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鋅液中各元素對熱鍍鋅的影響(上)

發布日期:2020-09-22  瀏覽(lǎn)次數:9542   

在加鋁熱鍍鋅中,鋅液中(zhōng)所含的鋁是對熱(rè)鍍(dù)鋅影響最強烈的一個元素。除了鋁之外,還有其(qí)它的元素,通常以微量雜質存在於原料鋅錠,對(duì)鐵-鋅合金(jīn)層(céng)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(le)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(tí)高或降低鋅液的(de)熔點;可增加或減少鋅液的表麵(miàn)張力(lì)和粘(zhān)度;可擴大或縮小表麵的結(jié)晶鋅花;可使元(yuán)素本身進入鍍(dù)鋅層的各相層中,並改變結(jié)晶(jīng)相的組成、厚度和形成速度(dù)等。

今(jīn)天就來講解其(qí)中的(de)一部分。

1、 鉛的影響

自然界中存(cún)在的總是鉛、鋅共生的礦(kuàng)床,在冶煉鋅時,雖然經過多次精餾,但各級(jí)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(de)鋅液中(zhōng),鉛的溶解極限(xiàn)為1.5%,如果(guǒ)超過此飽和濃度進一步加鉛(qiān),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麵張力,由此便能增大鋅液(yè)對鐵表麵的浸潤能力。在熱鍍鋅(xīn)時,向鋅液中加鉛,可使鍍(dù)層表麵獲得美麗的大鋅花,同時可改(gǎi)善鋅液(yè)對鋼板的浸潤條件,從而縮短(duǎn)帶鋼的浸(jìn)潤時間

2、 鐵的影響

當鋅(xīn)液溫度(dù)為450℃時,鐵在鋅液中的最大(dà)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(hé)生成鐵(tiě)-鋅合金,沉(chén)入鍋底,即所謂底渣。此外(wài),鐵還(hái)易和鋁結(jié)合生成底渣,減少有效鋁含量,因此可使鍍(dù)層粘(zhān)附性(xìng)變壞。另外,鐵的(de)存在可增加(jiā)鋅液的粘度和表麵張力,從而惡化鋅液對鋼板的潤濕(shī)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(lì)的鋅花。

4、 其他(tā)元素的影響

除了以上元素外,還有一些其它雜質元素,它們中的多數是由於與鋅礦石共(gòng)生,在(zài)冶煉鋅時沒有除幹淨而留下(xià)的(如鎘、錫、銻),有的(de)是生產過程中不可(kě)避免帶入的(如鐵)。

鋅液中的雜質元素含量(liàng)對(duì)鍍鋅會造(zào)成一些影響,其主要是下列幾個方麵:

4.1 影(yǐng)響(xiǎng)鍍層的性質和結構。如增加或(huò)減(jiǎn)少鐵在鋅液中的溶解速度(dù)(如(rú)鎘、銻),使(shǐ)鐵鋅合金層變(biàn)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(xìng),使鍍層變脆(如砷);

4.2 改變鋅層的抗蝕性,使鋅層(céng)抗蝕性提高(gāo)或(huò)降低;

4.3 改善鍍層外觀,使鋅花的(de)形狀、大小、顏色發生變化(huà);

5、鋼基板中各元素對熱鍍鋅的影響

1、 碳的影響

鋼(gāng)中含碳量愈高,鐵-鋅(xīn)反應就愈強烈,鐵的損失就越大,鋼基參加反應愈(yù)強烈,即(jí)鐵-鋅合金層變得愈厚使鍍鋅層粘附(fù)性變壞。因此,適合熱鍍(dù)鋅用的原板含碳量(liàng)應在0.15%以下(xià)的(de)低碳鋼板。

2、 矽的影響(xiǎng)

鋼基中矽含量較高會給熱鍍鋅帶來困難。一般認為,含矽量較高的鎮靜鋼(gāng)是不能用來熱鍍鋅的(de),故長期以來多半是采用含矽量小於0.07%的沸騰鋼作為熱鍍鋅原板。

經驗證明,鋼基中的矽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。

鋼基板中含較高的矽對熱鍍鋅所產生的不利影響已被公認,然而,其作用(yòng)原理是相當複(fù)雜的,但一般認為,鋼板中(zhōng)矽對熱鍍鋅的影響主要取決於二氧化矽,而不是取決於遊離(lí)態的(de)矽。

原因主要是矽的原子體積較小並且矽對氧具有較(jiào)大的(de)親和力,在退火爐中很難被氫氣還原(yuán),鋼板在加熱或在罩式爐中進行再結(jié)晶退火時,可引起矽的表麵富集並發(fā)生下列化學反應:

Si + O2 = SiO2

Si +2FeO = SiO2 + 2Fe

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

觀察金相組織發現,在灰色鍍層中脆性的ξ相特(tè)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(de)主要(yào)因素。

3、 鈦的影響

鈦是生產低合金高強度熱鍍鋅板的(de)主要添加元素,對(duì)鍍鋅過程並沒有太大(dà)的影響,但對鋼板的機械性能有一定的影響。由於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(le)氮和碳,對鋼材的(de)防(fáng)老化具有重(chóng)要(yào)的(de)作用。

4、 錳(měng)、磷(lín)、硫

在低碳鋼中一(yī)般含(hán)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(yǐng)響(xiǎng)很小。而鋼中的磷對熱鍍鋅卻有顯著的壞影響。當含(hán)磷量在0.15%左右時,因η相變薄而ξ相和δ1相的(de)成長(zhǎng)很快。在η相變薄甚至完全沒有η相的地方,鍍層便會(huì)出現無光澤的斑點,並且使(shǐ)鍍層的粘附(fù)

5、熱鍍鋅(xīn)

要控製(zhì)好鋅(xīn)液溫度、浸鍍時間及工件從(cóng)鋅液(yè)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(liàng)差;溫度(dù)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(zhe)力強,鍍層薄(báo),外觀好,生產效率高;但溫(wēn)度過高,工(gōng)件及鋅鍋鐵損嚴重,產生大量鋅(xīn)渣,影響浸鋅層質量並且容易造成色差使表(biǎo)麵顏(yán)色難看,鋅耗高。

鋅層厚度取決(jué)於鋅液溫度(dù),浸鋅時間,鋼材材質和鋅液成(chéng)份。

一般廠家為了防止工件高溫變形及減少(shǎo)由於鐵(tiě)損造(zào)成鋅渣,都采用450~470℃,0.5~1.5min。有(yǒu)些工廠(chǎng)對大工件及鑄鐵件(jiàn)采用較高溫度,但要避開鐵損高峰的溫度範圍。但我們建議在鋅液中添加有(yǒu)除鐵功能和降低共晶溫度的合(hé)金並且把(bǎ)鍍鋅溫度降低至435-445℃。

6、整理

鍍後(hòu)對工件整理主要是去除表麵餘鋅(xīn)及鋅瘤,用采用熱(rè)鍍鋅(xīn)專(zhuān)用震動器(qì)來(lái)完成。



7、鈍化

目的(de)是提高工件(jiàn)表麵抗大氣腐蝕性能,減少或(huò)延(yán)長白鏽出現時間,保持鍍層具有良好的外(wài)觀。都用鉻(gè)酸鹽鈍化(huà),如Na2Cr2O7 80~100g/L,硫酸3~4ml/L,但這種鈍(dùn)化液嚴重影響環境,最好采用無鉻鈍化。

8、冷卻

  一般(bān)用水(shuǐ)冷,但溫度(dù)不可過低也不可過高,一般不低於30℃不高於70℃

9、檢驗

鍍層外觀光亮、細致、無流掛、皺皮現象。厚度檢驗(yàn)可采用塗層測(cè)厚儀,方(fāng)法比較簡便。也(yě)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(jiàn)作90~180°彎曲,應無裂紋及鍍層脫落(luò)。也可用重(chóng)錘敲擊檢驗,並(bìng)且分批的做鹽霧試驗和硫酸銅浸蝕試驗。

(文章來源(yuán):百度文庫)
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