热镀锌资料

1徐州大黄山热镀锌厂生产部制2目录contents•1、热镀锌概述1.1热浸镀锌定义1.2热浸镀锌优点1.3热浸镀锌产品类别1.4热浸镀锌相关要求•2、镀锌工艺流程•3、热镀锌产品质量缺陷3第一章热镀锌概述HotDipGalvanizing•热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的，自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百七十多年的历史了。然而，热镀锌工业是近六十年来伴随冷轧带钢的飞速发展而得到了大规模发展。随着工业的发现，热镀锌产品已经运用到很多领域，被广泛运用于电力铁塔、通信铁塔、铁路、公路防护、路灯杆、船用构件、建筑钢结构构件、变电站附属设施、轻工业等。•【热镀锌定义】热镀锌也称热浸镀锌，是将经过前处理的钢或铸铁件浸入熔融的锌浴中，在其表面形成锌和（或）铁-锌合金镀层的工艺过程或方法。4热镀锌的优点在于防腐年限长久，适应环境广泛，是倍受欢迎的防腐处理方法。其优点具体表现如下：1.镀层完整、均匀：整个钢材表面均受到保护，无论在凹陷处管件内部，或任何其它涂层很难进入的角落，溶化锌容易均匀的覆盖上。2.镀层坚硬：镀锌层的硬度值比钢材还大。最上层的Etalayer只有70DPN硬度，故易受碰撞而凹入，但下层Zetalayer及deltalayer分别有179及211DPN硬度值比铁材的159DPN硬度值还高，故其抗冲击及抗磨耗性均相当良好。【热浸镀锌的优点】5铁基（Basesteel）为原来铁基，一般硬度约为159DPNhardness。ζ层（Zetalayer）最靠近铁基一层致密合金层，构造复杂，富有韧性及延展性，以FeZn7化成存在，铁含量约7—11﹪，硬度值约179DPN。。δ1层（Deltalayer）为一显著单斜系柱状组织，以FeZn13化成存在，铁含量约6﹪，硬度值约211DPN。η层（Etalayer）最上部纯锌层，为一稠密六方晶系，质软、富于延展性，变形加工不易破裂。锌纯度约98.5﹪以上，硬度值约70DPN。注：DPN：DiamondPyramidHardnessNumber金刚石棱锥硬度值,威氏硬度值。6•3.独特的边角保护。在边角区，锌层往往比其它地方还厚，且有良好的韧性及抗磨耗性。而其它涂层在此边角处，往往是最薄、最不易施工且最易受伤害处，故常须再维护。••4.双重保护：屏障及牺牲阳极保护阴极。即使因受很大的机械伤害或其它原因，造成一小部份的锌层脱落，将铁基裸露。此时，周围锌层就会发挥牺牲阳极的功能，来保护此处钢铁，使其不受侵蚀。而其它涂层则刚好相反，铁锈会马上生成，且迅速漫延至涂层下面，引起涂层剥落。75.锌层在大气中的消耗非常缓慢，锌层也会发生腐蚀，但腐蚀速率约为钢铁腐蚀速率的1/17至1/18，且是可预估的，其寿命远超过其它任何涂层。6.热镀锌的防腐年限久远热镀锌产品在不同的环境中防腐年限不一样：重工业区13年，海洋50年，郊外104年，城市30年。镀层寿命在某一特定的环境下，主要视镀层厚度而定。而镀层厚度又受钢铁厚度决定，即越厚的钢铁易得较厚的镀层，故同一个钢构中厚的钢铁部位一定也得到较厚的镀层，以保证得到更长的寿命。8热浸锌产品不同环境下的腐蚀速度暴露环境腐蚀速率（g/㎡/年）平均（g/㎡/年）平均耐用年数（注）重工业地区28-403416都市地区12-181536海岸地区11-141342田园地区5-12960山间地区3-8690干燥地区2-54135注：以附着量600g/㎡来估计。9【热浸镀锌产品类别】•1、行业类别：电力、通信、铁路公路设施、道路灯杆、船用构件、建筑钢结构构件、变电站附属设施、轻工业、加热、制冷等行业。可以说，凡是广泛使用钢材的地方，就有热镀锌的市场！2、产品类别：电力行业：角钢塔、钢管塔及其连接件；通信行业：通信塔包括塔体、平台、避雷针、爬梯、天线支撑等。铁路：H型钢柱、格构式钢支柱、硬横跨管梁、接触网钢管柱等；公路：护栏、立柱；标志杆、灯杆等；建筑：钢结构、拉杆等；轻工业：电缆桥架类；制冷、散热设备：蒸发冷、散热器等；型材类：角钢、槽钢、方管、圆管、工字钢、H型钢、钢板等。船舶管件等；10电力、公路产品展示钢管塔角钢塔道路标志杆角钢塔底角11铁路产品展示硬横梁H型钢柱钢管柱格构式钢支柱12制冷、散热设备产品展示蒸发冷散热器13其它产品展示建筑钢结构电缆桥架圆管件铁艺门、窗14【热浸镀锌的相关要求】1、热浸锌对钢材的要求：GB/T13912-2002第4部分（一般要求）对需要热浸镀锌服务的需方提出了应提供钢材的资料，包括钢材的化学成分及性能等。不同型号的钢材，热浸锌时不仅影响外观质量，而且对生产成本影响很大。低碳、低硅钢材热浸锌时，比较容易获得良好的外观质量及较少的用锌量。152、热浸锌对钢制品的要求：•2.1钢结构、密封、半密封结构件应设置必要的工艺孔；工艺孔主要指进（流）锌孔、出气孔。密封件若无工艺孔，高温镀锌将有爆炸的危险。•2.2对于结构复杂的钢制件，客户应提供了解产品的相关资料,如制件的图纸或结构示意图，产品结构的必要交流。•2.3产品热镀锌前处理、浸锌后处理有无特殊要求：比如对热镀锌工艺的要求，具体到前处理、热浸锌、后处理方面包括：酸洗有无特殊要求，镀锌操作是采取挂镀还是吹镀，镀锌后是否需要再喷塑、喷漆等处理等；•2.4结构、焊接件应确保焊接质量，以防止镀锌后因焊接质量问题影响镀锌产品的整体质量。包括焊接区域的焊剂、焊渣的清理等。16热镀锌产品质量主要包括如下四个部分:外观、锌层厚度、锌层附着力、镀层均匀性.其中镀层均匀性非GB/T13912-2002的规定标准，而是GB/T2694-2003标准要求。热浸镀锌相关标准：国家标准：GB/T13912-2002（等同于ISO1461-1999）；电力行业标准：GB/T2694-2003、DL/T646一2006；铁道行业标准：TB/T2921.4-2008等；高速公路标准：GB/T18226-2000部分国外标准：美国ASTMA123标准；英国标准：BS729;3、热镀锌产品的质量要求：17•3.1外观：GB/T13912-2002对镀锌层外观要求相对较模糊：18•外观镀件主要表面、内构面、连接部位等光滑整洁，色泽一致。不允许有磕碰、锌刺、锌瘤、积锌、锌灰、挂具痕迹、流痕、叠痕等异物及异形突起等外观缺陷存在；构件焊接部位、角棱、死角、结构内部等部位应无锌灰、积锌、返锈水现象等。如有，必需修复，否则不合格。镀件表面不能有打磨痕迹。连接部位：丝孔及连接面应无积锌、无锌瘤、锌刺等。镀件不允许变形。193.2锌层厚度：锌层厚度直接决定了热镀锌产品的防腐蚀年限，国标或行业标准对不同产品的厚度分别做了具体规定：未经离心处理的热浸镀镀件镀锌层厚度最小值（GB/T13912-2002）制件及厚度／mm镀层局部厚度最小值／μm镀层平均厚度／μm钢厚度≥670853≤钢厚度655701.5≤钢厚度34555钢厚度1.53545铸铁厚度≥67080铸铁厚度66070注：本表为一般的要求，具体产品标准可包含不同的厚度等级及分类在内的各种要求，在和本标准不冲突的情况下，可以增加更厚的镀锌要求和其他要求。20镀件厚度mm最小平均镀层厚度(μm)最小平均附着量（g/m2）T≥586610T565460电力角钢塔、钢管塔锌层标准：GB/T2694-2003注：部分客户会提出锌层覆盖量或者附着量的要求：覆盖量（g/m2）与锌层厚度（μm）之间存在如下关系：锌层厚度（μm）=覆盖量（g/m2）÷7.2其中：7.2——锌层的密度：g/cm3【例如】客户提出要求锌层覆盖量达到650g/m2，我们的锌层厚度应该是：650÷7.2=90μm213.3锌层附着力：附着力主要是衡量镀件的锌层与基体金属结合牢固程度，镀锌层经锤击试验锌层不剥离、不凸起。关于附着力GB/T13912-2002作如下规定：附着力试验方法：落锤试验（参见GB/T2694-2003）22•镀锌层均匀性：镀锌层应均匀，以防止局部过早腐蚀，影响钢制件的整体使用寿命。•测试方法：硫酸铜浸蚀试验，耐浸蚀次数不少于4次。硫酸铜浸蚀试验属于破坏性试验，客户如有要求应协商约定。•资料来源：GB/T2694-20033.4镀层均匀性：23第二章热镀锌工艺流程processflows•【镀锌工艺流程图】•注：▲表示热浸镀锌关键工序；★表示热浸镀锌的特殊过程。24•待镀件确认为确保镀锌质量，必须对来料（以下统称待镀件）进行全面确认。主要确认项目如下：1、待镀件表面情况：待镀件的表面锈蚀、粘附物及平整度。⑴表面锈蚀非常严重的，确认除锈后是否造成镀件基体损坏；镀锌前处理目的：为锌浴提供清洁工件，以便钢基体表面和熔融锌充分反应。镀前处理：待镀件确认、脱脂、水洗、酸洗、水洗、助镀25•⑵粘附物：包括标签、胶水、油漆、油脂等异物附着在镀件表面，使被覆盖的镀件表面不能有效实施酸洗、浸助剂等工艺，造成镀锌漏镀，且在锌锅中产生锌灰，增加成本，所以发现后需及时清除。如发现油漆等不能有效清除的情况，及时与客户沟通，商议解决方案。26•2、待镀件结构情况。包括工艺孔、焊接、变形等方面。27•3、对于蒸发冷、散热器等中空异形件，加工处理前需先进行试压，以防止因焊接质量等原因造成酸液、锌液等浸入其内部。28•脱脂(Degreasing)目的：除去轻微的可溶性油、润滑脂和其他表面污物。工艺：碱性脱脂剂或者含表面活性剂的酸性溶液。性能：可除去多数普通污染物、污渍、轻度锈迹、不稠的润滑脂、油、深冲压和轧制工艺润滑剂、水溶性油漆污迹。较难去除的污染物：原有镀锌层、有机油漆、清漆、非水溶性油漆、切削油、粘合剂、胶粘标签、热处理表面涂层、表面焊渣、助焊剂和焊接颗粒。生产实际中少量的油漆、油脂、胶等处理方法：用无水乙醇、丙酮等擦洗去除。29水洗（Washing）•目的：洗净工件表面残留的油脂、脱脂剂，以防止碱性的脱脂剂消耗酸液。•方式：浸泡式水洗30酸洗（acidpickling）•目的：除去待镀件表面铁的氧化物（铁锈），以防止因铁的氧化物存在，阻止钢基体与锌的反应，造成漏镀缺陷。为待镀件获得完好的镀锌层做准备。•影响酸洗的因素：1、待镀件的成分、结构及锈蚀程度：2、酸洗液种类及浓度：31•3、酸液中铁盐的含量：铁盐会影响酸洗速度，特别是酸度下降后，铁盐含量增多，影响特别明显。•4、酸洗液的温度：温度低，酸洗速度慢；温度越高，酸洗速度越快，但酸的挥发也会增多。适宜温度：室温（20℃—25℃）。5、酸洗操作方式：包括根据待镀件的情况选择酸槽，酸洗用具的选择，酸洗时间的控制，酸洗过程中的操作等。32水洗（Washing）•目的：经酸洗后，待镀件表面附有大量的铁盐、酸液及其它残余污物，为更好的助镀及镀锌，需进行水洗。•铁盐：将引起助剂含铁量增多，镀锌时被带入锌液，导致锌渣增多，破坏锌液，进而影响镀锌产品外观质量。•酸液：被带入助剂后，将导致助剂酸度降低。•处理：因生产的连续性进行，水洗水的酸度、铁盐含量将不断增加，为避免影响助镀环节，需对水洗水进行处理。通过加碱中和沉淀法，分别将水进行降酸、除铁处理。•降酸：H++OH-=H2O;•除铁：12FeCl2+3O2+6H2O=8FeCl3+4Fe(OH)3↓。•处理水的再利用：因处理后的水PH值在7—8范围，可以在一定程度上中和水洗水的酸度，且亚铁离子被氧化沉淀除去，因此90%的水被循环利用。33助镀（Fluxing）•目的：在工件表面形成一层盐膜，防止镀前再次生锈，同时增加铁锌反应活性。•助镀工艺：氯化铵、氯化锌的混合水溶液。•作用机理：(1)清洁钢铁表面及液锌,去除钢件表面铁盐、氧化物及其它脏物。ZnCl2·2NH4Cl→ZnCl2(NH3)+NH3↑+2HCl↑(2）降低钢件表面张力，使钢件表面具有活性作用及润湿能力。FeO+NH3+2HCl→FeCl2(NH3)+H20↑ZnO+NH3+2HCl→ZnCl2(NH3)+H20↑•工艺条件：助镀液组成ZnCl2NH4Cl总含量（g/l）工作范围可能50-70%30-50%400-600最佳40-60%40-60%50