[摘要]福州熱浸鍍鋅(或簡稱為熱鍍鋅)是將被鍍的緊固件浸入熔點較低的液態金屬鋅或其合金中進行鍍覆的方法。
福州熱浸鍍鋅(或簡稱為熱鍍鋅)是將被鍍的緊固件浸入熔點較低的液態金屬鋅或其合金中進行鍍覆的方法。

緊固件熱浸鍍鋅多采用熔劑法。凈化過的緊固件浸入鍍鍋之前,其表面先形成一層熔劑層,以防止氧化并進一步清除表面殘留物。浸鍍時此熔劑層受熱揮發,使工件表面與熔融金屬直接接觸,發生浸潤、溶解、化學反應、擴散,在工件表面順序形成γ相、δ1相和ζ相合金層并附著一層熔融金屬鋅,經冷卻后形成η相鋅鍍層。各相合金中鋅含量由77%至99.97%逐漸增加。現代熱浸鍍鋅生產中,通常在熔融鋅液中添加少量鋁以提高鍍鋅層的附著力。此時合金層中的主相為Fe2Al5,而δ1相和ζ相的數量很少。不存在脆性的γ相。
熱浸鍍鋅的主要目的就是緊固件上鍍一層牢固的鋅層,這種鍍鋅層在使用中耐腐蝕性的好壞,主要取決于鍍層性能。因此,檢驗鍍層的粘附性具有重要的意義。鍍層和基體之間的粘附強度,可以采用使基體分離所需要的力,即結合力來衡量。
在現代化熱鍍鋅生產中,鋅液中Al的含量正逐步提高,以利于Fe2Al5 優先形成。
Fe2Al5 中間層的形成是保證鍍層粘附性的必要條件,然而只有當鋅在Fe2Al5 中間層的溶解不飽和而形成貧鋅固溶體時,此中間層才能起到粘附作用,并能夠有效阻止鐵鋅原子的進一步擴散。如果鋅在Fe2Al5 中間層過飽和而生成富鋅固溶體,則不僅使中間層中有效鋁的相對含量下降,而且大量分布的鋅固溶體破壞了均勻性,使其阻止Fe、Zn原子擴散的能力和黏附鍍層的能力下降,鍍層的附著性能也隨之降低。
由此可見,保證鍍層黏附性的充分必要條件是:緊固件浸入鋅液之后,在緊固件表面首先形成含鋁多、含鋅少的較薄的Fe2Al5 中間黏附層,才能黏附鍍層和阻止Fe-Zn 擴散反應,從而達到提高鍍層黏附性的作用。
鋁在鍍鋅過程中有著極其重要的作用;由黏附機制可知,只有通過Fe2Al5 中間黏附層的黏附作用,鍍層才能緊緊地黏附在緊固件表面。通常,鋅液中鋁的含量為0.12%-0.18%。
當鋅液溫度為450℃時,鐵在鋅液中的大溶解度為0.03%。如鋅液中的鐵含量繼續增加,這多余的鐵會與鋅反應生成Fe-Zn或Fe-Al化合物,成為鋅液中的底渣,失去形成粘附層的充分條件。
其影響因素還包括:鋅液溫度,緊固件浸入鋅液的溫度,緊固件浸鋅時間和鍍后及時冷卻情況。
溫度的影響;鋅液溫度升高會促進鐵鋅原子擴散速度加大,并增大鐵在鋅液中的溶解度,鍍鋅過程對鍍層黏附性的影響是多方面的,應予以綜合考慮。
實踐證明,鍍層黏附性的好壞與基體的成分和鍍層厚度有關。基體含Al 量越高,則中間層越容易形成,鍍層黏附性好;其他元素如Cu、Mg、Si等對黏附力都有影響。鋅液溫度越高,鍍層黏附力越好。
通過彎曲試驗和敲擊檢查,觀察福州熱浸鍍鋅鍍鋅層出現的裂紋,結果表明,鍍鋅層的黏附力與鍍鋅層厚度、鋅液溫度及基體成分等因素密切相關,生產中應對鍍鋅工藝過程進行嚴格控制。