ZnO+NH+2HCl→ZnCl(NH)+H0↑

　　以氯化锌和氯化铵混合组成的助镀液，ZnCl·2NHCl是有稳定成分的化工双盐，易结晶在钢件表面。其中NHCl在助镀剂中的作用是最根本的，但NHCl易挥发，所以含量不能太高，以避免工件在浸锌过程中形成过多的烟雾。ZnCl起到涂层作用，可减少工件在酸洗之后和浸锌之前的氧化。同时，以ZnCl·2NHCl为氯化锌和氯化铵混合组成基础的助镀剂有很好的自动干燥效果。据研究报道，在欧洲氯化锌和氯化铵混合比约为0.8；在美国及日本通常采用三盐ZnCl·3NHCl或四盐ZnCl·4NHCl溶液，铵锌比约为1.2~1.6；国内热镀锌通常不烘。

　　干或烘干效果不佳，同时考虑使用成本，推荐采用1.2~1.6铵锌比。为保持生产正常进行，一定要保持氯化铵浓度高于氯化锌浓度0.05~0.07g/l效果最好，不能只规定氯化铵与氯化锌浓度的总量值，一旦氯化锌的浓度高于氯化铵的浓度，工件表面就会出现针孔状的漏镀。

　　（2）助镀剂中铁离子含量的控制与去除方法

　　助镀剂中的铁离子不仅增加了助镀盐残余物的黏度及清除的难度，而且由于铁离子的存在，还增加了助镀盐在工件表面结晶所需要的时间；更重要的是，助镀剂中的铁离子含量高会导致锌渣量的增高，造成无效的锌耗。据报道：1份铁与锌液结合可以形成25份的锌渣。就助镀剂而言，减少铁离子的措施，需要添加以乌洛托品和FHX—1为主要成分的缓蚀剂，有机活性剂。加入一定的有机活性剂后可以使助镀剂的分散能力、浸润能力、干燥速度增强，避免工件与锌液接触发生爆锌现象。除铁离子方法在70℃~80℃助镀溶剂中添加双氧水和氨水后进行过滤处理。在控制好溶液的pH值在5左右时，铁离子的量会大大减少，可以采取每周沉淀一次的方法。通过清除铁离子，助镀剂中的亚铁离子可从10~20g/L降低到0.6g/L以下，钢构件热镀锌吨耗纯锌降低0.466%~1.007%，平均降低0.737%。如果年产按40000t镀锌件计算，按60kg/t消耗算每年最少可节约锌40000t×60kg/t×0.737%=17.688t锌锭；锌锭按2007年上半年平均29000元/t计算，每年可节约51.3万元。

　　（3）助镀剂的pH范围

　　助镀剂酸性过强，所有的铁盐处于溶解状态。因此将有更多的Fe随工件被带入锌液中，这将导致更多的细锌渣的产生。特别是当助镀剂pH>5.5时，Fe(OH)和Zn(OH)在工件表面沉析，这将阻碍锌液与钢基体的接触，妨碍锌—铁反应的进行，造成镀锌层表面质量缺陷。当助镀剂pH在3.5~4.5之间时，溶解状态的Fe会被空气中的氧离子逐渐氧化形成在这个pH条件下不能溶解的Fe，并以Fe(OH)的形式从助镀溶液中沉析出来，有利于用过滤清除设备将铁离子和杂质从助镀剂中排出。

　　3．2．3镀锌工序的优化

　　镀锌工序是镀锌中的关键工序，镀锌锌锅的设计使用、锌液温度控制、浸锌时间的控制、镀锌起重设备的使用是镀锌要求中的主要控制部分。

　　（1）锌锅的设计使用

　　锌锅的尺寸设计是以满足最大镀锌工件的需要而设计，设计时必须要充分考虑到镀锌生产产量及锌锅的加热方式。如果锌锅的设计容量太小，镀锌时热量供应不上，锌液的温度波动大，镀锌工件的质量难以控制，锌温波动大铁质锌锅的腐蚀加大，产生的锌渣多，并直接关系到锌锅的寿命和安全。如果锌锅的容量太大，电耗大，锌灰量大。设计一般要求是小时产量与容锌量为1：(24~40)，在满足各项要求的情况下，设计中尽可能减少锌液面与空气接触的面积，这样能减少锌液的氧化及锌灰量的产生。我厂原使用的锌锅长×宽×深为11.2m×1.2m×

　　1.5m，由于生产的需要现使用的锌锅为12m×1.5m×1.8m。锌锅材料的选用直接关系到锌锅的寿命，最先选用低碳钢材料08F钢，现在使用的专用新型锌锅材料WKS，锌锅使用寿命得以延长。在初次使用锌锅时在锌锅内表面涂抹一层专用防腐涂料保护锌锅内表面。初次使用时升温一定要缓慢，消除锌锅焊接时的热应力，避免产生崩裂。同时需要按要求向锌液中添加锌镍合金或能增加锌液流动性的稀土多元合金。锌液中含镍量以0.06%~0.07%为宜，当含铝量为0.08%~0.12%时，镀锌层与钢基表面形成五铝化二铁(FeA1)中间相层，此层达到一定厚度时，不但可提高镀层的粘附性能，而且可以减少锌渣(FeZn)的生成量，平时添加纯铝、电缆铝丝、镍粉、稀土粉时不能直接向熔融的锌液中进行添加，增加锌液流动性，减少锌液表面浮渣出现并定期打捞锌灰锌渣。标准《输电线路铁塔制造技术条件》GB/T2694-2003中对锌层厚度要求镀件厚度t≥5mm，镀层最小平均厚度86μm，最小平均附着量610g/m2；2≤t镀层最小平均厚度65μm，最小平均附着量460g/m，标准中未对镀锌层上限限制，作为企业来说越接近标准下限越能节约锌耗。影响锌层厚度的主要因素是锌温和浸锌时间，当锌温低于430℃，锌铁扩散速度低，不易生成足够的铁锌合金层，整个镀层就薄。当温度高于465℃时锌层增加，锌铁扩散速度加快，当温度继续升高，锌液变稀，锌层又变薄，但影响到锌锅的使用寿命。锌温一定要避免在锌锅线性腐蚀区480℃和高温抛物线区500℃~530℃，所以热镀锌工序必须严格控制锌液温度以保证镀件质量的稳定前提下降低锌耗，一般镀锌温度控制在440℃~465℃。浸锌时间是根据镀件表面铁基体与锌液充分反应生成完整锌层所需的时间确定，一般是在温度相同时，镀件厚度越厚，浸锌时间越长，随着浸锌时间的延长，镀层增厚，但过分延长浸锌时间又会使锌层变脆，反而影响镀层质量。两个主要参数中采取稳定锌温参数，从而更好地控制浸锌时间，以前采用半自动式温度控制系统，温度波动±3℃~10℃，现采用计算机对温度进行控制，温度波动在±1℃~3℃，温度波动小容易控制浸锌时间，从而更有效地控制锌层的厚度，减少纯锌的消耗。3．结论

　　通过此热镀锌优化方案的实施，进一步完善和改进了生产工艺，增加生产效率，提高产品质量，降低生产成本。

参考文献

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　　3 王琰姣.改进热镀锌工艺,降低镀锌锌耗[J].材料保护,2007,26 (4):76-78.【钢材热镀锌工艺技术优化方案的研究论文】相关文章：

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