无烟热镀锌工艺

南京清竹科技

传统的热镀锌工艺包括湿法热镀锌与干法热镀锌，而在我国现有热镀锌生产企业中大多数采用干法热镀锌，这就存在一个问题，热镀时产生大量有害烟雾，主要成分：氨气、氯化氢、氯化铝。有识之士为消除热镀时产生的烟雾，改善工作环境，减少环境污染，做了大量的研究工作。如：在锌锅上设立吸尘罩、开发无烟助剂等。本工艺从热镀锌的助镀剂与锌液合金着手来解决根本性的问题，收到非常好的效果。

关键词：无烟热镀锌       烟雾        助镀剂    锌液    锌镍合金    锌铋合金

1.         在传统的干法热镀锌中，助镀剂一般采用复盐配制：氯化铵与氯化锌。氯化锌主要起热镀时防止铁件表面被二次氧化作用，同时熔化时增加锌液对铁件表面的润湿性。但对铁件表面的锈蚀去除能力较差，因此，使用时一般与氯化铵配制成复盐使用。氯化铵在接触锌液时分解，释放出氯化氢气体，对铁件表面进行活化，而且活化效果非常好。氯化铵的另一个作用是可降低复合助剂的熔点，提高复合助剂对铁件表面的润湿性。在生产中为了防止高温锌液表面与空气接触氧化，一般在锌液中加入铝合金，在锌液表面形成致密的AL₂O₃氧化膜，减少锌液的氧化损耗。有些厂家为提高热镀锌件表面的亮度，更是加入大量的铝合金，这样在使用复合助剂的同时又使用锌铝合金热镀，势必造成热镀时产生大量有害烟雾。

2.         针对以上情况，本工艺对助镀剂与锌液合金做了合理调整，在不增加费用的前提下解决此问题，且产品质量有大幅度提高。

2.1热镀锌工艺流程

上挂        除油      清洗       酸洗      清洗        浸助剂       烘干      热镀锌      水冷却       钝化        修整打包

2.2除油工艺

NaOH                  30g/L

Na₂CO ₃                 50g/L

Na₃PO₄                 70g/L

OP-10                  2～5g/L

时间                   5～20min

温度                   30～80℃

2.3酸洗工艺

H₂SO₄                   200g/L

六次甲基四胺           2～5g/L  

温度                   25～40℃

时间                   15～40min

2.4助剂工艺

ZnCl₂.7H₂0             250～300g/L

OP-10                 0.5-1 g/L

PH                       3

温度                   60～80℃ 

时间                   1～3min

2.5热镀锌参数

2.5.1锌液组成

2.5.2热镀参数

热镀时间                2～6min

热镀温度                435～440℃  

2.6钝化参数

CrO₃                     1～2g/L

温度                     室温

时间                     1～3min

免水洗

3.     操作要点

3.1此工艺中助镀剂不含氯化铵，锌液不含铝，从根源上解决了烟雾问题。锌液表面的氧化以及镀件外观色泽是通过加锌镍合金来解决的，锌液中含万分之二的镍就能在锌液表面生产致密的氧化膜，隔绝锌液与空气的接触，同时镀件锌层表面色泽均匀、呈青亮色。锌液中含万分之二镍的另一个好处：此类型锌液锌温在435℃时的流动性，与锌铝合金型锌液锌温在465℃时相同，这就大大的降低了热镀锌的能耗，而且镀层均匀致密，锌层厚度易于控制。

3.2此工艺采用单盐助镀，助镀效果较差，易漏镀，因此一直以来未被运用于生产。为弥补以上不足，本工艺要求：铁件在前处理中要把表面的油污、锈蚀*清除干净，浸助镀剂时，为了获得均匀的助镀剂膜，特意加入了醚类表面活性剂（俗称防爆剂），使助镀剂能在铁件表面均匀渗透。助镀液采用蒸汽或电加热，通过铁件本身的余温烫干，使助镀液快速干燥结晶，形成致密的防锈助镀剂膜。一些工件浸助剂后，由于壁薄，热容量小，不易烫干或空气湿度大，助剂膜干不透，水分含量过高，进入锌锅时，炸锌严重，引起漏镀。为解决此问题，镀件热镀前停留在锌锅上方，利用锅面上升的热空气烘10～15分钟，使其表面助剂膜*干燥结晶，热镀时能有效的减少炸锌。做到这里还不能保证镀件的不漏镀，因为单盐助镀时，锌液对铁件表面的润湿性没有复盐助镀好，而镍合金改善不了锌液对铁件表面的润湿性，这样的话，必需引进第二种合金：锌铋合金。锌液中铋的含量为万分之二时，锌液对铁件就有优异的润湿性。锌液含万分之二铋的另一大优点：铁件在锌液中烫热时间短，镀件表面不粘锌灰、颗粒、无流痕。

3.3在使用本工艺热镀时，镀件刚出锌液面，要使用风冷冷却，镀件全部吊出锌液后要快速吊入冷却池*水冷。冷却水温不能过低，否则会使锌层急剧收缩，轻者表面会留下川型收缩纹，重者会影响锌层附着力。冷却水温也不能过高，否则镀层冷却时会产生大量蒸汽，镀层外观易灰，钝化后镀层表面有黄斑。冷却水温控制在40～60℃较好。

4.小结

以上工艺去除了助镀剂中的氯化铵，避免了热镀时产生大量的氨气与氯化氢气体；锌液中淘汰了铝合金，避免了热镀时产生大量的氯化铝烟尘。同时，通过加强前处理，采用镍合金、铋合金调整锌液的性能，弥补了工艺中不足之处。不仅解决了热镀时产生的大量有害烟雾问题，还提高了产品的外观质量，降低了生产成本,热镀锌产品在我国使用范围越来越广，前景也较好。但不管从政府狠抓环保与降低能耗方面还是企业之间产品竞争越来越激励方面，我们都应该大胆的去革新热镀锌技术，不仅从设备上去改进，更应该从工艺技术上去改进，这样才能真正实现绿色热镀锌。