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鍍鋅的概述原理及方式
一、鍍鋅概述
鋅易溶于酸，也能溶于堿，故稱它為兩性金屬。鋅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比鋼鐵負(fù)。若基體是鋼鐵，鍍層破損或遭腐蝕生成Fe-Zn原電池時(shí)，鋅鍍層屬于陽極性鍍層，鋅犧牲溶解，保護(hù)了鋼鐵。因此鋼鐵上的鍍鋅層不是單純的機(jī)械保護(hù)作用，而是通過電化學(xué)作用保護(hù)基體免遭腐蝕，即使鋅層不完整也會起到這個(gè)作用。更何況鋅層的耐蝕性很大程度上決定于鍍層上鈍化膜的耐蝕性，鈍化了的鋅鍍層其耐蝕性一般大約可提高8～20倍。
由于鍍鋅光亮劑的進(jìn)步和不同顏色高耐蝕鈍化工藝的開發(fā)應(yīng)用，鋅鍍層的外觀得到了顯著的改善，同時(shí)具有防護(hù)性和裝飾性。昔日傳統(tǒng)認(rèn)為鍍鋅僅是鋼鐵基體的一種防護(hù)鍍層，今日更應(yīng)是鋼鐵的防護(hù)裝飾性鍍層。
由于我國鋅資源比較豐富，鍍鋅又是一種價(jià)廉、能防銹，又能裝飾的高性價(jià)比鍍種，因而在汽車、機(jī)械、電子、船舶、儀表、輕工等工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用。如機(jī)械零件、低壓電器、高壓開關(guān)、緊固連接件、鋼鐵結(jié)構(gòu)件、建筑五金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、輕工產(chǎn)品等都離不開鍍鋅鈍化制品。
二、鍍鋅的原理
1、鍍鋅的化學(xué)原理
在盛有鍍鋅液的鍍槽中，經(jīng)過清理和特殊預(yù)處理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬制成陽極，兩極分別與直流電源的正極和負(fù)極聯(lián)接。鍍鋅液由含有鍍覆金屬的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后，鍍鋅液中的金屬離子，在電位差的作用下移動(dòng)到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進(jìn)入鍍鋅液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。鍍鋅時(shí)，陽極材料的質(zhì)量、鍍鋅液的成分、溫度、電流密度、通電時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會影響鍍層的質(zhì)量，需要適時(shí)進(jìn)行控制。
2、鍍鋅的工藝原理
在裝有鍍件、玻璃球、鋅粉、水和促進(jìn)劑的旋轉(zhuǎn)滾桶內(nèi)，作為沖擊介質(zhì)的玻璃球隨著滾桶轉(zhuǎn)動(dòng)，與鍍件表面發(fā)生摩擦和錘擊產(chǎn)生機(jī)械物理能量，在化學(xué)促進(jìn)劑的作用下，將鍍涂的鋅粉“冷焊”到鍍件表面上，形成光滑、均勻和細(xì)致的具有一定厚度的鍍層。
三、鍍鋅的方式
1、熱鍍鋅
熱鍍鋅也叫熱浸鍍鋅和熱浸鋅，是一種有效的金屬防腐方式，主要用于各行業(yè)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)施上。是將除銹后的鋼件浸入500℃左右融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，從而起到防腐的目的。
2、冷鍍鋅
冷鍍鋅也叫電鍍鋅，是利用電解設(shè)備將管件經(jīng)過除油、酸洗、后放入成分為鋅鹽的溶液中，并連接電解設(shè)備的負(fù)極，在管件的對面放置鋅版，連接在電解設(shè)備的正極接通電源，利用電流從正極向負(fù)極的定向移動(dòng)就會在管件上沉積一層鋅，冷鍍管件是先加工后鍍鋅。
四、鍍鋅工藝的種類及其優(yōu)缺點(diǎn)
1、鍍鋅工藝的種類
按鍍鋅溶液的不同可將鍍鋅工藝分為三類：
(1)氰化鍍鋅：分高氰鍍鋅、中氰鍍鋅、低氰鍍鋅;
(2)酸性鍍鋅：硫酸鹽鍍鋅、弱酸性氯化鉀鍍鋅、氨三乙酸-氯化銨鍍鋅;
(3)堿性無氰鋅酸鹽鍍鋅。
2、各種鍍鋅工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
(1)氰化鍍鋅
優(yōu)點(diǎn)：鍍層結(jié)晶細(xì)致，鍍液的分散能力和覆蓋能力較好，對鋼鐵設(shè)備無腐蝕作用。
缺點(diǎn)：鍍液含有劇毒氰化物，排放的廢水和廢氣對環(huán)境有危害。
(2)硫酸鹽鍍鋅
優(yōu)點(diǎn)：成本低，鍍液穩(wěn)定，電流效率高，允許的陰極電流密度上限值很高，沉積速度快。
缺點(diǎn)：均鍍能力和深鍍能力較差，鍍層結(jié)晶較粗，只適用于鍍外形簡單的零件。鍍液對鋼鐵設(shè)備有腐蝕作用。
(3)弱酸性氯化鉀鍍鋅
優(yōu)點(diǎn)：無氰，鍍液成分簡單、穩(wěn)定，投產(chǎn)成本不高，電流效率高，節(jié)約電能，沉積速度快，生產(chǎn)效率高，適用于鑄鐵零件、高碳鋼零件鍍鋅。鍍層光亮、細(xì)致，整平性好。
缺點(diǎn)：鍍液對鋼鐵設(shè)備有腐蝕作用。如果后處理不好，彩色鈍化膜的抗鹽霧性能比堿性鍍鋅差。
(4)氨三乙酸-氯化銨鍍鋅
優(yōu)點(diǎn)：由于氨三乙酸對鋅的絡(luò)合能力較強(qiáng)，顯著增加了鋅沉積時(shí)的陰極極化作用，鍍液的分散能力和覆蓋能力較好，鍍層比較光亮。
缺點(diǎn)：鍍液對鋼鐵設(shè)備有腐蝕嚴(yán)重。
(5)堿性鋅酸鹽鍍鋅
優(yōu)點(diǎn)：無氰，對鋼鐵設(shè)備無腐蝕，鈍化膜在濕熱的大氣中不容易變色發(fā)黑。
缺點(diǎn)：在鍍層的結(jié)合力和脆性方面于氰化鍍鋅相比有一定的差距。
五、鍍鋅的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
鍍鋅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用美國ASTM B695-2000及軍用C-81562機(jī)械鍍鋅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
