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      1. 新聞

        鋅液中各元素對熱鍍鋅的影響(上)

        發布日期:2020-09-22  瀏覽次數:1265   

        在加鋁熱鍍鋅中,鋅液中所含的鋁是對熱鍍鋅影響最強烈的一個元素。除了鋁之外,還有其它的元素,通常以微量雜質存在于原料鋅錠,對鐵-鋅合金層的形成和成長以及對鍍層的厚度和塑性的作用都極其微小。



        有時,為了達到某種目的,專門向鋅液中加入一定量的這類金屬。它們能以不同的形式對熱鍍鋅發生影響:可提高或降低鋅液的熔點;可增加或減少鋅液的表面張力和粘度;可擴大或縮小表面的結晶鋅花;可使元素本身進入鍍鋅層的各相層中,并改變結晶相的組成、厚度和形成速度等。

        今天就來講解其中的一部分。

        1、 鉛的影響

        自然界中存在的總是鉛、鋅共生的礦床,在冶煉鋅時,雖然經過多次精餾,但各級成品鋅中仍然含有一定量的鉛。值得注意的是,在熱鍍鋅時總是特意向鋅液中添加一些鉛。在450℃的鋅液中,鉛的溶解極限為1.5%,如果超過此飽和濃度進一步加鉛,則會導致鋅鍋底部出現鉛層。

        鉛的存在也可降低鋅液的粘度和表面張力,由此便能增大鋅液對鐵表面的浸潤能力。在熱鍍鋅時,向鋅液中加鉛,可使鍍層表面獲得美麗的大鋅花,同時可改善鋅液對鋼板的浸潤條件,從而縮短帶鋼的浸潤時間

        2、 鐵的影響

        當鋅液溫度為450℃時,鐵在鋅液中的最大溶解度(即飽和濃度)為0.03%,若鐵量繼續增加,則鐵便與鋅結合生成鐵-鋅合金,沉入鍋底,即所謂底渣。此外,鐵還易和鋁結合生成底渣,減少有效鋁含量,因此可使鍍層粘附性變壞。另外,鐵的存在可增加鋅液的粘度和表面張力,從而惡化鋅液對鋼板的潤濕條件,使鍍鋅時間延長。

        3、 銻的影響

        鋅液中加入銻可獲得美麗的鋅花。

        4、 其他元素的影響

        除了以上元素外,還有一些其它雜質元素,它們中的多數是由于與鋅礦石共生,在冶煉鋅時沒有除干凈而留下的(如鎘、錫、銻),有的是生產過程中不可避免帶入的(如鐵)。

        鋅液中的雜質元素含量對鍍鋅會造成一些影響,其主要是下列幾個方面:

        4.1 影響鍍層的性質和結構。如增加或減少鐵在鋅液中的溶解速度(如鎘、銻),使鐵鋅合金層變厚或減薄,增加或降低鋅液的流動性使純鋅層減薄或加厚(如鐵),增加鋅的脆性,使鍍層變脆(如砷);

        4.2 改變鋅層的抗蝕性,使鋅層抗蝕性提高或降低;

        4.3 改善鍍層外觀,使鋅花的形狀、大小、顏色發生變化;

        5、鋼基板中各元素對熱鍍鋅的影響

        1、 碳的影響

        鋼中含碳量愈高,鐵-鋅反應就愈強烈,鐵的損失就越大,鋼基參加反應愈強烈,即鐵-鋅合金層變得愈厚使鍍鋅層粘附性變壞。因此,適合熱鍍鋅用的原板含碳量應在0.15%以下的低碳鋼板。

        2、 硅的影響

        鋼基中硅含量較高會給熱鍍鋅帶來困難。一般認為,含硅量較高的鎮靜鋼是不能用來熱鍍鋅的,故長期以來多半是采用含硅量小于0.07%的沸騰鋼作為熱鍍鋅原板。

        經驗證明,鋼基中的硅含量高會引起鍍鋅層中鐵-鋅合金層ξ相劇烈增厚,形成灰色鍍層,而使鍍鋅層粘附性變壞。

        鋼基板中含較高的硅對熱鍍鋅所產生的不利影響已被公認,然而,其作用原理是相當復雜的,但一般認為,鋼板中硅對熱鍍鋅的影響主要取決于二氧化硅,而不是取決于游離態的硅。

        原因主要是硅的原子體積較小并且硅對氧具有較大的親和力,在退火爐中很難被氫氣還原,鋼板在加熱或在罩式爐中進行再結晶退火時,可引起硅的表面富集并發生下列化學反應:

        Si + O2 = SiO2

        Si +2FeO = SiO2 + 2Fe

        這樣不僅在鋼板表面,而且在內部也會形成一層SiO2氧化膜,鍍鋅后即得到灰色鍍層。

        觀察金相組織發現,在灰色鍍層中脆性的ξ相特別發達,從而導致鐵-鋅合金層的劇烈增長,造成了鍍層粘附性下降。由此可見,鋼板中SiO2是影響熱鍍鋅的主要因素。

        3、 鈦的影響

        鈦是生產低合金高強度熱鍍鋅板的主要添加元素,對鍍鋅過程并沒有太大的影響,但對鋼板的機械性能有一定的影響。由于鈦與碳和氮具有較大的親和力,它在鋼中可以成為TiC和TiN的狀態存在,因為碳和氮是引起鋼材時效的主要元素,所以鋼中含有鈦就固定了氮和碳,對鋼材的防老化具有重要的作用。

        4、 錳、磷、硫

        在低碳鋼中一般含錳、磷、硫較少。實踐證明,鋼中錳和硫的含量對鍍鋅層結構的影響很小。而鋼中的磷對熱鍍鋅卻有顯著的壞影響。當含磷量在0.15%左右時,因η相變薄而ξ相和δ1相的成長很快。在η相變薄甚至完全沒有η相的地方,鍍層便會出現無光澤的斑點,并且使鍍層的粘附

        5、熱鍍鋅

        要控制好鋅液溫度、浸鍍時間及工件從鋅液中引出的速度。引出速度一般為1.5米/min。溫度過低,鋅液流動性差,鍍層厚且不均勻,易產生流掛,外觀質量差;溫度高,鋅液流動性好,鋅液易脫離工件,減少流掛及皺皮現象發生,附著力強,鍍層薄,外觀好,生產效率高;但溫度過高,工件及鋅鍋鐵損嚴重,產生大量鋅渣,影響浸鋅層質量并且容易造成色差使表面顏色難看,鋅耗高。

        鋅層厚度取決于鋅液溫度,浸鋅時間,鋼材材質和鋅液成份。

        一般廠家為了防止工件高溫變形及減少由于鐵損造成鋅渣,都采用450~470℃,0.5~1.5min。有些工廠對大工件及鑄鐵件采用較高溫度,但要避開鐵損高峰的溫度范圍。但我們建議在鋅液中添加有除鐵功能和降低共晶溫度的合金并且把鍍鋅溫度降低至435-445℃。

        6、整理

        鍍后對工件整理主要是去除表面余鋅及鋅瘤,用采用熱鍍鋅專用震動器來完成。



        7、鈍化

        目的是提高工件表面抗大氣腐蝕性能,減少或延長白銹出現時間,保持鍍層具有良好的外觀。都用鉻酸鹽鈍化,如Na2Cr2O7 80~100g/L,硫酸3~4ml/L,但這種鈍化液嚴重影響環境,最好采用無鉻鈍化。

        8、冷卻

          一般用水冷,但溫度不可過低也不可過高,一般不低于30℃不高于70℃

        9、檢驗

        鍍層外觀光亮、細致、無流掛、皺皮現象。厚度檢驗可采用涂層測厚儀,方法比較簡便。也可通過鋅附著量進行換算得到鍍層厚度。結合強度可采用彎曲壓力機,將樣件作90~180°彎曲,應無裂紋及鍍層脫落。也可用重錘敲擊檢驗,并且分批的做鹽霧試驗和硫酸銅浸蝕試驗。

        (文章來源:百度文庫)
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