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processi
Pezzo → sgrassaggio → lavaggio con acqua → decapaggio → lavaggio con acqua → immersione in solvente per placcatura assistita → asciugatura e preriscaldamento → zincatura a caldo → finitura → raffreddamento → passivazione → risciacquo → asciugatura → ispezione
(1) Sgrassaggio
Sgrassante chimico o detergente sgrassante per metalli a base d'acqua può essere utilizzato per sgrassare fino a quando il pezzo in lavorazione non è completamente bagnato dall'acqua.
(2) sottaceto
Può essere decapato con H2SO4 15%, tiourea 0,1%, 40～60℃ o HCl 20%, esametilentetrammina 1～3g/L, 20～40℃. L'aggiunta di un inibitore di corrosione può prevenire l'eccessiva corrosione della matrice e ridurre l'assorbimento di idrogeno della matrice di ferro. Trattamenti scadenti di sgrassaggio e decapaggio causeranno una scarsa adesione del rivestimento, nessun rivestimento di zinco o desquamazione dello strato di zinco.
(3) Flusso di immersione
Conosciuto anche come agente legante, può mantenere attivo il pezzo da lavorare prima della placcatura per immersione per migliorare il legame tra lo strato di placcatura e il substrato. NH4Cl 15%～25%, ZnCl2 2,5%～3,5%, 55～65℃, 5～10min. Per ridurre la volatilizzazione di NH4Cl, si può aggiungere glicerina in modo appropriato.
(4) Asciugatura e preriscaldamento
Per evitare che il pezzo si deformi a causa del forte aumento della temperatura durante la placcatura ad immersione e per rimuovere l'umidità residua, per prevenire l'esplosione dello zinco, con conseguente esplosione del liquido di zinco, il preriscaldamento è generalmente di 120-180°C.
(5) Zincatura a caldo
È necessario controllare la temperatura della soluzione di zinco, il tempo di immersione e la velocità con cui il pezzo viene rimosso dalla soluzione di zinco. La temperatura è troppo bassa, la fluidità del liquido di zinco è scarsa, il rivestimento è spesso e irregolare, è facile produrre cedimenti e la qualità dell'aspetto è scarsa; la temperatura è elevata, la fluidità del liquido di zinco è buona, il liquido di zinco è facile da separare dal pezzo e il fenomeno di cedimenti e rughe è ridotto. Rivestimento forte e sottile, bell'aspetto, alta efficienza di produzione; tuttavia, se la temperatura è troppo alta, il pezzo in lavorazione e il vaso di zinco saranno gravemente danneggiati e verrà prodotta una grande quantità di scorie di zinco, che influenzeranno la qualità dello strato di immersione di zinco e consumeranno grandi quantità di zinco. Alla stessa temperatura, il tempo di placcatura in immersione è lungo e lo strato di placcatura è spesso. Quando è richiesto lo stesso spessore a temperature diverse, ci vuole molto tempo per la placcatura ad immersione ad alta temperatura. Al fine di prevenire la deformazione ad alta temperatura del pezzo e ridurre la scoria di zinco causata dalla perdita di ferro, il produttore generale adotta 450～470℃, 0,5～1,5min. Alcune fabbriche utilizzano temperature più elevate per pezzi di grandi dimensioni e getti di ghisa, ma evitano l'intervallo di temperatura della perdita di ferro di picco. Per migliorare la fluidità della soluzione di placcatura per immersione a caldo a temperature più basse, evitare che il rivestimento sia troppo spesso e migliorare l'aspetto del rivestimento, viene spesso aggiunto dallo 0,01% allo 0,02% di alluminio puro. L'alluminio deve essere aggiunto in piccole quantità più volte.
(6) finitura
La finitura del pezzo dopo la placcatura consiste principalmente nella rimozione dello zinco superficiale e dei noduli di zinco, mediante scuotimento o metodi manuali.
(7) Passivazione
Lo scopo è migliorare la resistenza alla corrosione atmosferica sulla superficie del pezzo, ridurre o prolungare l'aspetto della ruggine bianca e mantenere un buon aspetto del rivestimento. Sono tutti passivati ​​con cromati, come Na2Cr2O7 80～100g/L, acido solforico 3～4ml/L.
(8) Raffreddamento
È generalmente raffreddato ad acqua, ma la temperatura non dovrebbe essere troppo bassa per evitare che il pezzo in lavorazione, in particolare il getto, si incrini nella matrice a causa del raffreddamento e del ritiro.
(9) Ispezione
L'aspetto del rivestimento è brillante, dettagliato, senza cedimenti o rughe. L'ispezione dello spessore può utilizzare lo spessimetro del rivestimento, il metodo è relativamente semplice. Lo spessore del rivestimento può essere ottenuto anche convertendo la quantità di adesione dello zinco. La forza di adesione può essere piegata da una pressa piegatrice e il campione dovrebbe essere piegato a 90-180° e non dovrebbero esserci crepe o spellature del rivestimento. Può anche essere testato colpendo con un martello pesante.
2. Processo di formazione dello strato zincato a caldo Il processo di formazione dello strato zincato a caldo è il processo di formazione di una lega ferro-zinco tra la matrice di ferro e lo strato di zinco puro più esterno. Lo strato di lega ferro-zinco si forma sulla superficie del pezzo durante la zincatura a caldo. Lo strato di ferro e zinco puro sono ben combinati e il processo può essere semplicemente descritto come: quando il pezzo in ferro viene immerso nello zinco fuso, sull'interfaccia viene prima formata una soluzione solida di zinco e ferro alfa (nucleo del corpo). Questo è un cristallo formato sciogliendo atomi di zinco nel ferro del metallo di base allo stato solido. I due atomi di metallo sono fusi e l'attrazione tra gli atomi è relativamente piccola. Pertanto, quando lo zinco raggiunge la saturazione nella soluzione solida, i due atomi degli elementi di zinco e ferro si diffondono l'un l'altro e gli atomi di zinco che si sono diffusi (o infiltrati) nella matrice di ferro migrano nel reticolo della matrice e gradualmente formano una lega con ferro e diffuso Il ferro e lo zinco nello zinco fuso formano un composto intermetallico FeZn13, che affonda nel fondo della vasca di zincatura a caldo, chiamato scoria di zinco. Quando il pezzo viene rimosso dalla soluzione di immersione di zinco, sulla superficie si forma uno strato di zinco puro, che è un cristallo esagonale. Il suo contenuto di ferro non è superiore allo 0,003%.
In terzo luogo, le prestazioni protettive dello strato zincato a caldo Lo spessore dello strato elettrozincato è generalmente di 5-15 μm e lo strato zincato a caldo è generalmente superiore a 65 μm, anche fino a 100 μm. La zincatura a caldo ha una buona copertura, rivestimento denso e nessuna inclusione organica. Come tutti sappiamo, il meccanismo anticorrosione atmosferica dello zinco include protezione meccanica e protezione elettrochimica. In condizioni di corrosione atmosferica, sulla superficie dello strato di zinco sono presenti pellicole protettive di ZnO, Zn(OH)2 e carbonato di zinco basico, che possono rallentare in una certa misura la corrosione dello zinco. La pellicola protettiva (nota anche come ruggine bianca) viene danneggiata e si forma una nuova pellicola. Quando lo strato di zinco è seriamente danneggiato e la matrice di ferro è in pericolo, lo zinco produrrà una protezione elettrochimica per la matrice. Il potenziale standard dello zinco è -0,76 V e il potenziale standard del ferro è -0,44 V. Quando zinco e ferro formano una microbatteria, lo zinco si dissolve come anodo. È protetto come un catodo. Ovviamente, la zincatura a caldo ha una migliore resistenza alla corrosione atmosferica del ferro di base rispetto alla zincatura elettrolitica.
Quarto, il controllo della formazione di ceneri di zinco e scorie di zinco durante la zincatura a caldo
La cenere di zinco e le scorie di zinco non solo influiscono gravemente sulla qualità dello strato di immersione di zinco, ma rendono anche ruvido il rivestimento e producono noduli di zinco. Inoltre, il costo della zincatura a caldo è notevolmente aumentato. Di solito, il consumo di zinco è di 80-120 kg per pezzo da 1 tonnellata. Se le ceneri e le scorie di zinco sono serie, il consumo di zinco raggiungerà i 140-200 kg. Il controllo dello zinco-carbone consiste principalmente nel controllare la temperatura e ridurre la schiuma prodotta dall'ossidazione della superficie del liquido di zinco. Alcuni produttori nazionali utilizzano sabbia refrattaria, cenere di carbone, ecc. I paesi stranieri utilizzano sfere di ceramica o di vetro con bassa conduttività termica, alto punto di fusione, basso peso specifico e nessuna reazione con il liquido di zinco, che può ridurre la perdita di calore e prevenire l'ossidazione. Questo tipo di palla è facile da spingere via dal pezzo e non è appiccicoso al pezzo. Effetto collaterale. Per la formazione di scorie di zinco nel liquido di zinco, si tratta principalmente di una lega zinco-ferro con fluidità estremamente scarsa che si forma quando il contenuto di ferro disciolto nel liquido di zinco supera la solubilità a questa temperatura. Il contenuto di zinco nelle scorie di zinco può raggiungere il 95%, ovvero zincatura a caldo. La chiave per l'alto costo dello zinco. Si può vedere dalla curva di solubilità del ferro nel liquido di zinco che la quantità di ferro disciolto, cioè la quantità di perdita di ferro, è diversa a temperature e tempi di mantenimento diversi. A circa 500°C, la perdita di ferro aumenta bruscamente con il tempo di riscaldamento e mantenimento, quasi in relazione lineare. Al di sotto o al di sopra dell'intervallo 480～510℃, la perdita di ferro aumenta lentamente nel tempo. Pertanto, le persone chiamano 480～510℃ la zona di dissoluzione maligna. In questo intervallo di temperatura, il liquido di zinco corrode il pezzo e il vaso di zinco è il più grave. La perdita di ferro aumenterà in modo significativo quando la temperatura è superiore a 560 e lo zinco inciderà in modo distruttivo la matrice di ferro quando la temperatura è superiore a 660 . . Pertanto, la placcatura viene attualmente effettuata nelle due regioni di 450-480°C e 520-560°C.
5. Controllo della quantità di scoria di zinco
Per ridurre le scorie di zinco, è necessario ridurre il contenuto di ferro nella soluzione di zinco, che inizia con la riduzione dei fattori di dissoluzione del ferro:
⑴La placcatura e la conservazione del calore dovrebbero evitare l'area di picco della dissoluzione del ferro, ovvero non operare a 480～510℃.
⑵ Per quanto possibile, il materiale del piatto di zinco dovrebbe essere saldato con piastre di acciaio con carbonio e basso contenuto di silicio. L'alto contenuto di carbonio accelererà la corrosione della padella di ferro da parte del liquido di zinco e l'alto contenuto di silicio può anche favorire la corrosione del ferro da parte del liquido di zinco. Attualmente vengono utilizzate principalmente piastre in acciaio al carbonio di alta qualità 08F. Il suo contenuto di carbonio è dello 0,087% (0,05% 0,11%), il contenuto di silicio è ≤ 0,03% e contiene elementi come nichel e cromo che possono impedire la corrosione del ferro. Non utilizzare il normale acciaio al carbonio, altrimenti il ​​consumo di zinco sarà elevato e la durata del vaso di zinco sarà breve. È stato anche proposto di utilizzare il carburo di silicio per realizzare un serbatoio di fusione dello zinco, sebbene possa risolvere la perdita di ferro, ma anche il processo di modellazione è un problema.
⑶Rimuovere frequentemente le scorie. La temperatura viene prima aumentata al limite superiore della temperatura di processo per separare la scoria di zinco dal liquido di zinco, e quindi abbassata al di sotto della temperatura di processo, in modo che la scoria di zinco affondi sul fondo del serbatoio e quindi venga raccolta con un cucchiaio. Anche le parti placcate che cadono nel liquido di zinco dovrebbero essere recuperate nel tempo.
⑷È necessario evitare che il ferro contenuto nell'agente galvanico venga portato nel serbatoio di zinco con il pezzo in lavorazione. Il composto contenente ferro bruno-rossastro si formerà quando l'agente di placcatura viene utilizzato per un certo periodo di tempo e deve essere filtrato regolarmente. È meglio mantenere il valore del pH dell'agente galvanico intorno a 5.
⑸ Meno dello 0,01% di alluminio nella soluzione di placcatura accelera la formazione di scorie. Una quantità adeguata di alluminio non solo migliorerà la fluidità della soluzione di zinco e aumenterà la brillantezza del rivestimento, ma aiuterà anche a ridurre le scorie di zinco e la polvere di zinco. Una piccola quantità di alluminio che galleggia sulla superficie del liquido è utile per ridurre l'ossidazione e troppo influisce sulla qualità del rivestimento, causando difetti spot.
⑹ Il riscaldamento e il riscaldamento devono essere uniformi per evitare esplosioni e surriscaldamento locale.