热镀锌锌锅技术PPT课件
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4.锌渣量的控制方法
• 要减少锌渣就要减少锌液中铁的含量，就是要从 减少铁溶解的诸因素着手：
• ⑴施镀及保温要避开铁的溶解高峰区，即不要在 480～510℃时进行作业。
• ⑵锌锅材料尽可能选用含碳、含硅量低的钢板焊 接。含碳量高，锌液对铁锅浸蚀会加快，硅含量 高也能促使锌液对铁的腐蚀。目前多采用 08F/XG08/WKS优质钢板，并含有能抑制铁被浸 蚀的元素镍、铬等。不可用普通碳素钢，否则耗 锌量大，锌锅寿命短。目前工业陶瓷所制作的锌 锅仅能做成圆柱型且体积很小，虽然可以满足小 件镀锌的要求但无法保证大型工件的镀锌。
50
碳的存在状态对热镀锌的影响（碳含量0.78％）
热镀锌锌锅技术
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总体概述
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2ຫໍສະໝຸດ Baidu
3
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第一节 锌锅设备
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1.沉没辊
8
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10
2.稳定辊
11
3.气刀
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（1）气刀结构
13
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15
（2）气刀擦拭法对镀层厚度的影响
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二、钢基体中各元素对热镀锌的影 响
1、碳含量的影响 钢中碳含量对热镀锌过程及所得镀锌合金层的
特性有显著影响。通常，钢中碳含量愈高，Fe－Zn 反应就愈剧烈，因而钢板的铁损愈大， Fe－Zn合 金层也愈厚，合金层中易变脆，塑性下降，使镀锌 层的附着性降低，加工变形时容易剥落。
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2、碳在钢中存在状态的影响 由于热处理工艺不同，钢中碳的存在状态也不
43
1－1锌液温度与铁损的关系
44
2.浸镀时间的影响 • 各种碳钢热镀锌时，合金层厚度均随浸镀
时间的增长而增大，其合金层中各个相的 生长速度却不相同。 • 钢带浸镀时间很短（小于10s），且在锌液 中添加抑制合金层生长的铝元素时，其所 得合金层结构简单且很薄，不会出现锌灰 或锌渣（出现几率很小）。
同。钢中的碳以粒状珠光体或层状珠光体状态存在 时，其在锌液中的铁损均最大，而屈氏体最小。这 种趋势与它们在硫酸中的溶解量相似。对碳含量相 同的钢，其中的碳不以粒状或片层珠光体状态存在， 而以弥散均匀的索氏体或屈氏体状态存在，则其铁 损就小得多。钢板在轧制后退火时，如果退火温度 过高，就会导致在钢板表面形成晶间渗碳体。它使 钢板的表面张力增大，降低锌液对钢板表面的浸润 性，锌液在钢板表面的流动不能均匀地进行，容易 产生锌瘤等缺陷。
• 当锌液中不添加抑制合金层生长的元素时，合金 层的厚度取决于锌液温度和浸镀时间，而与钢材 从锌液中移出的速度无关。合金层表面黏附的纯 锌层厚度主要决定于移出的速度，移出速度快， 则表面附着的纯锌层厚。当然，锌液温度较高时 锌液流动性大，也会影响表面纯锌层的厚度，使 其厚度减小。
• 具体见下图锌液温度与铁损的关系图。
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• ⑶要经常捞渣。先将温度升高至工艺温度上限以 便锌渣与锌液分离，使锌渣沉于槽底后用捞锌勺 或专用捞渣机捞取。落入锌液中镀件更要及时打 捞。
• ⑷要防止助镀剂中铁随工件带入锌槽，助镀剂要 进行在线再生循环处理，严格控制亚铁含量，不 允许高于4g/l，PH值始终保持在4.5-5.5。
• ⑹加热、升温要均匀，防止局部过热。
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第二节 锌锅工艺参数控制
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• 锌液温度控制在450－455度范围内是最理想的。 如果锌液温度波动范围过大，就会大大影响镀锌 层的厚度，从而影响镀锌钢板的性能。
• 经验表明，钢带入锅温度和锌液中铝含量对形成 Fe2Al5合金层有重要影响，从而对镀锌层的附着性 产生大的影响。因此，如果锌液中铝含量较低， 可通过提高钢带入锅温度来增大Fe2Al5层的形成量， 从而提高镀锌层的附着性。
• 锌灰：成份是氧化锌，锌槽表面熔融锌液与空气 中的氧或水反应而来，锌灰也形成于钢件表面的 铁盐类。
42
• 在浸镀时间不变的情况下，当锌液温度上升到 480度时，铁损随温度的提高而迅速增大；当锌 液温度达500度时，铁损达到最大值。以后，随 着温度的继续提高，铁损又开始快速下降，当温 度超过530度时铁损又恢复到480度以前的状态， 随温度的提高而缓慢增大。
45
3.锌灰、锌渣的形成原因分析（图1－1）
（1）加热温度过高或过低; 导致锌液中的铁含量超过该温度下的溶解度－易形 成的流动性极差的锌铁合金－锌渣（高达94% ）
（2）保温时间过长 a.500℃附近时，铁损量随着加温及保温时间急剧增
加; b.低于或高于480～510℃范围，随时间延长铁损提
高缓慢 －480～510℃称为恶性溶解区。在此温度 范围内锌液对工件及锌锅浸蚀最为严重，超过 560℃铁损又明显增加，达到660℃以上锌对铁基 体是破坏性浸蚀，锌渣会急剧增加，施镀无法进 行。因此，施镀目前多在430～450℃及540～ 600℃两个区域内进行。
• 钢在热镀锌时，锌液温度一般保持在450－460度。 锌液温度对铁损的影响是热镀锌过程中的典型问 题。当锌液温度达到480度时，合金层的生长速 度急剧加快，并有部分合金层剥落于锌液中形成 锌渣。
41
• 锌渣：锌渣是铁锌铝的金属间化合物，也叫做硬 锌包；含 95% 的锌和 5% 铁，锌渣的密度远大于 溶融锌，因此沉到锌槽底部。锌渣是熔融锌与钢 件表面反应而成的，当粘附到镀层表面就形成锌 渣缺陷，它是热镀锌产品的主要缺陷之一。锌锅 中锌渣分为面渣、底渣和悬浮渣，可通过锌锅铝 含量、铁含量控制，锌锅温度稳定控制以及锌锅 温度场、浓度场的稳定控制来减少锌渣缺陷。
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三、锌锅中加锌
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四
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第三节热镀锌层的影响因素
• 一、锌液温度与浸镀时间的影响 • 二、钢基体中各元素对热镀锌的影响
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一、锌液温度与浸镀时间的影响
1.锌液温度的影响（温度铁损关系图）
• 在热镀锌过程中，锌液温度是影响镀锌层特征的 重要因素。在分析影响镀锌层特征的因素时应引 入一个概念———铁损，其含意是指热镀锌过程 中，钢材的重量损失，它包括合金层中的铁和锌 渣中铁的总和。通常用热镀锌时的铁损作为Fe－ Zn 反应程度的参数。
4.锌渣量的控制方法
• 要减少锌渣就要减少锌液中铁的含量，就是要从 减少铁溶解的诸因素着手：
• ⑴施镀及保温要避开铁的溶解高峰区，即不要在 480～510℃时进行作业。
• ⑵锌锅材料尽可能选用含碳、含硅量低的钢板焊 接。含碳量高，锌液对铁锅浸蚀会加快，硅含量 高也能促使锌液对铁的腐蚀。目前多采用 08F/XG08/WKS优质钢板，并含有能抑制铁被浸 蚀的元素镍、铬等。不可用普通碳素钢，否则耗 锌量大，锌锅寿命短。目前工业陶瓷所制作的锌 锅仅能做成圆柱型且体积很小，虽然可以满足小 件镀锌的要求但无法保证大型工件的镀锌。
50
碳的存在状态对热镀锌的影响（碳含量0.78％）
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第一节 锌锅设备
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1.沉没辊
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2.稳定辊
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3.气刀
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（1）气刀结构
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15
（2）气刀擦拭法对镀层厚度的影响
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二、钢基体中各元素对热镀锌的影 响
1、碳含量的影响 钢中碳含量对热镀锌过程及所得镀锌合金层的
特性有显著影响。通常，钢中碳含量愈高，Fe－Zn 反应就愈剧烈，因而钢板的铁损愈大， Fe－Zn合 金层也愈厚，合金层中易变脆，塑性下降，使镀锌 层的附着性降低，加工变形时容易剥落。
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2、碳在钢中存在状态的影响 由于热处理工艺不同，钢中碳的存在状态也不
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1－1锌液温度与铁损的关系
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2.浸镀时间的影响 • 各种碳钢热镀锌时，合金层厚度均随浸镀
时间的增长而增大，其合金层中各个相的 生长速度却不相同。 • 钢带浸镀时间很短（小于10s），且在锌液 中添加抑制合金层生长的铝元素时，其所 得合金层结构简单且很薄，不会出现锌灰 或锌渣（出现几率很小）。
同。钢中的碳以粒状珠光体或层状珠光体状态存在 时，其在锌液中的铁损均最大，而屈氏体最小。这 种趋势与它们在硫酸中的溶解量相似。对碳含量相 同的钢，其中的碳不以粒状或片层珠光体状态存在， 而以弥散均匀的索氏体或屈氏体状态存在，则其铁 损就小得多。钢板在轧制后退火时，如果退火温度 过高，就会导致在钢板表面形成晶间渗碳体。它使 钢板的表面张力增大，降低锌液对钢板表面的浸润 性，锌液在钢板表面的流动不能均匀地进行，容易 产生锌瘤等缺陷。
• 当锌液中不添加抑制合金层生长的元素时，合金 层的厚度取决于锌液温度和浸镀时间，而与钢材 从锌液中移出的速度无关。合金层表面黏附的纯 锌层厚度主要决定于移出的速度，移出速度快， 则表面附着的纯锌层厚。当然，锌液温度较高时 锌液流动性大，也会影响表面纯锌层的厚度，使 其厚度减小。
• 具体见下图锌液温度与铁损的关系图。
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• ⑶要经常捞渣。先将温度升高至工艺温度上限以 便锌渣与锌液分离，使锌渣沉于槽底后用捞锌勺 或专用捞渣机捞取。落入锌液中镀件更要及时打 捞。
• ⑷要防止助镀剂中铁随工件带入锌槽，助镀剂要 进行在线再生循环处理，严格控制亚铁含量，不 允许高于4g/l，PH值始终保持在4.5-5.5。
• ⑹加热、升温要均匀，防止局部过热。
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第二节 锌锅工艺参数控制
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• 锌液温度控制在450－455度范围内是最理想的。 如果锌液温度波动范围过大，就会大大影响镀锌 层的厚度，从而影响镀锌钢板的性能。
• 经验表明，钢带入锅温度和锌液中铝含量对形成 Fe2Al5合金层有重要影响，从而对镀锌层的附着性 产生大的影响。因此，如果锌液中铝含量较低， 可通过提高钢带入锅温度来增大Fe2Al5层的形成量， 从而提高镀锌层的附着性。
• 锌灰：成份是氧化锌，锌槽表面熔融锌液与空气 中的氧或水反应而来，锌灰也形成于钢件表面的 铁盐类。
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• 在浸镀时间不变的情况下，当锌液温度上升到 480度时，铁损随温度的提高而迅速增大；当锌 液温度达500度时，铁损达到最大值。以后，随 着温度的继续提高，铁损又开始快速下降，当温 度超过530度时铁损又恢复到480度以前的状态， 随温度的提高而缓慢增大。
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3.锌灰、锌渣的形成原因分析（图1－1）
（1）加热温度过高或过低; 导致锌液中的铁含量超过该温度下的溶解度－易形 成的流动性极差的锌铁合金－锌渣（高达94% ）
（2）保温时间过长 a.500℃附近时，铁损量随着加温及保温时间急剧增
加; b.低于或高于480～510℃范围，随时间延长铁损提
高缓慢 －480～510℃称为恶性溶解区。在此温度 范围内锌液对工件及锌锅浸蚀最为严重，超过 560℃铁损又明显增加，达到660℃以上锌对铁基 体是破坏性浸蚀，锌渣会急剧增加，施镀无法进 行。因此，施镀目前多在430～450℃及540～ 600℃两个区域内进行。
• 钢在热镀锌时，锌液温度一般保持在450－460度。 锌液温度对铁损的影响是热镀锌过程中的典型问 题。当锌液温度达到480度时，合金层的生长速 度急剧加快，并有部分合金层剥落于锌液中形成 锌渣。
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• 锌渣：锌渣是铁锌铝的金属间化合物，也叫做硬 锌包；含 95% 的锌和 5% 铁，锌渣的密度远大于 溶融锌，因此沉到锌槽底部。锌渣是熔融锌与钢 件表面反应而成的，当粘附到镀层表面就形成锌 渣缺陷，它是热镀锌产品的主要缺陷之一。锌锅 中锌渣分为面渣、底渣和悬浮渣，可通过锌锅铝 含量、铁含量控制，锌锅温度稳定控制以及锌锅 温度场、浓度场的稳定控制来减少锌渣缺陷。
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三、锌锅中加锌
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第三节热镀锌层的影响因素
• 一、锌液温度与浸镀时间的影响 • 二、钢基体中各元素对热镀锌的影响
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一、锌液温度与浸镀时间的影响
1.锌液温度的影响（温度铁损关系图）
• 在热镀锌过程中，锌液温度是影响镀锌层特征的 重要因素。在分析影响镀锌层特征的因素时应引 入一个概念———铁损，其含意是指热镀锌过程 中，钢材的重量损失，它包括合金层中的铁和锌 渣中铁的总和。通常用热镀锌时的铁损作为Fe－ Zn 反应程度的参数。