热浸镀锌助镀工艺应用探讨

摘要：热镀锌层质量、热镀锌时所消耗的锌成本和热镀锌相关助镀工艺有着紧密关系。文章研究与分析了热镀锌的助镀工艺，通过对热镀锌助镀工艺原理的研究，确定了钢铁制件在热镀锌的过程中，相关助镀液的有效成分的具体范围和工艺参数；通过严格控制与管理热镀锌的助镀液成分和工艺条件，可以确保镀锌质量，在一定程度上降低了生产成本。

关键词：热镀锌；助镀；助镀液；锌成本；助渡工艺 文献标识码：A

中图分类号：TG174 文章编号：1009-2374（2015）22-0060-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.22.030

热浸镀工艺主要成分保护气体的还原防范与溶剂方法。其中保护气体还原方法比较适宜进行连续作业，而溶剂方法一般用于周期作业。应用保护气体的还原方法进行热浸镀锌的过程中，要先利用高温锅炉把钢材的表面油脂等相关有机物碳化之后去除，然后把处理过后的钢材利用还原气进行保护，输送至规定温度的熔融锌液中，实现热浸镀锌。利用此种模式生产热镀锌产品具备较高的生产效率，而且质量相对稳定，可是对于设备有着高要求，比较适宜进行大规模生产。而溶剂方法的工艺流程相对比较多，其中热浸镀锌最为重要的工序就是溶剂助镀，其不但能够弥补工序存在的不足，还能够活化钢铁表面，有效提升镀锌质量。另外，助镀效果严重影响着镀层质量和锌的消耗。对此，分析与研究热浸镀锌助镀工艺有着深远意义。

1 助镀作用原理

助镀指把酸洗过后的制件浸入助镀液中，而在提出之后会在制件的表面产生一层相对较薄的氯化锌铵盐膜的过程。通常情况下助镀具备多种作用，例如清洁钢铁的表面，有效去除酸洗之后残留于制件表面上的铁盐或是氧化物，从而使钢铁件置入锌浴过程中拥有最大表面活性；会在制件的表面沉积一层盐膜，避免制件在助镀池至锌锅一段时间在空气中出现锈蚀；净化制件在浸入锌浴位置的液相锌时，可以保证制件和液态锌迅速浸润、反应。除此之外，制件表面所覆盖的相关氯化锌铵盐膜具备活化作用。若是温度未达到200℃时，就会在制件的表面产生一种复合盐酸，此为一种强酸，能够确保制件在干燥时表面难以产生氧化膜，进而维持活化状态。若是温度超过200℃时，制件表面的助镀液相关盐膜中要分解为HCL，这时HCL就会对钢基造成侵蚀，从而导致钢基的表面难以形成氧化物，使钢基维持活化状态。在热镀锌的过程中要科学合理地应用助镀液。

2 助镀液成分影响

2.1 浓度

盐类助镀剂中的氯化锌与氯化铵总浓度严重影响助镀效果。若是浓度未达到100～200g/L时，制件的表面就会附着少许盐膜，从而难以有效活化制件表面，并且无法获取相对均匀与平滑的镀层，比较容易发生漏镀；而浓度超过400～500g/L时，制件的表面盐膜就会过厚，不利于干透，导致锌液出现飞溅，从而形成大量的锌灰与烟尘。对此，助镀剂相应浓度一定要有效控制在200～400g/L区间。

2.2 溶液pH值

助镀液的pH值常常会在热镀锌的过程中被忽视，通常情况下助镀液的pH值应该在4～5之间，助镀液在此范围内能够实现酸洗过后制件表面的进一步清洁，有效弥补酸洗过程中出现的不足。若是pH值小于4，这时制件就会在溶液中遭受腐蚀，pH数值越低腐蚀就会越严重；若是pH数值大于5，这时就会导致制件的表面清洁效果比较差，而且pH数值越高，从而造成助镀液的浓度降低，发生漏镀。对此，溶液pH数值的测量应该选择pH数值在4～5区间且具备比较明显色差的精密pH试纸，还可以应用pH计。除此之外，还可以加入盐酸或是氨水有效调节溶液pH值，如果在助镀液中添加锌滴和锌灰等都会使助镀液pH数值逐渐升高。对此，一定要重视助镀液的pH数值变化，然后进行科学、合理调整。

2.3 助镀液的杂质浓度

热镀锌助镀液中一般会存在KCL等相关杂质，从而严重影响助镀液的效果，发生漏镀，造成返镀件不断增加。尽管在助镀液中不应用，只是添加少量KCL，从而降低浸锌过程中烟尘的形成量，可是研究依然处在试验阶段。针对烟尘的去除，许多发达国家在热镀锌的过程中一般利用抽气除尘系统实现。

3 助镀剂和助镀工艺分析

3.1 无烟助镀剂

应用以往的锌铵助镀剂过程中，在制件浸入锌液之后，复合盐膜就会在高温环境下通过受热分解形成HCL气体烟尘，从而对操作环境与生态环境造成严重影响。现阶段，学者已经研发出多种无烟助镀剂：首先是氯盐系列，其是一项以Zn与CL作为主要成分，并且加入少许KCL或Ca等有关氯化物的无烟助镀剂。而助镀剂中的Zn与NaCL占据总量的60%～90%，同时助镀剂几乎不会形成烟尘，可是助镀剂的效果并不是很理想，比较容易发生漏镀。该作用的原理如下，氯化锌主要发挥着基体的净化作用与制件浸镀之前的保护作用；而碱金属或是碱土金属的氯化物能够有效改进锌液和基体制件的润湿性与助镀剂自身流动性。另外，经过添加其他相关金属能够改进制件表面的清理作用和助镀剂自身的稳定性等。其次是表面活性剂与氯盐混合，对于热镀锌的助镀工艺而言，表面活性剂在早期主要应用在助镀剂的表面，防止助镀剂的蒸发，而后来主要应用在助镀剂的添加剂方面，主要改进助镀剂自身的流动性和盐膜的均匀性等。应用Zn或Sn，同时碱金属或是碱土金属的氯化物等作为助镀剂的重要成分，比较适宜应用在热镀锌和铝合金工艺中。最后是植酸盐系，主要由植酸锌和氟化钠及草酸等构成的植酸盐系列的助镀剂，应用草酸等活化基体的表面，助镀剂中的柠檬酸主要发挥着配位亚铁离子功能，而植酸锌一般发挥抗氧化作用。因为助镀剂中并不含有氯化铵，在浸镀的过程中就不会形成烟雾，便于改进工作环境，可是植酸锌的价格相对比较昂贵。尽管无烟助镀剂取得一定研究成果，可是并未在工业中大量

应用。

3.2 电解活化助镀剂

电解活化为一项新型的助镀方式，其是以传统助镀剂的热度工艺为前提，在助镀剂池中建立电解装置。一般情况下，电解活化的助镀剂主要由Zn等构成，而电解设备主要由石墨作为阳极与试样自身作为阴极构成。在进行电解的过程中，容易发生置换反应，从而使制件的表面存在充足的助镀剂，而并未发生置换反应的相关电镀锌层还能够避免热度之前实验出现氧化和污染。对此，通过电解活化助镀，能够获取质量更为稳定与无漏镀等问题的镀层。

4 结语

近些年来，社会经济的不断发展使国内热镀锌企业在科学技术和设备方面得到一定提升。而助镀作为热浸镀锌工艺的主要工序，一定要深入了解所有工艺参数的具体作用，同时进行科学、合理控制，才可以在一定程度上有效降低成本，并且确保热镀锌的整体质量，增强企业的核心竞争力。

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作者简介：张欣（1978-），女，辽宁鞍山人，中国能源建设集团鞍山铁塔有限公司工程师。