热喷锌与热镀锌工艺性能比较

热喷锌与热镀锌工艺性能比较

一、关于热喷锌

1、热喷锌工艺

热喷锌技术是采用燃烧火焰、电弧等离子弧等作为热源，将锌丝材料加热到塑态和熔融状态，同时在高速气流的加速作用下，使材料呈雾化的颗粒束冲击到经过预处理的钢结构表面上，随之激冷并不断层积而形成涂层的工艺方法。

金属锌具有很好的耐大气腐蚀特性，喷涂锌在钢铁构件上，锌使负电位和钢形成阳极保护作用，从而钢铁基体得到保护。

目前大气防护金属喷涂层更多地倾向于热喷锌涂层。

金属喷涂防护涂层有如下特点：

（1）涂层与基体集合牢固，涂层寿命长，长期经济效益好。

（2）工艺灵活，适用于重要的大型及难于维护的钢铁结构的长效防护且可现场施工。

（3）从理论和实际应用的效果来看，热喷锌是单一涂料防护层防护寿命的数倍。

（4）施工工艺要求严格，表面处理必须达到Sa2.5级，要求有专业熟悉操作工人,工程施工周期较长。

2、喷铝工艺参数：

喷枪型号：高速气喷枪

铝粉：3mm，铝纯度>98%

气体压力：乙炔0.05～0.08MPa

氧气0.55～0.60MPa

空气0.5～0.55MPa

走线速度：2.2～2.4m/min

喷枪与工艺的相对运动速度：20～25m/min

喷枪与工件的之间距离：130～150mm

喷枪与工件角度在90°±2°之间

二、关于热镀锌

1、关于热浸镀锌

热镀锌也称热浸镀锌，是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种方法。

2、热镀锌工艺过程及有关说明

2.1 工艺过程工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助镀溶剂→

烘干预热→热镀锌→整理→冷却→钝化→漂洗→干燥→检验

2.2 有关工艺过程说明

(1)脱脂可采用化学去油或水基金属脱脂清洗剂去油，达到工件完全被水浸润为止。

(2)酸洗可采用H2SO4 15%，硫脲0.1%，40～60℃或用HCl 20%，六次甲基四胺1～3g/L，20～40℃进行酸洗。加入缓蚀剂可防止基体过腐蚀及减少铁基体吸氢量。脱脂及酸洗处理不好会造成镀层附着力不好，镀不上锌或锌层脱落。

(3)浸助镀剂也称结合剂，可保持在浸镀前工件具有一定活性，

以增强镀层与基体结合。NH4Cl 15%～25%，ZnCl2 2.5%～3.5%，55～65℃，5～10min。为减少NH4Cl挥发可适当加入甘油。

(4)烘干预热为了防止工件在浸镀时由于温度急剧升高而变形，

并除去残余水分，防止产生爆锌，造成锌液爆溅，预热一般为120～180℃。

(5)热镀锌要控制好锌液温度、浸镀时间及工件从锌液中移出的

速度。温度过低，锌液流动性差，镀层厚且不均匀，易产生流挂，外观质量差；温度高，锌液流动性好，锌液易脱离工件，减少流挂及皱皮现象发生，附着力强，镀层薄，外观好，生产效率高；但温度过高，工件

及锌锅铁损严重，产生大量锌渣，影响浸锌层质量，锌耗大，甚至无法施镀。

同一温度下，浸镀时间长，镀层厚。不同温度，要求同样的厚度时，高温浸镀所需时间长。

(6)整理镀后对工件整理主要是去除表面余锌及锌瘤，用震动或手工方法均可。

(7)钝化目的是提高工件表面抗大气腐蚀性能，减少或延长白锈出现时间，保持镀层具有良好的外观。都用铬酸盐钝化，如Na2Cr2O7 80～100g/L，硫酸3～4ml/L。

(8)冷却一般用水冷，但温度不可过低，防止工件，特别是铸件由于激冷回缩产生基体组织开裂。

(9)检验镀层外观光亮、细致、无流挂、皱皮现象。厚度检验可采用涂层测厚仪，方法比较简便。也可通过锌附着量进行换算得到镀层厚度。结合强度可采用弯曲压力机，将样件作90～180°弯曲，应无裂纹及镀层脱落。也可用重锤敲击检验。

三、热喷锌与浸热镀锌工艺性能分析比较

1、热喷锌涂层和热浸镀锌镀层与钢铁基体结合力大小的比较

热喷锌工艺，钢铁基体采用喷砂除锈，基体表面具有一定的粗糙度（达40~60um），使得基体表面电化活化能力增加，涂层结合力较好,

大部分锌涂层以金属键的形式与钢铁基体表面结合，抗拉强度≥

0.6kg/mm²。。

热浸镀锌工艺，钢铁基体采用酸洗除锈，基体表面较光滑，而钢铁基体表面还将残留有害离子，影响镀层与基体结合力，镀层结合力较差。

理论研究表明，涂层或镀层与基体结合力与基体表面粗糙度成正比。拉力实验证明，相同厚度的热喷锌涂层与钢铁基体的结合力比浸镀锌镀层与钢铁基体结合力要高许多。因此，实际应用中的热喷锌涂层耐磨和耐冲刷性要好于热浸镀锌镀层许多。

2、热喷锌涂层和热浸镀锌镀层防腐性能的比较

热镀锌工艺预处理采用酸洗、磷化工艺，工件表面会有酸、碱液的残余物，留下了腐蚀的隐患，使热镀锌层容易产生脱落。

热喷锌工艺预处理采用喷砂工艺，工件表面非常清洁毛糙，表面喷锌不会产生由内向外的腐蚀，从而不会产生锌层脱落现象。

另外，热喷锌工艺可根据现场腐蚀环境的大小来调整锌层的厚度，而浸镀一镀定型，锌层厚度不能再增加，对较恶劣的腐蚀环境不适应。因此，从对钢铁基体的防护效果来看，热喷锌要好于热浸镀锌。

3、二者外观色泽的比较

3.1由于热浸镀锌工艺参数不易控制（酸液浓度、酸液温度、酸洗时间、镀槽温度、浸镀时间）而造成每批不同部位、批与批外观色泽的不一致，形成色差。

3.2对于管状或死角的钢铁结构由于酸洗后水洗不充分，造成镀锌后的“流泪”现象（即残留的酸遇水与锌层和钢铁基体起反应，生成的反应物），形成色斑。再者，有时酸洗时间不够，除锈效果不好，造成的锌镀层的跷起和开裂。上述情况，不但严重影响钢铁结构镀层的美观性，而且亦严重影响其对钢铁基体的防护效果。对于热喷锌而言，由于工艺科学合理，工艺参数易于控制，一般不存在上述现象。

4、两种技术镀层厚度均匀性的比较

由于热浸镀锌镀槽温度不易控制，镀锌层易流挂，镀层薄厚不均匀，镀层厚度不能人为控制，同时还能引起架构变形。而热喷锌涂层厚度、均匀性可人为调节，根据环境腐蚀程度，调整锌涂层厚度。

5、两种技术对钢结构内部应力的影响

热浸镀锌由于镀液温度高，易使钢结构变形，产生内部应力，影响其使用性能。热喷锌是锌液通过空气冷却后直接喷到钢铁基体表面，对钢铁结构内部力学性能基本没有影响。