當(dāng)在黑色金屬（含鐵）金屬表面上電鍍鋅涂層時(shí)，它會(huì)形成強(qiáng)大的耐腐蝕屏障——同時(shí)還提供許多其他重要的好處。
鍍鋅的顯著效果與其相對(duì)較低的成本相結(jié)合，使其成為在所有類(lèi)型的制造過(guò)程中保護(hù)表面的流行選擇。您會(huì)在螺母、螺栓、汽車(chē)零件和各種其他消費(fèi)品上找到鋅涂層。
鋅是一種天然存在的元素，在地殼中含量豐富。如果您回想起高中化學(xué)時(shí)代，您可能還記得鋅 (Zn) 是元素周期表中列出的化學(xué)元素之一——確切地說(shuō)是 #30。
早在 1746 年德國(guó)化學(xué)家 Andreas Marggraf 正式發(fā)現(xiàn)并分離出鋅作為一種天然元素之前，鋅礦石與銅結(jié)合生產(chǎn)黃銅。金屬鋅的生產(chǎn)可以追溯到 13 世紀(jì)。在其金屬狀態(tài)下，鋅相對(duì)硬而脆。它還以其藍(lán)白色而聞名。
鋅現(xiàn)在是全世界第四大消費(fèi)金屬。生產(chǎn)的鋅中近一半用于鍍鋅工藝，以防止鋼鐵和鐵生銹。這涉及在金屬表面涂上一層薄薄的鋅，以形成耐腐蝕的屏障。將鋅與銅合金化以生產(chǎn)黃銅仍然是一種普遍的做法，代表了鋅使用的第二大常見(jiàn)形式。
如果您從事工業(yè)制造工作，您可能熟悉“商業(yè)鋅”一詞。這是指通常用于涂覆金屬部件的鋅表面處理規(guī)范。它可以提供基本的防腐蝕保護(hù)。
鋅具有形成腐蝕副產(chǎn)物的固有能力，可以顯著降低黑色金屬的腐蝕速率。這些鋅腐蝕產(chǎn)物，通常稱(chēng)為鋅銅銹，可作為金屬表面的保護(hù)屏障。它們有助于阻擋可以顯著加速腐蝕過(guò)程的水分。根據(jù)環(huán)境條件，鋅的腐蝕速度比其他金屬慢 100 倍。
您可能還熟悉氧化的概念，俗稱(chēng)銹蝕。當(dāng)鐵或鋼與空氣中的水分接觸時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況。鋼鐵特別容易氧化。想一想當(dāng)您將鋼或鐵基金屬物體留在戶外而沒(méi)有保護(hù)它免受雨雪侵襲時(shí)會(huì)發(fā)生什么：生銹是不可避免的。
鋅涂層用作金屬屏障，可防止水分到達(dá)涂層物體的表面。這不僅在室外環(huán)境中很重要，而且許多室內(nèi)工業(yè)或制造環(huán)境也有利于氧化的形成。水分可以通過(guò)通風(fēng)管道進(jìn)入，在某些工業(yè)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的某些富含化學(xué)物質(zhì)的氣氛也會(huì)促進(jìn)金屬表面的腐蝕。
有趣的是，鋅涂層在阻止腐蝕方面如此有效的另一個(gè)原因是鋅自身的腐蝕性能。通過(guò)稱(chēng)為電偶腐蝕的過(guò)程，鋅將“順從”它所保護(hù)的金屬。鋅比鐵更具有電化學(xué)活性。當(dāng)鋅和鋼在電解溶液中相互接觸時(shí)——這是在鍍鋅過(guò)程中發(fā)生的——鋅作為鋼的陽(yáng)極。這可以防止在金屬表面形成小的陽(yáng)極和陰極區(qū)域，這將顯著減少腐蝕的發(fā)展和擴(kuò)散。
鋅還充當(dāng)通過(guò)鍍鋅保護(hù)鋼的犧牲涂層。鋼在涂有鋅涂層時(shí)不會(huì)很快腐蝕，即使劃痕或切口使鋼暴露在空氣或濕氣中也是如此。鋅涂層總是會(huì)首先失去光澤和腐蝕。您可以說(shuō)鋅涂層“為團(tuán)隊(duì)提供了一個(gè)”。
這與由油漆或鋁等材料組成的涂層顯著不同，其中腐蝕鋼會(huì)隨著時(shí)間的推移削弱涂層并降低其有效性。
鍍鋅工藝可以根據(jù)金屬表面處理公司的偏好以及手頭的特定鍍鋅應(yīng)用而有所不同。通常，該過(guò)程首先用堿性清潔劑溶液清潔金屬表面，以去除油、其他材料或碎屑。然后用酸性溶液處理該物品以去除銹跡或表面鱗片。
清潔后，可以開(kāi)始實(shí)際的鍍鋅過(guò)程。將物品浸入含有溶解鋅的電解質(zhì)溶液中。然后將直流電流引入溶液中，將鋅沉積在陰極上——化學(xué)活性較低的物品或被電鍍的部件。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為電沉積。鋅起到陽(yáng)極或更活躍的成分的作用。
電鍍鋅的一個(gè)潛在問(wèn)題是金屬在電鍍過(guò)程中可能會(huì)與氫分子接觸。這可能會(huì)導(dǎo)致一種稱(chēng)為氫脆的情況，其中捕獲的氫會(huì)導(dǎo)致金屬變?nèi)醪?dǎo)致開(kāi)裂。電鍍后烘烤物體可以使氫擴(kuò)散到整個(gè)金屬中，有助于將脆化風(fēng)險(xiǎn)降至最低。
用于施加鋅涂層的電鍍方法包括使用掛鍍和滾鍍工藝。對(duì)于掛鍍，在電鍍過(guò)程中將零件固定在夾具上，以將它們固定到位并防止損壞。桶式鍍鋅涉及將零件放置在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的包含電鍍液的容器中。在電鍍過(guò)程中，滾筒緩慢旋轉(zhuǎn)以涂覆零件。
機(jī)架鍍鋅通常是無(wú)法承受旋轉(zhuǎn)桶引起的翻滾的較小、精密零件的較佳選擇。另一方面，桶式鍍鋅通常更具成本效益且勞動(dòng)強(qiáng)度較低。它通常是一次電鍍多個(gè)零件的更好選擇。
另一種提高鍍鋅防腐性能的方法是應(yīng)用鍍后鉻酸鹽處理。鉻酸鹽是一種含有鉻和氧的鹽。作為鍍后工藝的一部分，將鍍鋅部件浸入重鉻酸鹽或鉻酸溶液中可以使它們不易氧化。它還將有助于提供額外的好處，即創(chuàng)建另一個(gè)耐腐蝕的防潮屏障。
另一種廣泛使用的后鍍鋅工藝是后處理密封劑的應(yīng)用，它發(fā)生在鉻酸鹽處理之后。密封劑可用于黃色、黑色、黑色氧化物（橄欖色）或透明（藍(lán)色）鋅涂層。密封劑通過(guò)使鉻酸鹽膜硬化，同時(shí)也促進(jìn)對(duì)鋅涂層的附著力起作用。當(dāng)與鉻酸鹽處理一起使用時(shí)，密封劑還可以將腐蝕保護(hù)提高多達(dá) 100%。
一些金屬精加工車(chē)間有能力在電鍍后測(cè)試鍍鋅表面的耐腐蝕性。這通常通過(guò)稱(chēng)為鹽霧測(cè)試的過(guò)程執(zhí)行。通過(guò)鹽霧測(cè)試，可以很容易地確定飾面的相對(duì)保護(hù)值。結(jié)果是根據(jù)噴涂后白銹形成所需的小時(shí)數(shù)來(lái)衡量的。
添加鍍鋅封閉劑樹(shù)脂也可以提高耐腐蝕性，推薦德國(guó)keim-additec CT5529樹(shù)脂，可替代DC封閉劑。
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