热镀锌助镀添加剂ZT+601的应用研究
热浸镀锌无烟助镀剂的研究
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热浸镀锌无烟助镀剂的研究
热浸镀锌技术具有悠久的历史,由于对基体可实现物理与电化学双重保护作用,得到的镀层致密、耐用、且与基体具有良好的结合力,目前已得到了广泛应用。
但热浸镀锌生产中的烟雾问题一直没有得到有效的解决,这一问题不仅影响了操作人员的正常工作,也造成了周边环境的污染。
近年来,随着环保要求的逐步提高,烟雾问题也逐渐引起了人们的重视。
本论文从烟雾产生的原因着手,尝试使用氯化物、氟化物和表面活性剂取代传统助镀剂中的氯化铵,以期达到热浸镀锌的清洁生产。
通过八种助镀剂成分体系,每种体系六种浓度的探索试验后,选出每种助镀
剂的最佳配方。
利用肉眼观察、金相显微镜、激光共聚焦、电化学工作站及盐试验等分析方法对镀层的性能进行评价,结果发现:采用工艺参数为镀锌温度450℃、镀锌时间1.5分钟、助镀时间3分钟进行热浸镀锌操作时,单独使用氯化锌与表面活性剂组成的助镀剂,虽然表面能够镀上锌,但仍有烟雾产生且漏镀严重,效果不理想;其他类型的助镀剂得到的镀锌件外观质量均较好,实现了热浸镀锌的清洁生产,其中200g/LZnCl2+80g/LCeCl3+90g/LKF·2H2O+80g/LNaCl组成的助镀剂综合作用效果最好,镀层表面质量以及耐蚀性能均较常规助镀剂有所提高;而氟化钾对镀层的耐腐蚀性不利,当含量大于90g/L时得到的镀层质量较差;加入氯化锡后,ζ相层增厚,并使表面粗糙度增加,耐腐蚀性能降低,镀层外观质量
较差;助镀剂中加入氯化钠后得到的镀层更加光亮;加入10%左右的CeCl3,微观组织中ζ相更加致密、均匀,耐蚀性能得到显著提高,助镀效果理想。
由此可以说明,热浸镀铝中助镀剂的作用机理同样适用于热浸镀锌。
热镀锌钢丝助镀剂的研究
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等。其 中氯化锌 可与水化 合成 Z C2H O 在浸镀 n I・ 2 ,
时 可溶 解 铁 的 氧 化 物 , 时 氯 化 锌 沸 点 高 、 点 低 , 同 熔
锌 和 氯化 铵 的 混 合 物 [ , 该 类 助 镀 剂 易 产 生 过 腐 2 但 】 蚀 及 使 镀 件产 生 表 面缺 陷 , 而且 在 8 0℃ 左右 热 稳 定 性 差 【 。本 文 在 前 人 研 究 的 基 础 上 对 助 镀 剂 配 方 3 J
力 发 展 。本 文 选择 水 溶液 助 镀 剂进 行 研 究 。水 溶 液
热镀 工 艺 具 有制 造 成 本 低 、 镀层 较 厚 、 蚀 效果 耐
好 等一 系列 优 点 。这 项 研 究 始于 l 纪 后 叶 LJ现 3世 1,
已广 泛 应 用 于 石 油 、 工 、 力 、 金 、 械 、 源 和 化 电 冶 机 能
关 键 词 : 浸 镀 ; 镀 剂 ; 层 热 助 镀
中圈 分类号 : D 7 T 9
文献标 识码 : A
1 前
言
产 生 的气 体 应具 有 去 除 锌 液 表 面 氧 化 物 , 护 金 属 保 基 体 的作 用 。 助 镀 剂 可 分为 熔盐 助 镀 剂 和水 溶 液助 镀 剂 。熔 盐助 镀 剂 由于 存 在 生 产 成 本 高 、 工艺 控 制 繁 琐 等 不 足而 受 到 限 制 [】 水 溶 液 助 镀 剂 由于 具 有 配 制 简 4。 单 、 用 方便 、 使 可在 室 温 下 使 用 【 等 优 点 , 得 到 大 5 】 而
选 取 、 镀 时 间和 温 度 以 及 烘 干 时 间 和 温 度 进 行 研 助 究 , 图 找 出 一种 或 几 种效 果 更好 的助 镀 剂 , 定 更 试 确
热镀锌助镀剂的探讨及展望1
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热镀锌用助镀剂探讨
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( NH , 亚 铁 盐 变 成 铁 盐 沉 淀 . 若 亚 铁 盐 )C 使 但 含 量太 高 . 只有 排放重 配 就
3 N tC 的作 用 I ̄ l
助镀 剂 中氯 化 铵 的作用是 通过 氢 及氯化 氢获 得
速度 达到 一定值 后下 降 。氯化锌 助镀 剂 对于 钢铁 件 表 面的清 洁作 用十 分 明 显 . 对 于熔 融 锌 的清 洁效 但 果却 远小 于氯 化铵 . 因而会 使镀 层 }现 渣刺 , n 仅仅使 用 氯 化锌 助镀剂 效果 也 不 理想 。Z C: 镀 剂 的 吸 n 1助
F Zn 4 e CI
从 而达 到清 洁钢 铁 件 表面 的作 用 显 然 . 钢 铁 件 在 表 面粘 附过 多的 亚铁盐 . 就会 使助镀 剂 失效 . 冉现 漏 镀、 疤刺 等缺 陷 。 当助 镀槽 中的 F 达 到一定 浓 度 时 . 要 及 时 一 需 清 除助 镀剂 中 的亚铁盐 。方 法是把 助镀剂 的温 度加
F! e一+ NH4 一 C1
Fe + Z CI n 2一
如漏镀 、 疤刺 、 霜形斑等 , 总或多或少地和助镀剂有 关 。助镀 剂在热 镀 锌 中的作用 有 : ()对 钢铁 表 面 的清 洁 作 用 , 钢 铁 件 在 进 人 1 使 熔 锌时具 有最 大 活性 。包括 防止钢 铁从 助镀 槽到 进 入锌 锅 的一段 时 间 内在 空气 中锈蚀 和 除去 附在钢铁
FL X H O DI AI AN I I U 1 PG V Z NG
YUAN hi n ,ZHANG u r n * Z - mi S' o g -
(.He eP s n ] o 1 h i ot dTe cmmmlainE up n c ieyF co ,B o i  ̄ 7 0 0 C i ;2 h izun a e i t q i c o me t Mahnr atr y a dn 0 1 0 , hn 4 a .S  ̄ h ag a B i n h mi l n uty al gC e c d s o aI r , t. hj zu n 5 0 1 hn ) L d .S iah  ̄ g0 0 3 ,C ia i
热镀锌用助镀剂探讨
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热镀锌用助镀剂探讨袁志敏1,张素荣2(1.河北省邮电器材机械厂,保定071000;2.石家庄白龙化工股份有限公司,石家庄050031)摘 要:详细分析了助镀剂中各成分在钢铁件热镀锌中的作用,并给出了钢铁件在热镀锌时助镀剂的成分配比。
关键词:热镀锌;助镀剂;钢铁件中图分类号:TQ153 文献标识码:B 文章编号:10052748X(2002)0520225202FL U X IN HO T2DIP GALVAN IZIN GYUAN Zhi2min1,ZHANG Su2rong2(1.Hebei Post and Telecommunication Equipment Machinery Factory,Baoding071000,China;2.ShijiazhuangBailong Chemical Industry Co.,Ltd.,Shijiazhuang050031,China)Abstract:This paper introduces the function of flux for iron and steel parts during hot2dip galvanizing,analyzes the function of every ingredient of flux during hot2dip galvanizing,and lists the optimum ingredient ratio of flux for hot2 dip galvaizing.K ey w ords:G alvanizing;Flux;Iron and steel part1 引 言大约在二百年前发明的氯化锌铵助镀剂一直在热浸镀锌领域应用着。
这种氯化锌铵助镀剂在热镀锌中起着举足轻重的作用,许多热镀锌缺陷和故障,如漏镀、疤刺、霜形斑等,总或多或少地和助镀剂有关。
助镀剂在热镀锌中的作用有:(1)对钢铁表面的清洁作用,使钢铁件在进入熔锌时具有最大活性。
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15 15.718 0 15.727 0 17.384 8 o.009 0 1.666 8良好 ”16 15.454 6 15.465 7 16.933 4 o.011 I 1.478 8良好 一17 15.704 2 15.714 4 17.049 0 0.OlO 2 1.344 8良好 …18 15.499 4 15.508 3 17.103 3 0.008 9 1.603 9良好
子的助镀剂中,降低表面张力60%。
1实验部分
1.1实验用品及条件
实萼蜩镀件:低碳钢片,尺寸60.5 illm×40.2咖×
1.0唧、60.4呦×41.4咖×1.7硼两种,样片角部 打孔西4.0衄;普碳钢丝,咖0.8姗、咖1.6姗,长 度在20~1 000 mm之间,制成咖25 mm的弹簧状;普 碳钢管,咖20 mm×2 mm×60 ram.
张力,从而提高助镀剂对工件的润湿性,使助镀剂均
匀分布在工件表面,形成既薄又致密的助镀剂层。可
以用玻璃片和玻璃试管对助镀剂在钢板和钢管上的
分布情况进行模拟。
未加添加剂的,见图l~图3。
图1
万方数据
-20-
河北化工
第4期
图2
图3
加入添加剂的,见图4~图6。
图7不加添加剂的镀层
图4
图5
图6
2.2.3助镀剂添加剂的效果
将不同种类的镀件分别用l+l盐酸酸洗除锈, 水洗,5%NaOH溶液中和,水洗,立即用滤纸吸干水 分,入烘箱于80~110℃烘干15 min,取出于干燥器 内放置5 min,冷却后称重巩;取半数于不加添加剂 的助镀剂中助镀,另半数于加了ZT 601添加剂的助镀 剂中助镀,取出后入烘箱,子80"--'1 10℃烘干15 min, 取出于干燥器内放置5 min,冷却后称重皿。;之后入 锌锅镀锌,浸锌时间均为40 s,从锌液中取出速度一 致,取出后水冷再于80,--Ii0℃烘干15 min,取出于 干燥器内放置5 min,冷却后称重砘。
助镀剂:取于某热镀锌厂现场,其主要成分氯化 锌170 g/L,氯化铵108 g/L,铁离子6.5 g/L;助镀 剂添加剂ZT 60 1:河北汉特冶金化工科技有限公司 专利产品(专利号:2007101393493),在助镀剂中加入 量为0.396;锌液成分:纯锌;镀锌温度:465℃;浸锌
时间:40 s。 1.2实验过程
表1 助镀剂添加剂ZT 601对钢丝上助镀剂吸附量的影响
表3(续)
·19-
表2助镀剂添加剂ZT 601对钢管上助镀剂吸附量的影响
9
59.544 0
59.592 2
0.048 2
10
60.232 8
60.272 4
0.039 6
加
ll
58.642 4
58.681 O
0.038 6
入
12
59.489 5
4结论 。在热镀锌助镀剂中应用新型添加剂ZT 601可以
起到降低助镀剂的使用量、减少溶剂烟和溶剂渣、改 善镀层厚度的不均匀性、降低锌耗、防止飞溅、改善镀
结构件各需消耗100 kg ZT 601,投入成本6 000 元。仅考虑节锌一项,每吨镀件至少节锌0.1%,一个 月可节锌6~8 t,按锌价14 000元/t计,可节约
经过大量实验证明,在以下几个方面效果明显: 降低助镀剂的使用量、减少溶剂烟、减少溶剂渣,有利
于改善环境,降低成本;改善镀层厚度的不均匀性,采
用未添加润湿剂的助镀剂时,工件表面各部助镀剂分
布不均匀,有助镀剂处先进行锌铁反应,而没有助镀
剂处需经一段时问后,锌铁才开始反应,形成镀锌层,
因此镀件表面各处形成镀锌层的时问有差异,生成锌 铁合金的厚度也不同,锌铁合金层的不均匀和凹凸起
万方数据
第4期
李秀峰等:热镀锌助镀添加剂(ZT 601)的应用研究
乎同时开始,有利于缩短浸锌时间,避免色差的产生。 3效益分析
通过对某热镀锌管厂和某热镀锌铁塔厂使用助 镀剂添加剂ZT 601的情况跟踪,得到如下数据:平 均每月镀6 000 t钢管或6 000~8 000 t左右的
烟而减少对环境的污染。
热镀锌助镀添加剂(ZT 601)的应用研究
李秀峰1,陈冬z,刘汇玲:,金向雷2
(1.河北省化学工业研究院,河北石家庄05003112.河北省冶金研究院,河北石家庄050031)
[摘要]通过实验得到了助镀锌添加剂ZT 601。将其加入到助镀锌剂中可显著降低溶剂的表面张力,提高镀件与溶剂的浸
润性,从而达到减少助镀剂使用量的目的。它有利于助镀剂的干燥,可以有效防止工件的二次氧化及降低锌耗。
[关键词]热镀锌;助镀剂;助镀剂添加剂
[中图分类号】TQ 153.1+5
【文献标识码】A
【文章编号】1003-5095(2010)04一0018—04
助镀剂添加剂又名润湿剂,属于表面活性剂的一 类。长期以来在我国批量热镀锌中未获得重视和推广
应用。1957年英国镀锌工作者协会(Galvanizers Association)出版了《优秀实践手册》,并于1965年 修订再版,其译名为《镀锌技术基本实务》(General Galvanizing Practice)。1982年何福朝等根据澳大 利亚工程师提供的上述书籍,翻译出版了《镀锌实践
19 29.674 l 29.686 0 31。136 5 o.011 9 1、462 4良好
平均0.0096 4 1.574 9
2.2讨论 2.2.1助镀剂添加剂的作用
目前助镀是溶剂法镀锌工艺中最关键的工序,助 镀的效果直接影响到镀件质量和锌耗等。常规的助镀
工序控制要点:铵锌比为1.2~1.6、质量浓度为
伏易使镀锌层的厚度增加。添加润湿剂后,各部同时 进行锌铁反应,使镀锌层趋于均匀。这一点通过扫描
电镜照片进行了证实,如图7、图8所示。
图8加入添加剂后的镀层
在降低锌耗方面的实验表明,试片平均上锌量减 少6%,由于助镀剂附着量的降低,以及镀层厚度均匀 性的改善,纯锌液回流畅通,因此上锌量会降低;另外 由于助镀剂覆盖均匀,防止助镀后的镀件在空气中二 次氧化,可减少锌渣的产生。使用不加润湿剂的助镀 剂时,为了防止二次氧化,企业往往通过增加助镀剂 浓度的方法在工件的表面形成保护层,有的企业还在 工件局部处撒上溶剂增加浓度,既增iJD-T助镀剂的消 耗,产生大量的溶剂烟,又增加锌液爆溅的危险性,同 时会产生铁盐,增加锌耗,影响镀件表面质量。使用润 湿剂后,助镀剂均匀地覆盖在镀层表面,可有效地防 止--次氧化,减少锌渣的产生,降低锌耗;润湿剂的使 用还有利于助镀剂的干燥,防止镀锌时锌液飞溅。使 用润湿剂后,助镀剂即便未经干燥,助镀液也以极薄 的液膜形式在镀件浸入锌液时迅速蒸发,不易爆溅。 在未使用润湿剂时,助镀剂不能很好地铺展在表面。 如未经干燥或干燥温度低,镀件浸入锌液时,不能迅 速蒸发,一旦浸入锌液后再蒸发,形成气体将发生爆 溅。此外还能达到改善镀锌层表面质量的目的。溶剂 渣的减少、锌渣的减少均有利于改善镀锌层的表面质 量。由于助镀剂的分布均匀,镀锌时各处锌铁反应几
层质量等作用。该产品的研制成功对干法镀锌企业的 节能降耗和提高产品镀锌质量具有积极的作用,对改 善环境污染具有深远的意义。
84 000~112 000元,减去投入成本,实际降低成本 每月78 000~106 000元。另外,还提高了镀锌表面 质量和降低漏镀风险的经济效益,以及因减少溶剂
[参考文献]
[1】何福朝,等译.镀锌实践概论[M】.北京:友谊出版公司,1984. [2]陈厚载.热镀锌技术[M].上海:上海交通大学出版社,1994.
The Applied Research of Hot Galvanize Fluxing Agent Additive(ZT 601)
LI Xiu—fengj CHEN Don92,LIU llui—j j口g‘JIN Xiang—lei2 (1.1iebei Chemical Engineering and Industry Research Institute,Shijiazhang 050031,China;2.她tallargy Research Institute of Hebei Provice.Shijiazhang 050031。China)
250----400 g/L、pH值为4"5、助镀剂温度为>60℃、
铁离子浓度为<10 g/L。其不足之处是在批量热镀锌
企业中一直未使用润湿剂,更未对润湿剂进行浓度控
制。由于助镀剂是高质量钢铁表面的润湿性不
好,助镀剂不能均匀地分布在工件表面。因此,助镀剂
59.522 8
0.033 3
添
13
59.020 2
59.069 8
0.049 6
加
14
59.024 1
59.063 9
0.039 8
剂
15
40.684 I
40.721 5
0.037 4
16
39.335 6
39.380 3
O.044 7
1E塑
!:!!!!
表3助镀剂添加剂ZT 601对钢板上附着量
和上锌量及镀层外观的影响
Aml=Ⅲl-too为镀件上挂助镀剂于重;△盱恐一吗
为镀件上所镀锌重。 1.3实验目的
(1)助镀剂添加剂ZT 601对镀件上助镀剂吸附 量的影响:(2)助镀剂添加剂ZT 601对镀件上锌量的 影响;(3)助镀剂添加剂ZT 601对镀件外观质量的影 响。
2实验结果与讨论
2.1实验结果 表1~表3中平均值表示工件样本数助镀剂的
Key words:hot galvanize:fluxing agent;fluxing agent additive
(上接第17页) 由于它是用特殊表面处理的超微粒子,它的凝聚性很 小,与高聚物相溶性极好。
概渤一书,该书介绍在干法镀锌的溶剂中添加润湿