常用表面防护处理简介

常用表面防护处理简介
一、表面防护的意义
近年来，金属表面处理技术获得了迅速发展，已广泛应用于众多领域。

随着金属加工业、铁路制造业、汽车行业的飞速发展，对生产各种金属制品及铁路、汽车零部件产品的质量有了更高要求，通过长期的实践证明，一些简单、简易的处理方式，已经不能满足使用环境的基本要求。

只有采用标准的处理生产工艺，才能使生产的产品满足质量要求。

因此，选用低成本、低能耗、高品质的金属处理工艺，是企业保证防护质量和产品质量稳定与否的重要因素。

　二、常用表面防护处理方法介绍及各自特点
2.1电镀
镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。

为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。

电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。

电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。

依各种电镀需求还有不同的作用。

举例如下：1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。

2.镀镍：打底用或做外观，增进抗蚀能力及耐磨能力，(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)。

3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。

4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性高于金。

5.镀锡铅：增进焊接能力，快被其他替物取代(因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡)。

2.1.1镀铬
铬是一种微带天蓝色的银白色金属。

它有很强的钝化性能，大气中很快钝化，显示出具有贵金属的性质，所以铁零件镀铬层是阴极镀层。

铬层在大气中很稳定，能长期保持其光泽，在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中非常稳定，但可溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。

铬层硬度高，耐磨性好，反光能力强，有较好的耐热性。

在500OC 以下光泽和硬度均无明显变化；温度大于500OC开始氧化变色；大于
700OC才开始变软。

　由于镀铬层的优良性能，广泛用作防护一装饰镀层体系的外表层和机能镀层。

2.1.2镀铜
镀铜层呈粉红色，质柔软，具有良好的延展性、导电性和导热性，易于抛光，经过适当的化学处理可得古铜色、铜绿色、黑色和本色等装饰色彩。

镀铜易在空气中失去光泽，与二氧化碳或氯化物作用，表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜层，受到硫化物的作用会生成棕色或黑色硫化铜，因此，作为装饰性的镀铜层需在表面涂覆有机覆盖层。

2.1.3镀镉
镉是银白色有光泽的软质金属，其硬度比锡硬，比锌软，可塑性好，易于锻造和辗压。

镉的化学性质与锌相似，但不溶解于碱液中，溶于硝酸和硝酸铵中，在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。

镉的蒸气和可溶性镉盐都有毒，必须严格防止镉的污染。

因为镉污染后的危害很大，价格昂贵，所以通常采用镀锌层或合金镀层来取代镀镉层。

目前国内生产中应用较多的镀镉溶液类型有：氨羧络合物镀镉、酸性硫酸盐镀镉和氰化物镀镉。

此外还有焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀镉等。

2.1.4镀锡
锡是一种银白色的金属，无毒，具有良好的焊接和延展性等，广泛应用电子、食品、汽车等工业。

电镀锡溶液主要有碱性和酸性两大类，酸性体系中又分硫酸盐、甲基磺酸体系及氟硼酸体系镀锡等。

实际生产中应用较多的是硫酸盐、甲基磺酸体系的酸性光亮镀锡工艺。

下面介绍生产线上采用的硫酸盐镀锡。

镀锡具有下列特点和用途：（1）化学稳定性高，在空气中耐氧化，不易变色。

（2）一般条件下，镀锡层对钢铁来说是阴极性镀层，因此只有在镀层无孔隙时才能有效的保护钢铁基体；但在密闭条件下的有机酸介质中（例如罐头内部），锡是阳极性镀层，即使有孔隙仍具有电化学保护作用，而且溶解的锡对人体无害，故常作食品容器的保护层。

（3）锡导电性好，易钎焊，所以常用以电子元器件引线、印刷电路板及低压器件的电镀。

2.1.5镀锌
锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。

锌在干燥的空气中几乎不发生变化。

在潮湿的空气中，锌表面会生成碱式碳酸锌膜。

在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中，锌的耐蚀性较差，尤其在
高温高湿含有机酸的气氛里，锌镀层极易被腐蚀。

锌的标准电极电位为-0.76V，对钢铁基体来说，锌镀层属于阳极性镀层，它主要用于防止钢铁的腐蚀，其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。

锌镀层经钝化处理、染色或涂覆护光剂后，能显著提高其防护性和装饰性。

近年来，随着镀锌工艺的发展，高性能镀锌光亮剂的采用，镀锌已从单纯的防护目的进入防护-装饰性应用。

镀锌溶液有氰化物镀液和无氰镀液两类。

氰化物镀液中分微氰、低氰、中氰、和高氰几类。

无氰镀液有碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液、硫酸盐镀液及无氨氯化物镀液等。

氰化镀锌溶液均镀能力好，得到的镀层光滑细致，在生产中被长期采用。

但由于氰化物剧毒，对环境污染严重，近年来已趋向于采用低氰、微氰、无氰镀锌溶液。

2.1.6其他
电镀单金属方面还有镀铅、镀铁、镀银、镀金等。

电镀合金方面有：电镀铜基合金，电镀锌基合金，电镀镉基、铟基合金，电镀铅基、锡基合金，电镀镍基、钴基合金、电镀钯镍合金等。

复合电镀方面有：镍基复合电镀，锌基复合电镀，银基复合电镀，金刚石镶嵌复合电镀。

2.2电泳
电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷的涂料
离子移动到阴极,并与阴极表面所产生的碱性作用形成不溶解物，沉
积于工件表面。

它包括四个过程： 1.电解（分解）在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子OH-，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于
水的物质，涂膜沉积，方程式为：H2O→OH+H
2.电泳动（泳动、迁移）
阳离子树脂及H+在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。

3.电沉积（析出）
在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不
沉积物，沉积于被涂工件上。

4.电渗（脱水）
涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水
被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则
吸附于工件表面，而完成整个电泳过程。

电泳表面处理工艺的特点：
电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。

2.3氧化处理
钢的氧化处理钢的氧化处理是将钢件在空气—水蒸气或化学药物中加热到适当温度，使其表面形成一层蓝色(或黑色)的氧化膜，以改善钢的耐蚀性和外观，这种工艺称为氧化处理，又叫发蓝处理。

氧化膜是一层致密而牢固的Fe3O4薄膜，只有0.5~1.5mm厚，对钢件的尺寸精度无影响。

氧化处理后的钢件还要进行肥皂液浸渍处理和浸油处理，以提高氧化膜的防腐蚀能力和润滑性能。

2.4金属表面着色
金属表面着色，顾名思义就是给金属表面“涂”上颜色，改变其单一的、冰冷的金属色泽，代之以五颜六色，满足不同行业的不同需求。

给金属着色后一般都增加了防腐能力，有的还增加了抗磨能力。

但表面彩色技术主要的应用还在装饰领域，即用来美化生活，美化社会。

2.5钝化
钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。

另外，一种活性金属或合金，其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，也叫钝化。

其钝化的机理可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、牢固地吸附在金属表面上的钝化膜。

这层膜成独立相存在，通常是氧化金属的化合物。

它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防腐蚀的作用。

如Fe→Fe++时标准电位为－0.44V，钝化后跃变到+0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫钝化膜。

金属的钝化也可能是自发的过程(如在金属的表面生成一层难溶解的化合物，即氧化物膜)。

在工业上是用钝化剂(主要是氧化剂)对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。

钝化的优点：
1、与传统的物理封闭法相比，钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变颜色的特点、提高了产品的精密度和附加值，使操作更方便；
2、由于钝化的过程属于无反应状态进行，钝化剂可反复添加使
用，因此寿命更长、成本更经济。

3、钝化促使金属表面形成的氧分子结构钝化膜、膜层致密、性能稳定，并且在空气中同时具有自行修复作用，因此与传统的涂防锈油的方法相比，钝化形成的钝化膜更稳定、更具耐蚀性。

2.6喷涂
喷涂工艺一般可分为：喷漆、喷粉。

工件经表面处理后，针对不同工件对外观和耐腐蚀的要求，选用合适的喷涂工艺及设备，同时应注意流平、干燥、冷却等工序的控制，否则会对产品质量产生不良影响。

三种工艺各有利弊，在设备投资方面
电泳设备一次性投资大，而且关键设备主要依赖于进口；喷粉设备一次性投资最少，但由于粉末烘烧温度高，所以设备(能耗)运行费用高。

一般情况下，喷漆工艺能获得较好的外观质量。

喷漆涂层具有较好的光泽、色泽及耐候性，通常用于汽车外涂层、摩托车油箱等外观要求较高的场合。

对于防腐要求较高的场合，如摩托车车架、放在厨房中的冰箱等一般采用喷粉工艺。

电泳工艺一般运用于耐盐雾试验、耐冲击性等要求比较高的场合并且充当底漆的作用。

当然像汽车雨刮器、高档门锁等只需一道电泳漆就能满足要求。

有时对一种产品三种工艺都能适用，这由各方面的综合因素而定。

粉末静电喷涂，利用高压静电发生器发出的高压直流电，接至喷枪尖，而工件通过输送链接地，当工件进入喷粉房和喷枪尖端接近时，就产生电晕放电现象，喷枪和 工件之间形成一个电场，粉末和压缩空气的混合物从喷枪口喷射出来，经过电晕放电就带上了负电荷，带负电荷的粉末微粒在静电力和压缩气流的作用下到达工件表 面，在粉末微粒的其它部分的负电荷与工件之间具有静电吸引力，使粉末微粒均匀地吸附在工件表面上，一般粉末微粒的比电阻在102－103Ω为宜，带电量一般在Q＝107库∕克的程度上，喷涂操作时使用的电压一般为50－80KV，放电量为100μA以下，喷枪尖端与工件的距离10－20㎝为宜。

冷喷时，工件涂层厚度一般为50－100微米，热喷时，涂膜厚度可达500微米。

在工件凹陷处，需降低电压进行喷涂。

2.7烤漆
烤漆分为两大类，一类低温烤漆固化温度为140°-180°，另外一类就称为高温烤漆，其固化温度为280°-400°。

在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤。

喷漆时，外部空气经过初级过滤网过滤后由风机送到房顶，再经过顶部过滤网二次过滤净化后进入房内。

房内空气采用全降式，以0.2-0.3m/s的速度向下流动，使喷漆后的漆雾微粒不能在空气中停留，而直接通过底部出风口被排出房外。

这样不断地循环转换，使喷漆时房内空气清洁度达98%以上，且送入的空气具有一定的压力，可在车的四周形成一恒定的气流以去除过量的油漆，从而最大限度地保证喷漆的质量。

烤漆时，将风门调至烤漆位置，热风循环，烤房内温度迅速升高到预定干燥温度(55℃—60℃)。

风机将外部新鲜空气进行初过滤后，与热能转换器发生热交换后送至烤漆房顶部的气室，再经过第二次过滤净化，热风经过风门的内循环作用，除吸进少量新鲜空气外，绝大部分热空气又被继续加热利用，使得烤漆房内温度逐步升高。

当温度达到设定的温度时，燃烧器自动停止；当温度下降到设置温度时，风机和燃烧器又自动开启，使烤漆房内温度保持相对恒定。

最后当烤漆时间达到设定的时间时，烤漆房自动关机，烤漆结束。

高温烤漆又名特氟龙（telon)英文全称为Polytetrafluoroetylene，简称Teflon、PTFE、F4等。

特氟龙高性能特种涂料是以聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料，英文名称为Teflon，因为发音的缘故，通常又被称 之为铁氟龙、铁富龙、特富龙、特氟隆等等（皆为Teflon 的译音）。

特氟龙（铁氟龙）涂料是一种独一无二的高性能涂料，结合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性，具有其他涂料无法抗衡的综合优势，它应用的灵活性使得它能用于几乎所有形状和大小的产品上。

1、不粘性：几乎所有物质都不与特氟龙涂膜粘合。

很薄的膜也显示出很好的不粘附性能。

2、耐热性：特氟龙涂膜具有优良的耐热和耐低温特性。

短时间可耐高温到300℃，一般在240℃~260℃之间可连续使用，具有显著的热稳定性，它可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下不融化。

3、滑动性：特氟龙涂膜有较低的摩擦系数。

负载滑动时摩擦系数产生变化，但数值仅在0.05-0.15之间。

4、抗湿性：特氟龙涂膜表面不沾水和油质，生产操作时也不易沾溶液，如粘有少量污垢，简单擦拭即可清除。

停机时间短，节省工时并能提高工作效率。

5、耐磨损性：在高负载下，具有优良的耐磨性能。

在一定的负载下，具备耐磨损和不粘附的双重优点。

6、耐腐蚀性：特氟龙几乎不受药品侵蚀，可以保护零件免于遭受任何种类的化学腐蚀。

2.8磷化
磷化（phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。

磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。

磷化所形成的磷化膜是一层稳定的不导电的隔离层，使金属表面由优良导体变为不良导体，抑制了微电池形成，有效地阻止涂层腐蚀。

磷化常用的方法按处理温度分为高温磷化（70~90℃ ），中温磷化（50~70℃ ）和常温磷化（20~30℃ ）。

磷化膜一般是黑色的。

磷化作用及用途
1、磷化作用
（1）涂装前磷化的作用
①增强涂装膜层（如涂料涂层）与工件间结合力。

②提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。

③提高装饰性。

（2）非涂装磷化的作用
①提高工件的耐磨性。

②令工件在机加工过程中具有润滑性。

③提高工件的耐蚀性。

2、磷化用途
　钢铁磷化主要用于耐蚀防护和油漆用底膜。

（1）耐蚀防护用磷化膜
①防护用磷化膜用于钢铁件耐蚀防护处理。

磷化膜类型可用锌系、锰系。

膜单位面积质量为10-40 g/m2。

磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈蜡等。

②油漆底层用磷化膜
增加漆膜与钢铁工件附着力及防护性。

磷化膜类型可用锌系或锌钙系。

磷化膜单位面积质量为0.2-1.0 g/m2（用于较大形变钢铁件油漆底层）；1-5 g/m2（用于一般钢铁件油漆底层）；5-10 g/m2（用于不发生形变钢铁件油漆底层）。

（2）冷加工润滑用磷化膜
钢丝、焊接钢管拉拔单位面积上膜重1-10 g/m2；精密钢管拉拔单位面积上膜重4-10 g/m2；钢铁件冷挤压成型单位面积上膜重大于10 g/m2。

（3）减摩用磷化膜
磷化膜可起减摩作用。

一般用锰系磷化，也可用锌系磷化。

对于有较小动配合间隙工件，磷化膜质量为1-3 g/m2；对有较大动配合间隙工件（减速箱齿轮），磷化膜质量为5-20 g/m2。

（4）电绝缘用磷化膜
一般用锌系磷化。

用于电机及变电器中的硅片磷化处理。

2.9表面硬化
所谓表面硬化法是指通过适当的方法使零件的表层硬化而零件的心部仍然具有强韧性的处理。

通过这种处理，可以改善零件的耐磨性以及耐疲劳性，而由于零件的心部仍然具有良好的韧性和强度，因此对冲击载荷有良好的抵抗作用。

常用的表面硬化处理方法主要有渗碳、氮化、硬质阳极氧化、表面淬火以及渗金属等。

1.渗碳
钢的渗碳就是含碳量较低的钢制零件在渗碳介质中加热或者保温，使碳原子渗入表面，获得一定的表面含碳量，在淬火之后，含碳量高的表层硬度很高，而含碳量低的心部硬度低仍具有良好的韧性。

目的是使零件获得高的表面硬度、耐磨性以及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

主要用于承受磨损、交变接触应力或者弯曲应力和冲击载荷的零件，如轴、齿轮、凸轮轴等，这些零件要求表面有很高的硬度而心部要有足够的强度和韧性。

2.氮化
氮化是指把合金钢（一般含有Al、Cr、Mo）在无水氨气（NH3）流中在500℃—570℃左右长时间加热，使钢的表面形成一层硬度很高又耐腐蚀的氮化物（主要为Fe2N、Fe3N、Fe4N）。

一般有气体渗氮、液体渗氮和辉光离子渗氮。

3.硬质阳极氧化
铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极，以铅板作阴极在电解液中电解，使其表面生成氧化膜层。

经过阳极氧化，铝表面能生成厚度为几个至几百微米的氧化膜。

这层氧化膜的表面是多孔蜂窝状的，比起铝合金的天然氧化膜，其耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。

4.表面淬火
表面淬火是指将工件表面一定深度范围内迅速加热到淬火温度，然后迅速冷却，在一定深度范围内达到淬火目的的热处理工艺。

目的是在工件表面一定深度范围内获得马氏体组织，而心部仍保持淬火前的组织状态（调质或者正火状态），从而使表面硬而耐磨，而心部又有足够的塑性和韧性。

主要用于中碳调质钢和球墨铸铁制的机器零件。

三、常用表面防护处理方法的工艺流程、工艺要点
3.1电镀
电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。

为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。

电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。

电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。

在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接。

电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。

通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。

阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。

在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。

电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。

电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。

（1）镀铬工艺流程
1、铁件镀铬工艺流程：
除蜡 → 热浸除油 → 阴极 → 阳极 → 电解除油 → 弱酸浸蚀 → 预镀碱铜 → 酸性光亮铜（选择）→ 光亮镍 → 镀铬或其它
除蜡 → 热浸除油 → 阴极 → 阳极 → 电解除油 → 弱酸浸蚀 → 半光亮镍 → 高硫镍 → 光亮镍 → 镍封（选择）→ 镀铬
2、锌合金镀铬工艺流程
除蜡 → 热浸除油 → 阴极电解除油 → 浸酸 → 碱性光亮铜 → 焦磷酸铜（选择性）→ 酸性光亮铜（选择性）→ 光亮镍 →镀铬
3、不锈钢直接镀铬工艺
1) 电化学除油→热水洗→冷水洗→浸酸活化（1ml/L HCL、10ml/L H2SO4，室温，半分钟；适用于自动线上不锈钢镀铬，不宜镀铜或镍）→水洗→镀铬。

2) 阴极电化学除油→清洗→阳极活化（10A/dm2）→直接镀铬。

3) 化学除油→清洗→阳极电化学除油（0.5A/dm2）→清洗→浸酸活化（1ml/L HCL、10ml/L H2SO4，室温，45S）→清洗→镀铬注：镀铬时，应先用是正常电镀时电流密度的1.5～2倍镀3～5分钟，然后再正常电流密度电镀，要尽量缩短各工序之间的过渡引起的停留时
（2）镀铜工艺流程
化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化性氧化还原反应。

首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行），铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。

化学镀铜在PCB制造业中得到了广泛的应用，目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。

PCB孔金属化工艺流程如下：
钻孔→磨板去毛刺→上板→整孔清洁处理→双水洗→微蚀化学粗化→双水洗→预浸处理→胶体钯活化处理→双水洗→解胶处理（加速）→双水洗→沉铜→双水洗→下板→上板→浸酸→一次铜→水洗→下板→烘干
（3）镀锡工艺流程
检验——除油——水洗——酸洗——水洗——滚光——水洗——镀铜——水洗——镀锡——水洗——钝化——水洗 ——甩干——检验
操作规程及注意事项
1、控制好镀液工作条件，勤观察，注意温度变化，液位变化。

仔细操作，如实填写操作记录。

根据化验结果补加药水，校正电镀液。

2、光亮剂以少加勤加为原则。

3、如果酸液溅在皮肤上，应立即用清水冲洗。

4、场地打扫干净,器具摆放整齐。

（4）镀锌工艺流程
1. 热浸镀锌
热浸镀锌是由古老的热浸镀锡发展而来的一种应用最广泛和最有效的金属防锈方法，自应用于工业生产以来已有近170年的发展历史，是一种防止钢铁大气腐蚀的有效方法。

由于热镀锌产品具有良好的耐蚀能力、美好的外观、有利于后续加工、可降低成本和减少环境污染等优点，因而深受广大用户的欢迎。

热浸镀锌是将被镀金属(基体)材料经预处理后，浸入液态金属锌中，从而在金属表面镀覆上一层薄薄的具有防护性的锌镀层，以达到提高材料抗腐蚀能力、改善材料性能的一种工艺方法。

此工艺特点是基体金属与镀层金属间形成冶金结合的合金层。

被镀金属一般为普碳钢、合金钢和铸铁。

此外，用于热镀的低熔点金属还有铝、铅、锡等有色金属及其合金。

1.1基本机理
一般认为，热浸镀锌镀层是按下列步骤形成的：首先，固体铁溶解在熔融锌中；其次，铁和锌形成铁-锌化合物；最后，在铁-锌合金层表面生成纯锌层。

该过程中的物理化学反应可以分为以下几个阶段：①锌原子通过钢铁表面扩散到钢铁材料的亚表面，形成锌铁固溶体；②以此固溶体为界，铁原子和锌原子进行反方向的扩散，锌原子继续向钢铁内表面扩散，使固溶体层增厚，同时固溶体中的铁原子溶解于工件表面吸附在熔锌中，铁和锌生成Fe-Zn合金层；③当工件从锌锅中提出时，锅中的纯锌熔融体粘附在Fe-Zn合金层表面，冷却后形成纯锌结晶层。

1.2 工艺流程及镀层特性
1.2.1工艺流程
目前的热镀锌生产工艺流程如下：
预镀件--脱脂--水洗--酸洗--水洗--挤干--涂水溶剂--烘干--镀锌--冷却--矫直--涂油--打包。

1.2.2镀层特性
由Zn—Fe状态图可以看出，当镀锌温度在450～670℃范围内时，所产生的相层，由铁开始其顺序为：a固溶体，a+r的共晶混合物，r 相，r+δ1的包晶混合物，δ1相，δ1相+ξ相的包晶混合物，ξ相和η相。

在热镀锌生产过程中，实际获得的镀层不一定完全含有上述8种相层。

研究结果表明，当镀件在锌液中浸没时间很短时，根本不会形成a固溶体，而a+r共晶、r+δ1包晶和δ1+ξ包晶分别在623℃、672℃和530℃时才能形成。

所以，镀锌温度在450～470℃范围时，不会形成上述4种相层，只可能形成r相、δ1相、ξ相及η相等4种相层。

当浸锌时间极短，如5s左右时，r相也不会形成，η相几乎由纯锌组成，所以此相又被称为纯锌层。

此时，铁锌合金层中就只存在δ1相和ξ相。

2 电镀锌
以电化学方法使金属离子还原为金属的过程称为金属电沉积。

如果在电沉积过程中，能在金属和非金属制品表面形成符合要求的平滑致密的金属覆盖层，则称为电镀。

2.1锌的电沉积原理
锌的电沉积是指在直流电流作用下，电解液中的锌离子还原并沉积在工件表面上形成锌镀层的过程。

电镀时，溶液中的锌离子在阴极。