熱鍍鋅工藝流程及要求演講人：日期:目錄02工藝流程概述01熱鍍鋅簡介03預(yù)處理階段04鍍鋅階段05后處理階段06質(zhì)量要求與控制01熱鍍鋅簡介Chapter定義與基本原理預(yù)處理關(guān)鍵性需先對基材進行酸洗（鹽酸或硫酸）去除氧化皮，再經(jīng)助鍍劑（氯化銨/氯化鋅溶液）處理以活化表面，確保鋅液與鐵基體的有效結(jié)合。擴散機制鍍層形成依賴固態(tài)擴散，鋅原子滲透鐵晶格形成合金層，純鋅層則通過液態(tài)鋅的快速冷卻結(jié)晶覆蓋表面。冶金反應(yīng)過程熱浸鍍鋅是通過將鋼鐵制件浸入熔融鋅液（溫度通常為445-465℃），使鋅與鐵基體發(fā)生冶金反應(yīng)，形成鋅-鐵合金層（如Γ、δ、ζ相）及純鋅層的復(fù)合鍍層結(jié)構(gòu)。030201目的與優(yōu)勢01020304鍍層附著力強冶金結(jié)合使鍍層與基體結(jié)合力達3500-7000psi，抗機械損傷能力顯著優(yōu)于物理涂覆工藝。自修復(fù)特性局部破損后，鋅的陰極保護作用可延緩銹蝕向周邊蔓延，提升結(jié)構(gòu)安全性。長效防腐鋅層作為犧牲陽極優(yōu)先腐蝕，保護鐵基體，在典型環(huán)境中使用壽命可達20-50年，遠超電鍍鋅或油漆防護。經(jīng)濟性突出雖初始成本高于冷鍍鋅，但全生命周期維護成本降低60%以上，尤其適合大型鋼結(jié)構(gòu)。高速公路護欄、橋梁纜索、鐵路扣件等承受動態(tài)載荷且維修困難的部件，需符合ASTMA123標準。交通工程工業(yè)廠房檁條、鋼桁架等建筑構(gòu)件，通過熱鍍鋅實現(xiàn)與混凝土接觸部位的防腐兼容性。建筑鋼結(jié)構(gòu)01020304高壓輸電鐵塔、變電站構(gòu)架等長期暴露于大氣腐蝕環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)施，鍍鋅層厚度需≥85μm。電力基礎(chǔ)設(shè)施雖不直接用于海水浸泡環(huán)境，但碼頭護舷、系纜樁等潮差區(qū)部件常采用熱鍍鋅+封閉涂層復(fù)合防護體系。海洋工程輔助設(shè)備主要應(yīng)用領(lǐng)域02工藝流程概述Chapter主要步驟序列預(yù)處理階段包括脫脂、酸洗、水洗、助鍍等步驟，確?；w表面無油脂、氧化物及其他雜質(zhì)，為后續(xù)鍍鋅提供清潔表面。酸洗通常使用鹽酸或硫酸溶液，助鍍劑多為氯化銨或氯化鋅溶液。030201熱浸鍍鋅階段將預(yù)處理后的工件浸入450-460℃的熔融鋅液中，通過鐵鋅反應(yīng)形成合金層。浸鋅時間需根據(jù)工件厚度和材質(zhì)調(diào)整，通常為1-5分鐘，確保鋅層均勻附著。后處理階段包括冷卻、鈍化、檢驗等環(huán)節(jié)。冷卻方式可采用水冷或空冷，鈍化處理能增強鋅層耐腐蝕性，最終通過目視、厚度測量等手段檢驗鍍層質(zhì)量。關(guān)鍵設(shè)備介紹酸洗槽與清洗系統(tǒng)采用耐酸材料（如PP或PVC）制成的槽體，配備循環(huán)過濾裝置，確保酸液濃度穩(wěn)定。清洗系統(tǒng)需多級逆流水洗，徹底去除殘留酸液。鋅鍋與加熱裝置配備耐高溫吊具的橋式起重機，以及輥道輸送系統(tǒng)，實現(xiàn)工件在工序間的自動化轉(zhuǎn)運，減少人工干預(yù)導(dǎo)致的工藝波動。鋅鍋通常由低碳鋼或陶瓷材料制成，容量可達數(shù)十至數(shù)百噸。加熱方式包括燃氣、電感應(yīng)或燃煤，需精確控溫在±5℃范圍內(nèi)。起重與輸送設(shè)備工藝參數(shù)概覽溫度控制鋅液溫度嚴格控制在450-460℃之間，溫度過高會導(dǎo)致鋅渣增多，過低則影響鍍層附著力。助鍍劑槽溫度維持在60-70℃以保持活性。鋅液成分鋅液中鋁含量控制在0.005%-0.02%以改善鍍層光澤度，鉛含量低于1.2%以減少鋅渣生成。定期檢測Fe、Sn等雜質(zhì)濃度并處理。時間參數(shù)酸洗時間根據(jù)銹蝕程度調(diào)整（通常5-30分鐘），助鍍劑浸泡時間30-60秒，浸鋅時間按工件厚度每毫米需40-60秒計算。03預(yù)處理階段Chapter脫脂處理要求化學(xué)脫脂與機械清洗結(jié)合采用堿性脫脂劑（如氫氧化鈉、碳酸鈉等）去除工件表面油脂，必要時輔以噴砂或超聲波清洗，確?；w表面無油污殘留，避免后續(xù)酸洗不徹底或鍍層結(jié)合力下降。溫度與時間控制脫脂槽液溫度需維持在60-80℃，處理時間根據(jù)油污程度調(diào)整（通常5-20分鐘），并定期檢測脫脂液濃度，防止因失效導(dǎo)致脫脂效果降低。漂洗與干燥脫脂后需用高壓水槍徹底沖洗工件，避免堿性殘留影響酸洗效果，隨后進行烘干處理（溫度≤120℃），防止水分帶入酸洗槽。鹽酸濃度與酸洗時間酸洗液中需添加緩蝕劑（如六亞甲基四胺），抑制基體金屬的過度溶解，同時減少酸霧揮發(fā)，改善作業(yè)環(huán)境。緩蝕劑添加酸洗后處理酸洗后需經(jīng)兩道清水漂洗（第一道常溫水去除殘酸，第二道熱水60-80℃中和殘留氯離子），并檢查表面是否呈現(xiàn)均勻灰白色活化狀態(tài)。鹽酸濃度控制在15-20%（重量比），酸洗時間根據(jù)銹蝕程度調(diào)整（通常10-40分鐘），需避免過酸洗導(dǎo)致基體過度腐蝕或氫脆風(fēng)險。酸洗過程規(guī)范助鍍劑應(yīng)用標準氯化鋅銨溶液配比助鍍劑通常為氯化鋅與氯化銨混合溶液（ZnCl?:NH?Cl=3:1），濃度控制在30-40%，pH值4.5-5.5，以增強鍍層附著力。浸漬時間與溫度工件在助鍍劑中浸漬1-3分鐘，溶液溫度保持60-70℃，確保表面形成均勻保護膜，防止二次氧化。烘干要求助鍍后需在120-150℃烘干爐中快速干燥（時間≤2分鐘），避免水分進入鋅鍋引發(fā)爆鋅或鍍層缺陷。04鍍鋅階段Chapter浸鋅溫度控制溫度范圍精確調(diào)控與鋼材適配性溫度波動抑制浸鋅溫度通?？刂圃?45-465℃之間，溫度過高會導(dǎo)致鋅層過厚且表面粗糙，溫度過低則影響鋅液流動性，導(dǎo)致鍍層不均勻。需通過熱電偶實時監(jiān)測并調(diào)整加熱系統(tǒng)。鋅浴溫度波動需控制在±2℃以內(nèi)，避免因溫度驟變引發(fā)鍍層附著力下降或合金層結(jié)構(gòu)異常。采用分區(qū)加熱和保溫設(shè)計可提升溫度穩(wěn)定性。不同鋼材成分（如低碳鋼、高強鋼）對浸鋅溫度敏感性不同，需根據(jù)材料特性調(diào)整溫度，例如高硅鋼需降低溫度至440℃以下以避免“圣德林效應(yīng)”。浸鋅時間管理時間與鍍層厚度關(guān)系浸鋅時間通常為30-120秒，時間延長會顯著增加鋅層厚度，但超過臨界值（如150秒）可能導(dǎo)致鋅鐵合金層過厚而脆化。需結(jié)合工件厚度和用途優(yōu)化時間參數(shù)。工件形狀影響復(fù)雜結(jié)構(gòu)件（如螺紋件、焊接件）需延長浸鋅時間10%-20%，以確保鋅液充分滲透至縫隙；薄板件則可縮短時間以避免鋅耗過高。工藝聯(lián)動控制浸鋅時間需與提升速度協(xié)同調(diào)節(jié)，快速提升（＞1.5m/min）時需補償浸鋅時間，防止鍍層回流導(dǎo)致下端鋅層過厚。鋅浴成分規(guī)范添加劑應(yīng)用可添加0.1%-0.3%鎳元素改善高硅鋼鍍層外觀，或加入微量鉍（50-100ppm）降低鋅液表面張力，提升鍍層均勻性。需嚴格記錄添加劑投加量與時效性。雜質(zhì)限值要求鐵雜質(zhì)需＜0.05%，過量鐵會形成鋅渣（FeZn13），影響鍍層光潔度；鎘、錫等重金屬雜質(zhì)需＜0.001%，避免導(dǎo)致鍍層耐蝕性下降。主成分控制鋅浴中鋅含量需≥98.5%，鋁含量控制在0.005%-0.02%以細化鍍層晶粒，鉛含量＜0.01%以減少鋅渣生成。定期光譜分析確保成分達標。05后處理階段Chapter水冷與空冷結(jié)合鍍鋅件出鋅鍋后需先經(jīng)水冷槽快速降溫至200℃以下，再轉(zhuǎn)入自然空冷區(qū)緩冷，避免因驟冷導(dǎo)致鍍層應(yīng)力開裂或基體變形。水冷溫度應(yīng)控制在30-50℃，水流需均勻覆蓋工件表面。冷卻速率控制根據(jù)工件厚度調(diào)整冷卻速率，厚度＞6mm的構(gòu)件需降低水冷強度，采用噴霧冷卻或分段水冷，防止鍍層與基體因熱膨脹系數(shù)差異產(chǎn)生剝離。冷卻介質(zhì)管理循環(huán)冷卻水需定期檢測pH值（6.5-8.0）和雜質(zhì)含量，防止氯離子或硫化物殘留腐蝕鍍層，必要時添加緩蝕劑。冷卻方式要求鈍化處理標準環(huán)保型無鉻鈍化采用含Cr6+0.5-2.0g/L的鈍化液，pH值1.5-2.5，浸漬時間30-60秒，形成致密鉻酸轉(zhuǎn)化膜以提升鍍層耐蝕性。處理后需用去離子水沖洗至電導(dǎo)率＜50μS/cm。鈍化膜檢測環(huán)保型無鉻鈍化選用鉬酸鹽/硅烷復(fù)合鈍化液，成膜溫度40-60℃，膜厚需達0.2-0.5μm，通過中性鹽霧試驗≥72小時驗證防護效果。采用X射線熒光光譜儀（XRF）測定鉻元素分布均勻性，或通過硫酸銅點滴試驗（≥30秒不析銅）驗證鈍化完整性。鍍層厚度測量附著力測試使用磁性測厚儀按GB/T13912標準抽檢，局部厚度≥65μm（鋼構(gòu)件＞6mm時），平均厚度≥85μm，測量點需覆蓋工件各特征面。按ISO4520進行劃格試驗（1mm間距），鍍層脫落面積＜5%；或采用彎曲試驗（180°彎折至基體厚度），鍍層無剝落為合格。最終檢驗步驟表面質(zhì)量檢查目視檢查無漏鍍、流掛、鋅瘤等缺陷，允許存在輕微色差但不得有裸露基體。必要時使用10倍放大鏡觀察鋅花均勻性。鹽霧試驗抽樣隨機抽取3%批次樣品進行500小時中性鹽霧試驗（NSS），鍍層腐蝕面積＜5%且無紅銹滲出方可通過驗收。06質(zhì)量要求與控制Chapter鍍層厚度標準國際標準分類厚度影響因素測量方法根據(jù)ISO1461標準，鍍層厚度需依據(jù)工件厚度和使用環(huán)境劃分，普通環(huán)境下最小局部厚度為55μm，嚴酷環(huán)境下需達到85μm以上，確保耐腐蝕性能。采用磁性測厚儀或金相顯微鏡檢測，需在工件不同部位（邊緣、平面、焊縫）取點測量，平均值需符合標準，單點最低值不得低于標準值的70%。鋅液溫度（通?？刂圃?50-465℃）、浸鋅時間（1-5分鐘）、鋼材表面粗糙度及化學(xué)成分（如硅含量需低于0.25%以避免圣德林效應(yīng)）。錘擊試驗將試樣彎曲180°（半徑與厚度比1:1），鍍層無開裂或剝落為合格，常用于薄板件評估。彎曲試驗劃格試驗按ASTMD3359標準，用刀具劃出1mm×1mm方格，膠帶粘貼后快速撕離，鍍層脫落面積不超過5%視為附著力達標。用硬質(zhì)錘敲擊鍍層表面，觀察是否出現(xiàn)剝離或起皮現(xiàn)象，無脫落即為合格，適用于現(xiàn)場快速檢測。附著力測試方法常見缺陷防治漏鍍（未鍍上鋅）成因包括酸洗不徹底、助鍍劑失效或工件表面油污殘留，需加強前處理（酸洗后水洗