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锌液成分中金属元素对热镀锌层质量有哪些影响

发布时间:[2020-7-13]  查看次数:91


1、铁(Fe)的影响

锌液中铁的主要来源包括钢材的溶解、锌锭中的含铁、锌锅的浸蚀等。铁在锌液中的溶解度不高,在450℃时最大溶解度只有~0.02%,当铁含量超过最大溶解度时,便会与锌形成铁-锌合金(俗称锌渣,化学式为FeZn7)。锌渣比重较锌液高,因此会下沉,但其下沉速度慢,悬浮在锌液中的细小锌渣使得锌液的粘度增加,造成锌液的浸润性不好,导致镀锌层增厚、变脆,此外,所产生的锌渣也容易粘附在镀锌层上,导致表面品质不好!

2、铝(Al)的影响

锌液中添加铝的作用包括减少锌液表面的氧化、抑制铁-锌间互相的扩散,进而提升镀锌层的表面光泽度、延展性和耐蚀性等。

铝比锌更容易被氧化,氧化后在表面形成氧化铝(Al2O3)层隔绝锌液与空气,因此可以降低氧化锌的生成。氧化锌(ZnO)呈现为黄色,此外,铅与镉的氧化物也呈现黄色,若没有铝的作用,则镀锌层表面容易粘附上这些呈黄色的氧化物,造成表面光泽不好。

铝比铁更容易与锌先发生反应,形成致密的Fe2Al5层,Fe2Al5层隔绝了钢材与锌液的接触,阻挡铁-锌相互扩散,达到抑制铁-锌合金层生长的效果。但Fe2Al5的抑制效果只是短暂的,时间较长的浸镀中,铁-锌还是会突破Fe2Al5层,开始形成合金层,这个抑制时间一般称为“孕育期”或“抑制期”,抑制期的长短,除了加入的铝的含量多少,也受镀锌温度的影响。铝的抑制效果可以大大的减少镀锌层中合金相的生成,使得厚度变薄,以达到品质更好的镀锌层。

3、铅(Pb)的影响

锌锭中常有铅的添加物,一般在0.003%~1.75%。少量的铅对镀锌层的形成并无影响,但因为铅的熔点为327℃,可以降低锌液的熔点而延长锌液的凝固时间,从而形成较大的锌结晶体,达到锌花较大的表面品质。此外铅的添加亦能降低锌液的粘度及表面张力,提高锌液对钢铁表面的浸润性。但由于环保因素,目前铅的添加已经渐渐被添加其他元素取代。

4、镉(Cd)、锡(Sn)、锑(Sb)、铋(Bi)的影响

镉、锡、锑、铋与铅的功能相同,都可降低锌液的熔点,使得锌层产生大锌花,目前最常使用铋来产生大锌花。锡在凝固时容易在锌花的晶界析出,进而更加增添镀锌层的光泽度,但同时也容易造成晶界间的腐蚀,使得镀锌层耐蚀性下降。

5、镁(Mg)的影响


镁的添加,能有效的提高镀锌层的耐蚀性,研究显示,在锌液中添加镁达到0.5%时,锌镁合金镀层的耐蚀性可以增加5倍,并已经形成商品化。镁极易氧化,在锌锅中容易氧化形成MgO,使得锌锅中的浮渣增多。

 
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