什么是镀锌:工艺原理和方法

镀锌金属

为产品选择金属饰面是项目的重大决策之一。镀锌金属因其更高的强度、耐用性和可成形性,成为受欢迎的多功能金属表面处理之一。

镀锌的定义

镀锌,顾名思义是在金属、合金等他材料表面镀上锌层。它是一种表面处理技术,具有美观和防锈的作用。由于锌作为一种牺牲性涂层,可以保护下面的基材。

因此,镀锌通常用于延长金属部件的使用寿命。这种金属镀层用途广泛,可用于汽车、太阳能、电子和建筑等不同行业的零部件。

不同类型的金属

哪些类型的金属可以镀锌?

最常见的适合镀锌的金属是钢和铁。不过,其他类型的金属也可以镀锌。一般来说,铸钢、铸铁、可锻铸铁、热轧钢和冷轧钢等黑色金属都可以进行镀锌处理。

另一方面,也有其他材料无法形成镀锌层。由于铁元素在镀锌反应中很重要,因此铜或铝等金属很难形成镀锌层。此外,虽然铬钼钢等材料可能会形成镀层,但会有许多裸露区域,镀锌层不完整。

镀锌工艺: 镀锌层如何保护基体金属?

镀锌是在钢和铁等金属表面添加一层锌。镀锌有多种方法。因此,根据所选技术的不同,工艺也有所不同。不过,它们都有一个共同的原理,即在钢或铁的周围涂上锌,锌可以是液态的,也可以是粉末状的。

镀锌过程

当在部件上引入锌后,金属基材中的铁会与锌发生反应,形成紧密结合的合金涂层。这是一种相对简单的涂层,会形成相当厚的涂层。整个过程可分为三个阶段:

  • 金属表面的准备
  • 镀锌过程
  • 镀锌后的表面处理

一般来说,镀锌基于以下原则保护金属:

  • 锌层可以保护基体金属免受酸、苛性碱、气体等腐蚀性物质的侵蚀。
  • 锌是一种牺牲金属。在划伤涂层时,锌很容易牺牲其阳极,从而保护基体金属不生锈。
  • 锌的腐蚀速度比基体金属快,是保护金属的绝佳方法。

不过,前期的准备工作和后处理方法将决定镀锌工艺的效果。准备工作不充分会影响基体金属与钢水之间的反应。此外,不充分的后处理也会影响镀锌层的最终外观。从而影响产品的整体效果。

不同的镀锌方法

镀锌有多种方法,每种方法都有其特点和优势。下面我们就来了解一下。

热浸镀锌

顾名思义,这种方法是将基体金属浸入熔融的锌池中。在实际镀锌之前,机械师必须对基体金属进行化学或机械清洗。清洗是一个准备过程,以确保金属和锌涂层之间的结合质量。清洗后,对金属进行助焊剂处理,以去除任何残留的氧化物。

然后在加热的锌池中进行浸渍,温度通常保持在 460°C 左右。当锌和金属基底之间开始形成冶金结合后,将金属基材从熔池中捞出后,它会与氧气发生反应,形成氧化锌。氧化锌还会与二氧化碳反应生成碳酸锌,这就是最终的保护层。

热浸镀锌是一种快速、经济的方法,可以在简单和复杂的金属板部件上进行。不过,如果操作不当,您可能会发现金属表面的涂层有些不一致。

预镀锌

预镀锌工艺与热浸镀锌类似。不过,它是在生产的第一阶段(钢厂)进行的。该工艺是将金属板通过机械或化学清洗剂进行轧制,为镀锌做好准备。清洗后,机械师将基本金属通过熔融锌池,然后立即重新卷起。

这种工艺可确保大卷钢板快速镀锌,形成更均匀的镀层。然而,在开始制造预镀锌金属时,可能会出现一些未涂层和裸露的区域。例如,将较长的钢板卷切割成小块时,切割边缘因没有镀锌层而裸露出来。

电镀锌

与上面讨论的两种工艺不同,电镀锌不需要使用熔融锌浴。相反,电镀是先将电流引入电解质溶液,然后再将其施加到基材上,电流的作用是将锌离子转移到金属基材上。

这种金属镀锌方法是将带正电荷的锌离子还原成金属锌,然后将金属锌沉积在带正电的金属(钢或铁)上。制造商还会添加晶粒细化剂,以确保金属上的锌层光滑。与预镀锌一样,电镀锌也是在产品开发流程的最初阶段应用于长卷金属板上。

这种工艺可在金属上形成精确、均匀的涂层厚度。而且,这种方法的镀层通常比热浸镀锌的镀层薄。

退火镀锌

镀锌退火是热浸镀锌和退火工艺的结合,这种工艺的目的是为镀锌钢材镀上一层特殊的涂层。退火和热浸工艺在瞬间进行,以产生哑光灰色表面。

热浸工艺通常在镀层金属通过气刀之前进行,气刀有助于去除金属上多余的锌。然后在退火炉中以 500 至 565 °C 的温度对金属进行短暂加热,锌层和铁层相互扩散,在表面形成锌铁合金。

通过这种方法生产的镀锌钢板可以很好地承受焊接,其表面也能确保极佳的油漆附着力。

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