間， 將增加在酸性助熔液中鐵的 含量。另外在助熔劑附層會(huì)產(chǎn)生 FeCl3 氯化鐵，它將吸收乾躁時(shí)殘留 的水份，導(dǎo)致浸鍍時(shí)，熔融鋅液與鐵離子和水反應(yīng)，增加氧化鋅和鋅 灰之生成。PH助鍍液的PH控制在3 5.5 。當(dāng)PH降低，更多的鐵將被分解 入助鍍液，導(dǎo)

5、致氯化鐵 FeCl3 含量增加，鋅灰產(chǎn)生將增加。鐵 Fe助鍍液應(yīng)該控制鐵的最大含量 10g/1 ，維持低含量鐵是低鋅灰產(chǎn) 生的關(guān)鍵。助熔劑的鐵含量超過(guò) 10g/1 。仍可繼續(xù)操作，但鋅灰和 鋅的耗費(fèi)將增加。潤(rùn)濕劑添加 0.2 0.5% v/v的潤(rùn)濕劑，將有助于增加助鍍劑附層的效果和均勻性。過(guò)程分析助鍍槽應(yīng)該依下列變數(shù) , 每 3 至 4 個(gè)月分析一次。1. 氯化鋅2. 氯化銨3. 上兩項(xiàng)的比率4. 鐵離子5. PH6. 比重?zé)徨冧\工藝中的助鍍劑的作用是？為什么要用氯化鋅和氯化銨的混合液做助鍍劑。最佳答案助鍍劑使熔劑正常的助鍍作用受到阻礙 ,導(dǎo)致局部漏鍍等缺陷 , 所以 不能將熱鍍鋅的熔劑直接移

6、作熱鍍 Al-Zn 合金工藝用。熱浸鍍鋅助鍍劑的化學(xué)法除鐵工藝及經(jīng)濟(jì)性分析吳起鞍山鞍海金屬添加劑有限公司通訊地址：遼寧省海城市大屯鎮(zhèn) 郵政編碼： 114225 摘要：近幾年， 許多熱浸鍍鋅企業(yè)越來(lái)越重視助鍍劑的除鐵處理，本 文敘述了國(guó)內(nèi)熱浸鍍助鍍劑除鐵處理的現(xiàn)狀、 助鍍劑的分類、 化學(xué)法 除鐵處理工藝及經(jīng)濟(jì)性分析。 關(guān)鍵詞：熱浸鍍鋅；化學(xué)法除鐵；經(jīng)濟(jì)性1、現(xiàn)狀近幾年， 由于熱浸鍍行業(yè)迅猛發(fā)展， 原來(lái)酸洗之后不浸助鍍劑直 接鍍鋅的傳統(tǒng)工藝逐漸已被摒棄。 這樣已經(jīng)使用助鍍劑的企業(yè)越來(lái)越 多的開始重視助鍍劑的除鐵工藝。由于酸洗后鐵鹽被帶到鋅鍋內(nèi)， 1 公斤鐵可產(chǎn)生 25公斤鋅渣， 不但造成鋅耗增加、

7、鍍鋅成本增高，而且 還會(huì)使鋅液中氧化物和其他雜質(zhì)增加， 這樣會(huì)造成鋅液老化、 鋅液黏 度增加，使熱浸鍍鋅質(zhì)量下降。原來(lái)干法鍍鋅工藝規(guī)程要求，助鍍劑中鐵鹽含量不大于 30g/l ， 現(xiàn)在很多企業(yè)控制鐵鹽含量不大于 5g/l ，甚至有些企業(yè)在助鍍工序采 用連續(xù)除鐵， 連續(xù)過(guò)濾的方法控制鐵鹽含量。 然而現(xiàn)在還有的企業(yè)不 了解助鍍劑除鐵的有關(guān)原理， 認(rèn)為助鍍劑直接用過(guò)濾泵或壓濾機(jī)過(guò)濾 就是除鐵了。還有的企業(yè)隨便加一些氨水和雙氧水經(jīng)過(guò)濾后就認(rèn)為是除鐵了，實(shí)際根本達(dá)不到除鐵的目的。2、助鍍劑的種類。目前國(guó)內(nèi)熱浸鍍鋅企業(yè)采用多種助鍍劑配比方式， 但廣泛使用的 助鍍劑是氯化鋅和氯化銨混合而成的復(fù)鹽。 基本都是

8、根據(jù)企業(yè)的實(shí)際 使用情況進(jìn)行配比， 有的是純氯化銨溶液， 有的是氯化鋅和氯化銨混 合而成的復(fù)合鹽。 復(fù)合鹽有高氯化鋅低氯化銨的復(fù)合鹽， 也有低氯化 鋅高氯化銨的復(fù)合鹽。 還有些企業(yè)為了使用助鍍添加劑而特殊制定氯 化鋅與氯化銨的復(fù)合鹽的比例，它的比例是氯化鋅 80-100g/l ，氯化 銨 120-150g/l ，這是由于氯化鋅吸水性決定的。 如果在高氯化鋅配比 的溶劑中加入助鍍添加劑， 而且預(yù)鍍件存放時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)， 氯化鋅吸水 會(huì)使助鍍添加劑起不到防爆作用。 因此說(shuō)， 氯化銨氯化鋅含量高低主 要是取決于預(yù)鍍件存放時(shí)間長(zhǎng)短和有無(wú)烘干來(lái)決定的。 氯化鋅含量越 高形成的助鍍膜越厚，儲(chǔ)存時(shí)間越長(zhǎng)，但吸水

9、性越強(qiáng)。氯化銨含量越 高，崩鋅雖然減小，但氯化銨分解后煙氣增大。現(xiàn)在大部分企業(yè)都采 用助鍍劑加熱的方式， 加入助鍍添加劑后預(yù)鍍件可短時(shí)間存放， 在生 產(chǎn)中浸助鍍劑后馬上進(jìn)行鍍鋅作業(yè)，取消了干燥工序。3、助鍍劑除鐵工藝助鍍劑除鐵主要是除去助鍍劑中的二價(jià)鐵離子。 將二價(jià)鐵離子氧 化成三價(jià)鐵離子， 三價(jià)鐵離子被水解生成氫氧化鐵。 氫氧化鐵不溶于 水，經(jīng)沉淀在助鍍劑中被分離。除鐵的方法有很多。有用壓縮空氣氧 化，有用臭氧氧化，有用化學(xué)氧化劑氧化等。在此只介紹化學(xué)法氧化 除鐵的原理和方法。目前國(guó)內(nèi)大多采用氧化提純法除鐵，其工藝為：調(diào)整PH值氧化除鐵過(guò)濾（分離） 。3.1、調(diào)整PH值：助鍍劑中的鐵離子一般

10、以F e2+即氯化亞鐵狀態(tài)存在，F(xiàn) <+在P H值很大（PH=8 . 5）時(shí)，或鋅含量不大而F e2+很大時(shí)才能水解 析出沉淀。因此必須將Fc 2+經(jīng)氧化成為Fc 3+,Fe 3+在PH=1 . 7時(shí)即可發(fā)生水解，形成氫氧化鋅沉淀后很容易被除去。 鋅水解時(shí)P H值為5 .0 5.5，因此在除鐵工藝中為便于控制PH值，一般將P H值調(diào)整在34。若PH值小于3:KCIQ+2HCI二KCI+Qf +H0+C2f4KMnG4HCI=4KCI+4Mn2+3Q f +2H02H2Q=2HO+Q f （酸性條件）Ca（CIQ）2+4HCI=2CI2f + CaCI2+2H2Q這時(shí)會(huì)使氧化劑與酸反應(yīng)會(huì)造

11、成氧化劑的消耗， 可以用氨水、鋅、 氧化鋅調(diào)整PH值。NH4QH+HCI=2HQ+NH4CIZn+2HCI=ZnC2I+H2fZnQ+2HCI=ZnC2I+H2Q若PH值大于4:Zn CI2+2HQ二Z n（QH）J +2HCI這時(shí)會(huì)使氯化鋅水解生成氫氧化鋅沉淀， 造成氯化鋅浪費(fèi)， 此時(shí) 可用鹽酸調(diào)整。在測(cè)試PH值時(shí)可采用如下方法：取一份過(guò)濾好的助鍍劑與同體 積的水在試管中混合后搖勻， 若產(chǎn)生白色的絮狀混合物即為合格； 若 產(chǎn)生白色的膠狀體則說(shuō)明PH值超過(guò) 4,需加酸調(diào)整；若加水后溶液 仍然澄清說(shuō)明酸度大，需加氨水或鋅粉或氧化鋅調(diào)整。3.2 、氧化除鐵處理在助鍍劑中加入氧化劑, 將二價(jià)鐵氧化成

12、三價(jià)鐵, 使之水解沉淀 分離?；瘜W(xué)法除鐵通常是用高錳酸鉀、氯酸鉀、氯酸鈉、次氯酸鈉、 次氯酸鈣、過(guò)氧化氫等作為氧化劑。高錳酸鉀除鐵的反應(yīng)原理：5FeCl2+KMnO4+8HCl=MnC2l+5FeCl3+4H2O+KClFeCl3+3HO二Fe(0H9J +3HC1氯酸鉀(鈉)除鐵的反應(yīng)原理：6FeCl2+KClO3+6HCl=6FeCl3+KCl+3H2OFeCb+3H0二Fe(OH)J +3HCI次氯酸鈣除鐵的反應(yīng)原理：4FeCl2+Ca(ClO)2+4HCl=4FeCl3+CaCl2+2H2OFeCl3+3HO二Fe(OH)J +3HCI過(guò)氧化氫除鐵的反應(yīng)原理2FeCl2+2H2O2+2

13、HCl=2FeCl3+2H2OFeCl3+3H2O=Fe(OH)； +3HCI在除鐵過(guò)程中, 首先根據(jù)化驗(yàn)得出的鐵鹽含量計(jì)算出氧化劑的用 量，將氧化劑用水制成飽和溶液后放入助鍍槽中， 這時(shí)助鍍槽溫度應(yīng) 控制在60C 80C。若溫度過(guò)低則造成反應(yīng)速度變慢。在加入氧化劑 時(shí)特別要注意：要加飽和溶液，不要加固體。因?yàn)榧尤氲墓腆w氧化劑 顆粒在溶解時(shí)容易被水解后的Fe（OH ）3包裹，使之不再繼續(xù)溶解而沉 入底渣中，造成氧化劑大量浪費(fèi)。3.3 、過(guò)濾（分離）目前除鐵后分離方式主要有過(guò)濾泵過(guò)濾、 板塊壓濾機(jī)過(guò)濾、 自然 沉降過(guò)濾三種方式。自然沉降過(guò)濾所需溫度要控制在80C以上，將已 制成飽和溶液的絮凝劑（

14、聚丙烯酰胺）放入助鍍槽中均勻攪拌，使Fe（O H ）3迅速沉降。沉降后，上部為清液，下部為底渣。最后可將混液和 底渣排放，而清液可用酸泵抽出使用。4、經(jīng)濟(jì)性分析 氧化劑的選擇應(yīng)根據(jù)其來(lái)源、價(jià)格、使用量等條件來(lái)確定。1、高錳酸鉀：5FeCl2+KmnO4+8HCl=MnC2l+5FeCl3+4H2O+KCl 根據(jù)方程式計(jì)算得出：除掉 1公斤氯化亞鐵需使用高錳酸鉀 0.19 公斤。2、氯酸鉀（鈉）：6FeCl2+KClO3+6HCl=6FeCl3+KCl+3H2O 根據(jù)方程式計(jì)算得出：除掉 1公斤氯化亞鐵需使用氯酸鉀 0.16 公 斤或需氯酸鈉 0.14 公斤。3、次氯酸鈣（鈉） ：4FeCl2+

15、Ca（CIO）2+4HCI=4FeC3+CaCb+2HO根據(jù)方程式計(jì)算得出：除掉1公斤氯化亞鐵需使用次氯酸鈣0.57 公斤或需次氯酸鈉0.29公斤。4、過(guò)氧化氫：2FeCl2+2HQ+2HCI=2FeC3+2HO根據(jù)方程式計(jì)算得出：除掉1公斤氯化亞鐵需使用過(guò)氧化氫0.13 公斤名稱KmnOKCIONaClQCa(CIQ)2Na(CIQ)2HO用量（kg）0.190.160.140.570.290.13單價(jià)（元/kg）175.54.11.61.12.0含量（%99.599.799.5301235除去每公斤氯化亞 鐵所需費(fèi)用（元）3.250.880.583.032.660.74從上表可以看出，每除

16、去1公斤氯化亞鐵所需氧化劑的費(fèi)用從高 到低排序?yàn)椋焊咤i酸鉀一一次氯酸鈣一一次氯酸鈉一一氯酸鉀一一過(guò) 氧化氫氯酸鈉。因?yàn)檫^(guò)氧化氫是最潔凈的氧化劑，所以目前很多企業(yè)使用過(guò)氧化 氫除鐵。但由于其為液體，濃度低、體積大，不便于運(yùn)輸和貯存，而 且過(guò)氧化氫存放一年濃度還會(huì)下降約3%造成了成本加大。另外過(guò)氧 化氫在使用過(guò)程中對(duì)人體危害較大，其蒸汽對(duì)眼睛、鼻子、喉嚨造成 強(qiáng)烈的刺激，最終可能導(dǎo)致慢性呼吸器官疾病，皮膚接觸也會(huì)造成疼 痛及腐蝕，迸入眼睛有可能致盲。而氯酸鈉除鐵費(fèi)用最低，且相對(duì)安 全，因此從安全和經(jīng)濟(jì)性角度考慮，氧化劑一般應(yīng)選擇氯酸鈉。5、結(jié)束語(yǔ)在熱浸鍍鋅助鍍劑除鐵工藝中， 氧化劑無(wú)論選擇哪一種都

17、要以經(jīng) 濟(jì)性和安全性綜合考慮， 但更主要的是除鐵工藝的選擇， 只有在正確 的除鐵工藝指導(dǎo)下， 才能達(dá)到最好的除鐵效果， 使熱浸鍍鋅企業(yè)獲得 更高的經(jīng)濟(jì)效益。廢助鍍劑被再生除鐵后循環(huán)使用一、 簡(jiǎn)介和用途GDk PIRE助鍍劑除鐵設(shè)備是工大鍍鋅設(shè)備有限公司引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)開發(fā)研制的具有高科技含量的設(shè)備。目前在國(guó)外被廣泛應(yīng) 用于鋼絲、鋼管、結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)線的前處理階段。在溶劑法鍍鋅中， 助鍍劑的清潔與否對(duì)鋅耗、鍍鋅質(zhì)量有重要的影響。GD-PIRE助鍍劑除鐵設(shè)備采用氧化中和法，用強(qiáng)氧化劑將溶劑中的亞鐵離子氧化 成三價(jià)鐵離子，然后調(diào)整溶劑 AC值，使三價(jià)鐵離子生成Fe（OH沉 淀，再用機(jī)械過(guò)濾去除助鍍劑中的

18、雜質(zhì)。 同時(shí)通過(guò)電控系統(tǒng)實(shí) 時(shí)控 制除鐵劑A和B的添加量，從而確保溶劑槽內(nèi)亞鐵含量始終維持在 一個(gè)很低的水平上（ 1g/L 以下）。大量實(shí)踐數(shù)據(jù)顯示， 當(dāng)亞鐵離子維持在 1g/L 以下時(shí)，可以 有效降低鋅耗量（總節(jié)鋅量：總鋅耗的 15-30%；或噸工件的 0.737%）， 同時(shí)節(jié)省耗鋁，耗鎳量。由于鐵離子含量的降低，鋅液的流動(dòng)性增強(qiáng)，還可以改善工件表面的質(zhì)量。因此， GDPIRE 助鍍劑除鐵設(shè)備 不僅可以使整條生產(chǎn)線更低耗，更環(huán)保，同時(shí)還能提高產(chǎn)品質(zhì)量， 在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的鍍鋅行業(yè)，增強(qiáng)企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。二、設(shè)備結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（ 一 ） 、設(shè)備構(gòu)成 本設(shè)備由電控系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)構(gòu)成，如圖 1

19、所示。1. 電控系統(tǒng)采用日本三菱可編程控制器（PLC和ntouch觸摸屏, 人機(jī)界面友好，操作簡(jiǎn)便，控制精確?？梢詫?shí)時(shí)監(jiān)控管路流量 從而隨時(shí)調(diào)節(jié)鐵劑A和B的添加量來(lái)保證整個(gè)設(shè)備在無(wú)人看管 情況下也能高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。2. 反應(yīng)系統(tǒng)溶劑中亞鐵離子在此系統(tǒng)中會(huì)被氧化為三價(jià)鐵并沉淀為氫氧化 鐵，整個(gè)反應(yīng)均在混合器部分完成，確保反應(yīng)的充分均勻。反應(yīng)系統(tǒng)管路全部采用聚丙烯（PP）材料，耐腐蝕、耐高溫。確 保設(shè)備能長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作。3. 過(guò)濾系統(tǒng)生成的沉淀被保留在過(guò)濾器中，始終保持溶劑槽的清 潔干凈和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。該系統(tǒng)清洗方便快捷，重復(fù)使用次 數(shù)高，也全部采用聚丙烯 （PP） 材料，耐老化，壽命長(zhǎng)。（二）、設(shè)

20、備特點(diǎn)1、自動(dòng)化程度高，可精確控制化學(xué)反應(yīng)、過(guò)濾、清渣等個(gè)過(guò)程。使得該設(shè)備可準(zhǔn)確、連續(xù)的運(yùn)行，保證設(shè)備的工作效率。本設(shè)備是基于充分的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，模擬出原理曲線， 提煉出數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)進(jìn)口的傳感器和軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝過(guò) 程的精確控制。2、在線處理，不影響整條生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。3、整套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行效率高、占地面積小、運(yùn) 行穩(wěn)定。（三）、技術(shù)參數(shù)設(shè)備尺寸：4000X 2800X 3300設(shè)備功率以及耗氣量：裝機(jī)功率10kw，耗氣量0 40M3/小時(shí)處理能力：5M3 /小時(shí)三、經(jīng)濟(jì)性分析3.1 生產(chǎn)成本估算若按處理 5M3 的助鍍劑計(jì)算，如果從 10g/L 降到 1g/L 以下時(shí)，需要強(qiáng)氧化劑

21、（30%） 60kg，中和劑（25%） 182kg, 按現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算兩項(xiàng)合計(jì)需 240元，耗電100kwh，電費(fèi) 100 元,其他綜合費(fèi)用（包括：人工費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)） 60 元。 總計(jì)：400元。正常情況下，處理5M3的助鍍劑從1g/L降到 0.5g/L 共需 170元。3.2 產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益 產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益分為四個(gè)方面：1. 產(chǎn)品鍍層表面質(zhì)量明顯提高。 這是因?yàn)殇\液中鐵離子含量 少,鋅液流動(dòng)性高,致使鍍鋅層表面光潔、明亮；2. 鋅耗降低 0.466-1.007%（根據(jù)在歐洲、美國(guó)、澳洲、韓 國(guó)等許多鍍鋅廠家的實(shí)踐得出的結(jié)果）,平均降低 0.737%,如果年產(chǎn) 按 30000噸鍍鋅件計(jì)算,

22、每年最少可 節(jié)約鋅：30000X0.737%221.1噸，鍍件按12000元/噸 計(jì)算,每年可節(jié)約 265.32 萬(wàn)元,也就是說(shuō)節(jié)約的鋅, 1-2 個(gè)月內(nèi)即可回收設(shè)備的技術(shù)投資。3. 加入了兩種添加劑后反應(yīng)生成的氯化銨, 可以減少助鍍劑 中氯化銨的購(gòu)買添加量, 只需添加少量的氯化鋅。 如果在 鍍鋅線上設(shè)置專用回收鍍 鋅件或吊具的酸液清洗槽,該 除鐵設(shè)備同時(shí)也可以用來(lái)再生處理含有鐵的氯化鋅液, 再 生后的溶液可以添加到助鍍劑槽內(nèi), 作為氯化鋅的消耗補(bǔ) 充,同樣可以省去氯 化鋅的購(gòu)買量與添加量。4. 終端副產(chǎn)品氫氧化鐵， 干燥后生成氧化鐵紅， 是優(yōu)質(zhì)顏料，2000-3000RMB 盹。5. 由于廢

23、助鍍劑被再生除鐵后循環(huán)使用， 沒(méi)有廢助鍍劑環(huán)保 處理費(fèi)用。3.3 示例實(shí)例 1 澳大利亞最大的鍍鋅廠之一 -John Holland SMP 公司年生產(chǎn)亞鐵離 每噸鋼的耗 營(yíng)業(yè)額 每年削減的 除渣 階段 時(shí)間能力 子含量 鋅量（ Kg） （元） 成本（元） 頻率無(wú)除鐵1999-2設(shè)備000年4000 噸 28g/L86960 萬(wàn)0有除鐵2000-2 10,000設(shè)備001年0.6g/L492400萬(wàn) 480 萬(wàn)1 次 /季度實(shí)例 2 新西蘭最大的鍍鋅廠 CSPGalvanizing 公司除鐵技術(shù)應(yīng)用的效益助鍍劑鐵含量：之前： 6 g/l ; 現(xiàn)在：0.3-0.6 g/l未用：鋅耗為總產(chǎn)量的：

24、8-11%采用：鋅耗為總產(chǎn)量的： 5.6-8%節(jié)約： 2.4-3%；平均：節(jié)約 2.7%CSP年產(chǎn)量：9500噸/年 2002年，利潤(rùn) 660萬(wàn)元 RMB; 2003年，利潤(rùn) 880萬(wàn)元 RMB; 效益：節(jié)約 220 萬(wàn)元 RMB。鋅耗量：2004年9月生產(chǎn) 500噸工件，鋅耗量 6.5% ；鋅渣 0.5% ；鋅 灰： 0.75%熱鍍鋅生產(chǎn)時(shí)，助鍍劑中的亞鐵鹽離子很難除去，這樣在 助鍍劑干燥進(jìn)程中會(huì)隨助鍍劑一起沉淀到鋼絲表面，并進(jìn)入鋅 液中影響鍍液質(zhì)量，增加鋅耗，進(jìn)而造成熱鍍鋅生產(chǎn)鍍鋅效果 不理想。對(duì)于亞鐵離子，采用強(qiáng)氧化劑的方法將其氧化為三價(jià)鐵離 子，然后使三價(jià)鐵離子生成了 Fe(OH)3

25、沉淀，采用過(guò)濾法去除 鐵離子雜質(zhì)，稱為氧化中和法。助鍍劑的主要成分是氯化鋅與 氯化銨。故而可采用氧氣、雙氧水、高錳酸鉀、氯酸鉀、次氯 酸鈉等氧化劑，作為除鐵劑來(lái)降低亞鐵離子含量，常規(guī)認(rèn)為亞 鐵離子在 1g/L 時(shí)，較適宜熱鍍，因此穩(wěn)定在 1g/L 下是除鐵的 基本要求。國(guó)內(nèi)，天津市工大鍍鋅設(shè)備有限公司掌握了該技術(shù)，并研 發(fā)了一套出鐵設(shè)備，并應(yīng)用在江陰華新鋼纜公司，由應(yīng)用的效 果看： 1、鍍鋅的質(zhì)量得到提高，工件表面光亮平整。 2、降低 了鋅耗，通過(guò)計(jì)算， 節(jié)約的鋅在 1-2 個(gè)月內(nèi)即可回收設(shè)備投資。3、除鐵劑的加入， 反應(yīng)后生成了氯化銨， 減少了助鍍劑中氯化 銨的購(gòu)買添加量。4、生產(chǎn)的副產(chǎn)品F

26、e(0H)3沉淀是優(yōu)質(zhì)顏料， 市價(jià)2000- 3000元/t，價(jià)值較高。5、不影響助鍍劑的再生循 環(huán)利用，降低了環(huán)保費(fèi)用。 6、鋅鍋底鋅渣的去除次數(shù)減少到 1 次/ 月，甚至更少，提高了工作效率。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，江陰華新鋼纜公司的亞鐵離子含量最低能降低 到 0.3g/L ，效果明顯，該鍍鋅助鍍劑的除鐵方法具有環(huán)保、節(jié) 資、適用的顯著特點(diǎn)，推廣價(jià)值較大。鍍鋅熔劑目錄釋義熱浸鍍鋅 （或簡(jiǎn)稱為熱鍍鋅 ）是將被鍍的緊固件浸入熔點(diǎn)較低的液 態(tài)金屬鋅或其合金中進(jìn)行鍍覆的方法。緊固件熱浸鍍鋅多采用熔劑 法。凈化過(guò)的鋼件浸入鍍鍋之前， 其表面先形成一層熔劑層以防止氧 化并進(jìn)一步清除表面殘留物。 浸鍍時(shí)此熔劑層受熱揮

27、發(fā)， 使新鮮的鋼 表面與熔融金屬直接接觸，發(fā)生浸潤(rùn)、溶解、化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散，在鋼 件表面順序形成丫相、3 1相和z相合金層并附著一層熔融金屬鋅，經(jīng) 冷卻后形成n相鋅鍍層。各相合金中鋅含量由 77%至99.97%逐漸增 加?，F(xiàn) 代熱浸鍍鋅生產(chǎn)中，通常在熔融鋅液中添加少量鋁以提高鍍 鋅層的附著力。此時(shí)合金層中的主相為 Fe2AI5，而3 1相和Z相的數(shù) 量很少。不存在脆性的丫相。簡(jiǎn)介熱浸鍍鋅層是一種價(jià)廉而耐蝕性良好的鍍覆層。 由于鋅的電化學(xué) 特性，它對(duì)鋼基體具有 “犧牲 ”保護(hù)作用；而鋅層在大氣中的腐蝕產(chǎn)物 （堿式碳酸鋅 ）比較致密，附著良好且不溶于水，對(duì)鋅層又有一定保護(hù) 作用。因此熱浸鍍鋅被廣泛用

28、于保護(hù)鋼材及其制件免受大氣腐蝕， 特 別適于標(biāo)準(zhǔn)件、緊固件的大批量生產(chǎn)。通常認(rèn)為熱浸鍍鋅時(shí)， 鍍鋅層形成過(guò)程如下： 熔鋅滲入基體鐵中 鐵與鋅反應(yīng)生成鐵 鋅合金 在鐵鋅合金層上形成純鋅層， 鍍鋅 層形成的基本原理是高溫冶金反應(yīng)。 對(duì)五金、 緊固件進(jìn)行熱浸鍍鋅時(shí) 通常采用助鍍劑法 （又稱溶劑法 ），助鍍劑法熱鍍工藝又分為：濕法和 干法兩種。濕法工藝得到的鍍層附著性不好，目前很少采用。干法工 藝允許對(duì)助鍍劑有較廣的選擇范圍，鍍層質(zhì)量好。所以，結(jié)構(gòu)件、緊 固件、五金件的熱浸 鍍鋅一般選用干法。熱鍍鋅工藝化驗(yàn)方法1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?測(cè)定助鍍劑中氯化鋅的含量2、實(shí)驗(yàn)方法：用EDTA（乙二胺四乙酸二鈉鹽）標(biāo)準(zhǔn)溶

29、液進(jìn)行滴定，根據(jù)滴定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積可求出氯化鋅的含量。3、實(shí)驗(yàn)儀器：容量瓶、移液管、三角瓶、堿式滴定管、洗耳球、洗4、實(shí)驗(yàn)試劑：EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液0.05mol/L、NH-NHQL緩沖溶液(PH=10)、蒸餾水、鉻黑T指示劑0.5%5、實(shí)驗(yàn)步驟：5.1、從助鍍劑槽中取樣，用5mL移液管吸取試液5mL置于100mL 容量瓶中；5.2、用水稀釋至規(guī)定的刻度后搖勻；5.3、自100mL容量瓶中，吸取稀釋液5mL于三角瓶中加水50mL5.4、再加緩沖溶液10mL再加鉻黑T指示劑2-3滴。5.4、用0.05mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至純藍(lán)色為終點(diǎn)。5.5、準(zhǔn)確讀數(shù)。計(jì)算公式：ZnCl2 (

30、g/L). = * x 136.38其中：C-用于滴定的標(biāo)準(zhǔn)EDTA溶液的濃度mol/L;實(shí)際滴定中消耗標(biāo)準(zhǔn)EDTA溶液的體積，mL;136.38 氯化鋅的摩爾質(zhì)量； 匕一稀釋液的實(shí)際體積，mL。1、實(shí)驗(yàn)題目：測(cè)定助鍍劑中氯化銨的含量 2、實(shí)驗(yàn)方法：用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，根據(jù)滴定時(shí)消耗的 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液體積可求出氯化銨含量。3、實(shí)驗(yàn)儀器：移液管、三角瓶、堿式滴定管、酸度計(jì)、磁力攪拌器、容量瓶、洗耳球、洗瓶4、實(shí)驗(yàn)試劑：NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1mol/L甲醛、甲基紅指示劑0.2% 蒸餾水5實(shí)驗(yàn)步驟: 5.1、從助鍍鋅劑槽中取樣;5.2、用移液管吸取試液5mL置于100mL容量瓶中，用水稀

31、釋刻度搖 勻。5.3、自100mL容量瓶中吸取稀釋液5mL于三角瓶中，加水50mL加 甲醛溶液20mL再加甲基紅指示劑2-3滴。5.4、打開酸度計(jì)，將復(fù)合電極插入被測(cè)試液中。同時(shí)開啟磁力攪拌器，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，酸度計(jì)讀數(shù)為 6.2時(shí)，即為終 點(diǎn)。5.5準(zhǔn)確讀數(shù)。計(jì)算公式:NHCL(g/L)二X 53.5其中：c用于滴定的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的濃度，mol/L;V實(shí)際滴定中消耗標(biāo)準(zhǔn)NaOH勺體積，mL;53.5 氯化銨的摩爾質(zhì)量。6此NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與鹽酸測(cè)定用的 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液同法配制， 只是稱取量為 5 克，標(biāo)定時(shí)基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀的稱取量為 0.5 克.1、實(shí)驗(yàn)題目：

32、助鍍劑槽中二氯化鐵的測(cè)定2、實(shí)驗(yàn)方法：用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，根據(jù)滴定時(shí)消耗重鉻 酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積可求出二氯化鐵的含量。3、實(shí)驗(yàn)儀器：移液管、三角瓶、酸式滴定管、洗耳球、洗瓶4、 實(shí)驗(yàn)試劑：蒸餾水、硫磷混合酸、二苯胺磺酸鈉0.5%、重鉻酸 鉀溶液 0.01mol/L 。5 實(shí)驗(yàn)步驟：5.1 、取樣 從助鍍劑槽中取樣；5.2、用1mL移液管吸取1mL試液注入三角瓶中，加水 50mL5.3、加硫一磷混合酸20mL加指示劑二苯胺磺酸鈉2-3滴（順序不 能顛倒 ） ；5.4、用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，觀察溶液顏色，由無(wú)色變?yōu)樽仙珵榻K點(diǎn)；5.5、讀數(shù)公式：Feci 2（g/L）二HIIBx 126

33、.85其中：C用于滴定的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L ;Vi 實(shí)際滴定中消耗標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀溶液的體積，mL;126.85 二氯化鐵的摩爾質(zhì)量；吸取試液的體積mL。6、重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定：準(zhǔn)確稱取4.903克經(jīng)140-150 C 烘干2-3小時(shí)的基準(zhǔn)重鉻酸鉀（稱準(zhǔn)至0.0001克）溶于蒸餾水中，并 小心轉(zhuǎn)入棕色容量瓶中準(zhǔn)確稀釋至1升，此標(biāo)準(zhǔn)溶液可不需標(biāo)定.7、 硫一磷混合酸的配制：取175ml分析純硫酸和175ml磷酸溶于水 中,待涼后加水至1升,搖均備用.1、實(shí)驗(yàn)題目：鹽酸溶液中酸含量的測(cè)定2、實(shí)驗(yàn)方法：酸堿中和法3、實(shí)驗(yàn)儀器：洗耳球、洗瓶、移液管、三角瓶、堿式滴定管4、實(shí)驗(yàn)試劑

34、：蒸餾水、甲基橙 0.5%、氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5mol/L 5、實(shí)驗(yàn)步驟：5.1、取樣（酸槽 1#、2#、3#、4#）5.2、用1mL移液管吸取1mL試液于三角瓶中，加水50mL;5.3、加甲基橙指示劑2-3滴，以氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，由紅色變成橙色為終點(diǎn)；5.4、讀數(shù)。計(jì)算公式：HCL(g/L)二H*VX 36.5其中：C 用于滴定的標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液的濃度，mol/LM 實(shí)際滴定中消耗標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液的體積，mLV> 吸取試液的體積，mL36.5 鹽酸的摩爾質(zhì)量；6 C NaOH=0.5mol/l 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定6.1、配制：稱取20克分析純NaOH溶解于不含二氧化碳的蒸餾

35、水中搖 均,密閉放置5-10天,將上層溶液虹吸入另一容量瓶中并稀釋至1升以備標(biāo)定.6.2 、標(biāo)定:稱取 2克基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀 ,稱準(zhǔn)至 0.0001 克,放入 250ml錐形瓶中，加50ml沸騰的蒸餾水，搖動(dòng)使其溶解并繼續(xù)加熱至 沸, 加酚酞指示劑 2-3 滴, 并立即以欲標(biāo)定的氫氧化鈉溶液滴定至微 紅色15S不消失為終點(diǎn).計(jì)算公式： C=m/（0.2042*V）熱浸鍍鋅合金技術(shù)的研究現(xiàn)狀朱鑠金 1 朱麗慧 1 劉茜 2 劉慶峰 2 王利 3（ 1. 上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，2. 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所高性能陶瓷和超微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，3. 寶山鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心汽車板研究所

36、，上海 201900 ）摘要: 本文簡(jiǎn)要介紹了鋅浴中合金元素對(duì)熱浸鍍鋅的影響。綜述 了因此而發(fā)展起來(lái)的多種鋅合金鍍層的研究現(xiàn)狀， 并總結(jié)歸納為兩個(gè) 體系：a）以抑制超厚鍍層生長(zhǎng)為主的活性鋼熱鍍鋅合金鍍層體系， 包括Zn-Ni合金、Zn-Sn合金、Zn-Mg合金；b）以提高耐蝕性為主的 Al-Zn合金鍍層體系，包括 55%Al-Zn合金、5%Al-Zn合金。1 前言腐蝕對(duì)鋼鐵造成的損失是極其嚴(yán)重的。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 全世界每 年鋼材產(chǎn)量的 1/3 因腐蝕而損失， 僅在中國(guó)每年因鋼鐵腐蝕造成的直 接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)上千億元。 腐蝕不僅帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失， 還會(huì)造成 慘重的人員傷亡。因此，有必要研究鋼鐵

37、的腐蝕防護(hù)措施，而熱鍍鋅 被公認(rèn)為是鋼鐵保護(hù)最直接最有效的方法之一。熱鍍鋅是將處理后的鋼鐵在一定溫度的熔融鋅浴中浸鍍一定的 時(shí)間，取出冷卻后在表面獲得一層美觀且具有良好耐蝕性保護(hù)層的工 藝。熱鍍鋅有兩種工藝，即氧化還原法和熔劑法。前者的自動(dòng)化程度 高，產(chǎn)品穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，適于單一產(chǎn)品的大批量連續(xù)生產(chǎn)，但相 應(yīng)地設(shè)備投資大、工藝要求嚴(yán)格，不能隨意停產(chǎn)，只有少數(shù)大廠如寶 鋼才能實(shí)現(xiàn)這種熱鍍工藝。 后者適用于小批量、 多品種的間斷式生產(chǎn)， 具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、生產(chǎn)靈活的特點(diǎn)，因此在我國(guó)當(dāng)前眾多中、 小生產(chǎn)廠家應(yīng)用較廣， 本文將著重討論這一工藝。 由于熱浸鍍鋅的生 產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鍍層的耐腐蝕性能優(yōu)良

38、，且厚度、韌性、表面狀態(tài)都能 控制，因此，被廣泛應(yīng)用在鋼鐵保護(hù)中，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展 前景。但是，隨著鋼鐵材料的發(fā)展以及人們對(duì)鍍層耐蝕性有更高更苛 刻的要求， 利用傳統(tǒng)熱鍍鋅技術(shù)已不能得到滿足要求的鍍層。 比如對(duì) 某些含硅鋼進(jìn)行傳統(tǒng)熱浸鍍鋅，在浸鍍過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)圣德林效應(yīng)（當(dāng)鋼中含一定量的硅會(huì)顯著增加 Fe和Zn的反應(yīng)，并約在0.1%Si和 0.4% Si 處出現(xiàn)反應(yīng)峰值 , 致使得到超厚和粘附性差的灰暗鍍層） 1 。 而合金化鋅浴是改善鍍層性能的一個(gè)最佳途徑， 它不僅能直接有效的 抑制圣德林效應(yīng)的發(fā)生， 甚至能增強(qiáng)鍍層的耐蝕性能， 提高產(chǎn)品的經(jīng) 濟(jì)效益。2 鋅浴中合金元素對(duì)熱鍍鋅的影響

39、根據(jù)鐵鋅二元相圖，在450C熱鍍鋅后，一般鋼板上形成的正常鍍層組織包括：丫相（FesZmi）、3相（FeZn?）、Z相（FeZnQ以 及n相（自由鋅層），如圖1所示。其中，Z相屬于脆性的單斜晶系結(jié)構(gòu)。一般合金層過(guò)度生長(zhǎng)，主要是增加了塑性較差的Z相的厚度，鍍層的塑性就會(huì)變差。因此，在熱浸鍍工藝中，常常需要調(diào)整它 的工藝參數(shù)或者是向鋅浴中添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀?以生產(chǎn)出更高質(zhì)量 的鍍層產(chǎn)品。圖 1 純鋅鍍層的顯微組織金相照片 合金元素在熱浸鍍工藝中起到的作用效果是很顯著的。 根據(jù) 合金元素在熱鍍鋅中的影響，可以分為下面幾類：（1）抑制合金層過(guò)度生長(zhǎng)，提高鍍層粘附性的元素；Al 、Ni 2 、Sn3

40、、Mn4 等合金元素在熱鍍鋅過(guò)程中可以抑制出現(xiàn) 超厚、粘附性差的灰暗鍍層， 這主要是通過(guò)這些元素被吸附到鋼基體 表面，然后與Fe反應(yīng)形成一層薄薄的合金阻擋層或者就富集在固液 界面前沿，從而阻礙了 Fe、Zn合金層的異常生長(zhǎng)，特別是Z相的生 長(zhǎng)，最終達(dá)到提高鍍層粘附性的目的。如圖 2 所示，在鋅浴中加入不 同的Sn含量，都能起到抑制合金層生長(zhǎng)的效果，綜合比較，可以知 道Sn含量在5%時(shí)，效果是比較好的。圖2鋅浴中不同Sn含量對(duì)合金層厚度的影響3（ 2）提高鍍層耐蝕性的元素Al、 Mg5 、 Ni 等合金元素是為了提高鍍層耐蝕性而最常被加入到鋅浴中的元素， Al 是最早被研究發(fā)現(xiàn)的添加元素，它不僅

41、能改善鍍 層外觀質(zhì)量和抑制熱浸鍍過(guò)程中浮渣的生成， 而且也可以大大的提高 鍍層的耐蝕性。圖 3顯示了不同 Al 含量的 Al-Zn 合金鍍層耐腐蝕性 能的比較。當(dāng) Al 含量在 10和 50左右時(shí)， Al-Zn 合金鍍層的耐腐 蝕性能發(fā)生陡變。因此，可以根據(jù)不同的需要，選擇添加適當(dāng)?shù)?Al 含量以提高鍍層性能。研究發(fā)現(xiàn) Mg和Ni也可以提高鍍層的耐蝕性， 已有 Zn-Al-Mg 合金鍍層的多個(gè)專利、熱浸 Zn-Ni 合金鍍層技術(shù) （Technigalva ）6 。圖 3 鋅鋁合金鍍層耐大氣腐蝕性能的比較 71- 鍍層使用壽命2- 犧牲性防護(hù)性能（3）提高流動(dòng)性的元素稀土、Mg Ni、Bi等合金

42、元素能夠提高鍍液的流動(dòng)性，使鍍件 提出鋅浴時(shí)表面鋅可更快回流鋅浴， 從而降低鋅耗， 減少鍍層表面滴 瘤及流痕等缺陷的出現(xiàn)，令鍍層更光整、平滑。（4）改善鍍層外觀質(zhì)量的元素Al、Pb、Sn Sb等合金元素則能夠改善鍍層外觀質(zhì)量。例如向 鋅浴中加入0.005%0.020%AI,就可顯著提高熱鍍鋅層的光亮性，減 少鋅液面的氧化。而如果鋅浴中同時(shí)含Pb和Sn或同時(shí)含Sb和Sn時(shí), 會(huì)有鋅花出現(xiàn)，鋅花是鋅凝固時(shí)生成枝晶而形成的。 63 活性鋼熱鍍鋅合金鍍層體系在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中 , 為了對(duì)鋼鐵能充分脫氧或增加鋼的強(qiáng)度常會(huì) 加入成本較低的 Si ，使得這類鋼不可避免的殘留部分 Si 。正是 Si 的 存在使

43、得鋼在熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生圣德林效應(yīng)， 因此對(duì)這類鋼 （即活性 鋼）進(jìn)行熱浸鍍鋅時(shí)不得不考慮 Si 的影響。輕而薄的活性鋼熱鍍鋅 的一個(gè)通用辦法是在440C下進(jìn)行浸鋅；重而厚的鋼結(jié)構(gòu)件，除需預(yù) 熱外，還需減少浸鋅時(shí)間，使 Z相來(lái)不及生長(zhǎng)，但實(shí)際難以達(dá)到此 種效果。為解決此問(wèn)題， 研究工作者向鋅浴里添加合金元素而發(fā)展形 成了多種鋅合金鍍層。3.1 Zn-Ni 合金鍍層Zn-Ni 合金鍍層真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是在 80 年代，當(dāng)時(shí)在歐洲 就有 40 多家大型熱鍍鋅公司采用了 Zn-Ni 合金技術(shù)。目前，國(guó)際上 普遍采用的Zn-Ni合金技術(shù)是在鋅浴中加入0.040.09 %的Ni含量, 這個(gè)含量范圍既能較

44、好地控制活性鋼Z相的異常生長(zhǎng)，減少或消除活性鋼出現(xiàn)超厚鍍層，又能使非活性鋼鍍 Zn時(shí)容易獲得標(biāo)準(zhǔn)要求的 鍍層厚度 8 。與常規(guī)熱鍍鋅相比，鋅浴中加Ni有以下效果：1）抑制鍍層中Z 相的異常生長(zhǎng)，使鍍層粘附性提高，表層形成連續(xù)的n相，保持鍍層的光亮；2）因?yàn)樵赯相和n相的界面上出現(xiàn)富Ni相而使鍍層 的硬度得到提高， 相應(yīng)的也提高了鍍層的耐磨性， 減少鍍件因碰撞或 磨擦引起的損壞； 3）提高鋅液的流動(dòng)性，降低鋅耗，從而減少生產(chǎn) 成本； 4）提高鍍層的耐蝕性，如圖 4 所示，在鋅浴中添加 0.1 Ni 時(shí)，可以明顯地降低鍍層在鹽霧腐蝕試驗(yàn)中的腐蝕失重。3.2 Zn-Sn 合金鍍層針對(duì)一般熱鍍鋅合金技

45、術(shù)不能解決高活性鋼 (含 Si 量0.3%) 鍍層超厚生長(zhǎng)的問(wèn)題， 國(guó)外研究提出了 Zn-Sn 合金鍍層。在國(guó)內(nèi)華南 理工大學(xué)盧錦堂等人也對(duì)鋅浴中加入 Sn進(jìn)行了研究，3發(fā)現(xiàn)當(dāng)Sn含 量小于5%寸，抑制效果隨Sn含量的增加而增加，當(dāng)Sn含量大于5% 時(shí)，抑制效果不再明顯增加。Sn之所以能抑制鍍層快速生長(zhǎng)，是由 于鍍層的Fe/Zn合金含Sn量極少，使得在生長(zhǎng)過(guò)程中向外排 Sn,因 而形成了一個(gè)阻礙Fe/Zn間互擴(kuò)散的富Sn區(qū)。圖4 兩種鍍層的鹽霧腐蝕失重與腐蝕時(shí)間的關(guān)系9但是,向鋅浴中加Sn后會(huì)降低鋅液的流動(dòng)性。因此，在Zn-Sn合 金技術(shù)的基礎(chǔ)上添加Ni和Bi或V,它們可以有效降低Sn的使用量

46、 但又能夠有效解決高活性鋼鍍層超厚問(wèn)題,如1.2%Sn-0.05%Ni-(0.1 0.35)%Bi-Zn 何。3.3 Zn-Mg 合金鍍層Zn-Mg合金鍍層具有銀白色的表面，耐大氣腐蝕方面也因?yàn)檫m量Mg的存在而有了很大的改善，它可以比鍍鋅板的耐大氣腐蝕性能提 高310倍，尤其是當(dāng)含Mg量在0.024%0.084%寸耐腐蝕性能最好。 但是，當(dāng)Mg含量較高達(dá)到0.3%0.5%寸，反而會(huì)降低鍍層的性能， 使鍍層表面組織變厚、粗糙,外觀變成乳白色,粘附性變差。而 Mg 含量一旦超過(guò) 0.6%,鍍層又開始減薄。高硅鋼熱浸鍍Zn-Mg合金時(shí)，由于Mg與Si能形成穩(wěn)定的Mg-Si 化合物取代 Fe-Si 化

47、合物，而直接抑制含硅鋼的 Fe-Zn 反應(yīng)，并且加 入Mg能降低鋅浴的熔點(diǎn)，提高鋅液的流動(dòng)性，間接起到減薄鍍層的 作用。而且有研究發(fā)現(xiàn)，Mg的加入特別是與稀土金屬共用時(shí)，可以 降低鋅的消耗。4 熱浸鍍 Al-Zn 合金鍍層體系為了降低鋅資源的消耗，提高鋼鐵鍍層在更惡劣復(fù)雜的腐蝕 環(huán)境中的保護(hù)能力，以適量的AI代替Zn是一個(gè)行而有效的辦法。它 在降低熱浸鍍過(guò)程鋅使用量的同時(shí)，又能充分綜合利用Zn和AI的保護(hù)特性。目前，研究比較成熟的 Al-Zn合金鍍層有55%AI-Zn合金 鍍層和 5%AI-Zn 合金鍍層。4.1 55%AI-Zn 合金鍍層熱鍍55%AI-Zn合金鍍層，一方面具有AI鍍層的耐蝕性和高溫抗 氧化性，另一方面也具有Zn鍍層的陰極保護(hù)性，因此，它對(duì)鋼鐵的 保護(hù)性更強(qiáng)，是一般熱鍍鋅鋼板的 26 倍，與鍍鋁板相當(dāng)，可適用于 更苛刻的腐蝕環(huán)境條件下。在上世紀(jì) 70 年代，美國(guó)伯利恒鋼鐵公司對(duì) AI 含量為 1%70%的 Zn-AI 合金鍍層進(jìn)行了廣泛的研究， 開發(fā)出一種性能優(yōu)異的熱鍍 AI-Zn 合金鍍層，商品名為“ GaIvaIume ”。它的成分為：55 %AI, 43.4 %Zn,