热镀锌镀层厚度的要求及其作用和影响

来源:热处理技术图解手册作者:那顺桑

慧聪表面处理网:所谓热镀锌,也叫热浸锌和热浸镀锌。是一种有效的金属防腐方式,主要用于各行业的金属结构设施上。是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,从而起到防腐的目的。

热镀锌镀层的形成机理

热浸镀锌是一个冶金反应过程。从微观角度看,热浸镀锌过程是两个动态平衡:热平衡和锌铁交换平衡。当把钢铁工件浸入450℃左右的熔融锌液时,常温下的工件吸收锌液热量,达到200℃以上时,锌和铁的相互作用逐渐明显,锌渗入铁工件表面。随着工件温度逐渐接近锌液温度,工件表面形成含有不同锌铁比例的合金层,构成锌镀层的分层结构,随着时间延长,镀层中不同的合金层呈现不同的成长速率。从宏观角度看,上述过程表现为工件浸入锌液,锌液面出现沸腾,当锌铁反应逐渐平衡,锌液面逐渐平静。工件被提出锌液面,工件温度逐渐降低至200℃以下时,锌铁反应停止,热镀锌镀层形成,厚度确定。

热镀锌镀层厚度要求

慧聪表面处理网小编Lee觉得影响锌镀层厚度的因素主要有:基体金属成分、钢材的表面粗糙度、钢材中的活性元素硅和磷含量及分布状态、钢材的内应力、工件几何尺寸、热浸镀锌工艺。现行的国际和中国热镀锌标准都根据钢材厚度划分区段,锌镀层平局厚度以及局部厚度应达到相应厚度,以确定锌镀层的防腐蚀性能。钢材厚度不同的工件,达成热平衡和锌铁交换平衡所需的时间不同,形成的镀层厚度也不同。标准中的镀层平均厚度是基于上述镀锌机理的工业生产经验值,局部厚度是考虑到锌镀层厚度分布的不均匀性以及对镀层防腐蚀性要求所需要的经验值。因此,ISO标准、美国ASTM标准、日本JIS标准和中国标准在锌镀层厚度要求上略有不同,大同小异。

热镀锌镀层厚度的作用和影响

热镀锌镀层的厚度决定镀件的防腐蚀性能。据慧聪表面处理网小编Lee了解,对于表面光滑的3mm以下薄钢板,要在工业生产中得到较厚的镀层,这是很困难的。另外,与钢材厚度不相称的锌镀层厚度会影响镀层与基材的结合力以及镀层外观质量。过厚的镀层会造成镀层外观粗糙,易剥落,镀件经不起搬运和安装过程中的碰撞。钢材中如果存在较多的活性元素硅和磷,工业生产中得到较薄的镀层也十分困难,这是由于钢中的硅含量影响锌铁间的合金层生长方式,会使ζ相锌铁合金层迅速生长并将ζ相推向镀层表面,致使镀层表面粗糙无光,形成附着力差的灰暗镀层。

因此,综上所述,镀锌层的生长存在着不确定性,实际生产中要取得某一范围的镀层厚度常常是很困难的,热镀锌标准中规定的厚度是大量实验后产生的经验值,照顾到了各种因素和要求,较为合理。