7-8 热镀原理及应用

2022-04-21 13:43:56 技术专栏

热浸镀是将被加工材料浸入熔融金属中，在表面形成熔融金属膜的工艺。低熔点金属用于热浸镀膜，其中锌（Zn）是更受追捧的。其他包括铝 (Al)、锌铝合金 (Zn-Al)、锡 (Sn) 和焊料。

对于热镀锌和热镀铝，JIS还规定了类型、符号、试验方法和工作标准。如表1所示，对于热浸锌镀层，镀层符号为HDZ，将两种类型定义为一种类型，将不同附着量的五种类型定义为两种类型。另外，如表2所示，热浸镀铝的镀层符号为HDA，规定了3种。所有后面都有一个符号、数字或数值，表示附着量。

表1 JIS热镀锌的种类和符号[JIS H 8641：热镀锌]

种类		象征	附着量[g/m 2 ]	硫酸铜测试次数	平均膜厚 [μm（参考）]	应用示例
1种	一种	HDZ A	-	4次	28-42	厚度5mm以下的钢材及制品，直径12mm以上的钢管、螺栓、螺母，厚度2.3mm以上的垫圈。
1种	乙	HDZ B	-	5次	35-49	厚度5mm以上的钢材/制品、钢管及锻造品
2种	35	HDZ 35	超过 350	-	49 或更多	厚度1mm以上2mm以下的钢材及制品，直径12mm以上的螺栓螺母，厚度2.3mm以上的垫圈。
	40	HDZ 40	超过 400	-	56个或更多	厚度2mm以上3mm以下的钢材、钢材、铸锻件
	45 45	HDZ 45	超过 450	-	63个或更多	厚度大于 3 mm 且小于等于 5 mm 的钢材、钢材和铸锻件
	50	HDZ 50	超过 500	-	69 或更多	厚度5mm以上的钢材、钢材及铸锻件
	55 55	HDZ 55	550以上	-	76个或更多	用于恶劣腐蚀环境的钢材、钢材和铸锻件

硫酸铜测试：浸入硫酸铜溶液中约 60 秒，重复指定次数。在硫酸铜测试中每次浸泡，厚度都会减少约 8 μm。

表 2 JIS [JIS H 8642：热镀铝] 热镀铝的类型和符号

种类	象征	厚度 [μm] * 1	附着量[g/m 2 ]	评论
1 种	HDA 1	60个或更多	110以上	以耐候性为目的
2种	HDA 2 * 2	超过 70	120个或更多	以耐腐蚀为目的
3种	HDA 3	合金层厚50以上	-	以耐热为目的
3种	HDA3-D * 3	合金层厚70以上	-	以耐热为目的

* 1：镀层厚度是铝层厚度和合金层厚度的总和。
* 2：原则上，两种铝层的厚度为10μm以上。
* 3：如果另有规定，可以进行热扩散处理。

热浸锌镀层用于钢的防锈目的，与其他表面处理相比，防锈期更长，在经济上是有利的。此外，由于几乎不受加工材料的形状和尺寸的限制，因此被用于从小型零件到大型零件的广泛领域。

热镀锌包括在合同加工行业加工的一般结构及其金属配件，以及钢铁企业和相关行业的连续热镀锌线加工的热镀锌钢板。我有。前一种结构用于钢制螺栓螺母、架空电线配件、大型结构等，后一种镀锌钢板用于洗衣机和冰箱等家电的外板和内板、屋顶和墙壁等。常用于建筑材料和汽车车身。

适用于一般螺栓和螺母的Zn膜的膜厚为50μm以下，但用于恶劣腐蚀环境的钢材和产品则使用80μm以上的厚度。典型的锌浴温度为440～470℃，这取决于被加工材料的尺寸和材质以及所需的附着量。例如，图 1 显示了 SS400 热浸锌的横截面微观结构。镀层由纯锌（Zn）层和合金层（Zn-Fe合金层）组成。

图1 SS400热镀锌截面结构

锌的附着量和纯锌层与合金层的形成比例受镀液温度、浸渍时间、加工品的表面粗糙度和尺寸、化学成分等因素的影响。处理温度越高，浸渍时间越长，附着量越大，同时Zn-Fe合金层的比例也增加。当合金层到达更外层时，表面粗糙度变大，表面失去光泽，但这只是外观问题，不影响防锈效果。特别是从上方进行涂装时，表面粗糙度越大，在密合性方面越有利，因此在熔融Zn镀后通过加热炉，积极地形成Zn-Fe合金层的合金熔融Zn镀层也可以进行。这种合金化热浸镀锌广泛用于汽车车身、家电、建材等。

热浸镀铝层具有优良的耐腐蚀性和耐热性，因此其应用领域正在逐渐扩大。这种情况下的防腐机理不同于热浸镀锌的牺牲防腐，是由于钝化与表面氧化铝（Al 2 O 3 ）的形成有关。由于Al 2 O 3的形成大大提高了耐高温氧化性，热浸镀铝钢板用于汽车消声器、排气系统和涉及加热的家用电器，并用于连续热浸镀。生产线上。