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热镀锌锌层附着性

发布时间:2020-01-16 点击次数:32

    紧固件热浸镀锌多采用熔剂法。净化过的紧固件浸入镀锅之前,其表面先形成一层熔剂层,以防止氧化并进一步清除表面残留物。浸镀时此熔剂层受热挥发,使工件表面与熔融金属直接接触,发生浸润、溶解、化学反应、扩散,在工件表面顺序形成γ相、δ1相和ζ相合金层并附着一层熔融金属锌,经冷却后形成η相锌镀层。各相合金中锌含量由77%至99.97%逐渐增加。现代热浸镀锌生产中,通常在熔融锌液中添加少量铝以提高镀锌层的附着力。此时合金层中的主相为Fe2Al5,而δ1相和ζ相的数量很少。不存在脆性的γ相。 
热镀锌的主要目的就是紧固件上镀一层牢固的锌层,这种镀锌层在使用中耐腐蚀性的好坏,主要取决于镀层性能。因此,检验镀层的粘附性具有重要的意义。镀层和基体之间的粘附强度,可以采用使基体分离所需要的力,即结合力来衡量。 
在现代化热镀锌生产中,锌液中Al的含量正逐步提高,以利于Fe2Al5 优先形成。 
     Fe2Al5 中间层的形成是保证镀层粘附性的必要条件,然而只有当锌在Fe2Al5 中间层的溶解不饱和而形成贫锌固溶体时,此中间层才能起到粘附作用,并能够有效阻止铁锌原子的进一步扩散。如果锌在Fe2Al5 中间层过饱和而生成富锌固溶体,则不仅使中间层中有效铝的相对含量下降,而且大量分布的锌固溶体破坏了均匀性,使其阻止Fe、Zn原子扩散的能力和黏附镀层的能力下降,镀层的附着性能也随之降低。 
    由此可见,保证镀层黏附性的充分必要条件是:紧固件浸入锌液之后,在紧固件表面首先形成含铝多、含锌少的较薄的Fe2Al5 中间黏附层,才能黏附镀层和阻止Fe-Zn 扩散反应,从而达到提高镀层黏附性的作用。 
    铝在镀锌过程中有着极其重要的作用;由黏附机制可知,只有通过Fe2Al5 中间黏附层的黏附作用,镀层才能紧紧地黏附在紧固件表面。通常,锌液中铝的含量为0.12%-0.18%。 
    当锌液温度为450℃时,铁在锌液中的大溶解度为0.03%。如锌液中的铁含量继续增加,这多余的铁会与锌反应生成Fe-Zn或Fe-Al化合物,成为锌液中的底渣,失去形成粘附层的充分条件。 
    其影响因素还包括:锌液温度,紧固件浸入锌液的温度,紧固件浸锌时间和镀后及时冷却情况。 
    温度的影响;锌液温度升高会促进铁锌原子扩散速度加大,并增大铁在锌液中的溶解度,镀锌过程对镀层黏附性的影响是多方面的,应予以综合考虑。 
    实践证明,镀层黏附性的好坏与基体的成分和镀层厚度有关。基体含Al 量越高,则中间层越容易形成,镀层黏附性好;其他元素如Cu、Mg、Si等对黏附力都有影响。锌液温度越高,镀层黏附力越好。 
    通过弯曲试验和敲击检查,观察镀锌层出现的裂纹,结果表明,镀锌层的黏附力与镀锌层厚度、锌液温度及基体成分等因素密切相关,生产中应对镀锌工艺过程进行严格控制。


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