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理论与实践
钢铁产品热浸锌镍合金镀层的防护性能分析
林秋韵(广东安恒铁塔钢构有服公司528000
摘要:热浸铲镍合金镀层技术是解决活性钢热镀锌问题的有效方法。本文分析了在常规的热镀锌过程中加入
后对镀层形成的作用,并对锌镍合金镀层工艺流程及防护性能的收善情况进行了分析,分析结果表明,热浸铲镍合
金镀层和常规热锌镀层相比,具有更优越的抗腐蚀性和良好的粘附性,同时热浸锌镍合金镀层技术的应用也使钢铁产
品的表面硬度、耐磨性和光泽度显著提高。
关鍵字:钢铁产品;热浸锌;锌镍合金;防护性能
0引言
2热浸锌镍合金镀层工艺概述
热浸镀锌镀层一直被作为钢铁产品表面防护工艺而广泛应
用,而随着传统的铸锭开坯技术被连铸钢坯技术逐步取代,使热
热浸锌镍合金镀层技术的工艺流程和常规的热锌镀层技术
镀锌防护技术遇到了一些瓶须问题。和铸綻开坯技术相比,连铸相同,分为碱洗除汕、水洗、酸洗除锈、浸溶剂助镀、烘干、热浸
钢坯技术在烁钢过程中要对钢进行充分的脱氧,在实际生产中镀、水冷等儿个环节
考虑到成本问题会采用成本较低的硅作为脱氧剂,这样就使的
2.2锌浴加镍
钢件的含硅量升高(一般能达到0.10%-0.30%),使其生成镇静
由」镍(1455℃)比锌(419.3℃)的熔点高的多,困此在450℃
钢或半镇静钢。在对这些钢什实施常规热浸镀时,在圣德林效左右的锌浴中自接加人镍很难溶解。为了改善铼在锌浴中的渀
应的作用ド会在镀件表面形成超厚、粘附性关且表前灰暗的镀解速度,一般会加人采取加入锌镍中间合金的方法来达到加镍
层,使产品的质量下降。为了解决这一问题一般采取的办法是在的目的,比较适宜的锌镍中间合金是含i为2%和合金,其熔点
锌浴中加入某种合金元素来抑制Fe-Zn反应而使镀层达到要在600℃左右,因而能够使镍获得较好的溶解速率。
求,这种方法中最为常用的就是锌镍合金镀层技术,即在锌浴中
2.3镀锌温度
加入约为0.1%的Vi,使镀层形成过程中的Fe-Zn反应得到有效
由镶合金相图可知,当镍含量为0.25%时,锌镍二元合盘
抑制,并阻滞铁锌合金层的过度生长,从而得到连续且紧密的层会发生共晶,共晶点温度为418.5℃,所以,含镍量小于0.2.5%的
状组织利适当的锌层厚度,并使产品的各种防护性能得到改善,锌谋合金都属j亚共晶成分,其熔点会略低纯锌熔点。生产实
正是由」这些防护性能提升方面的优势使得锌镍合金镀层技术践表明,当锌浴中加入0.05~0.10%的Vi后,会使锌浴的流动性明
在钢铁产品镀层生产领域得到了迅速的推广和成用。
显改善,这时从锌浴中提取出的鍍件表面粘附的锌液能够很快
1镍在热镀锌层形成中的作用
的流下而滴返入锌浴中,此,锌镍合金镀浴温度以仍然保持在
1.1常规热镀锌层的形成过程
450℃为佳
常规热镀锌镀层的形成过程如下:钢铁产品外层的铁溶解
2.4镀锌时间和镀层厚度
于熔融态的锌中,Fe、zn相互扩散,形成7e-Zn金属间化台物、然
在批量镀层作业中,镀件浸入锌浴斤,应该确保镀剂中的锌
后再在Fe-Zn合金层的表面形成自由锌层。这样就在钢件表面全部反应完毕,并待工件热透后再扒除锌浴表面的浮灰之后,オ
以钢基为基准,依次形成T相(Fe:Z2o),61相(クo),相(FZmn)能慢慢地提升工件。锌潜温度为450℃时,实际浸时间一般不
以及凝固的表面自由锌层7相。这叫个相层呈连续日致密排列。少」3~5。
对于含硅量较低的非活性钢血言,以上.的热镀锌过程中,合金镀
当采用常规镀锌浴吋,镀层厚度随着钢件中Si含量的变化
层以抛弧线规律增长,?而可以获得良好的防护性能,但是对于而急刷变化;而采用锌镍镀浴后,镀层的厚度变化明显的变得平
含佳较髙的活性钢而言,常规的热镀锌过程中Fe-Zn反应不会缓了,在实际生产过程中,由于钢件材质多变的情况,在常规镀
随着浸锌吋间延长而械缓,反而镀层中的相会持续的处」较快铲时想要控制器镀层厚度难度很大,何采用锌镍合金镀浴后,镀
的生长状态,并且从镀件离廾锌浴釗淬火冷却阶段,都会处于层厚度将容易控制。
快速生长状态,而且合金层为直线规律生长,那么当相持续生
3热浸锌镍合金镀层的防护性能分析
长而致使其大部分生长到镀层表面时,就会使自由锌层出现不
3.1抗腐蚀性能
迕续现象,因而形成超厚、灰暗和粘附性差的镀层
抗腐蚀性是热镀锌镀层防护性能的一个关键指标。表1列
1.2镍的抑制作用
出了钢铁产品热浸锌镍镀合金镀层在不同的户外环境下暴漏2
含硅的活性钢构件热镀过程中加人适量的镍,对相的生4年后的腐蚀试验结果。
长可以起到一定的抑制作用,从而使镀层的紧密性和粘附性都
由」钢铁声品的热镀锌镀层的防腐年限一般会达到数十年
相应提高。同时还能够对镀层的生长速度加以阻缓,从而使离开之久,周此表1的数据只是其接受腐蚀初期的速率情况。由表1
锌浴后的镀件表面保持光亮的自由锌镀层。
的数据分析可知,在镀层腐蚀试验的初期,锌镍合金镀层和常规