机械镀锌工艺中常见问题及处理方法

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1、机械机械镀锌镀锌工工艺艺中常中常见问题见问题及及处处理方法理方法。机械镀锌工艺中常见问题及处理方法1、机械镀的定义机械镀 锌:在锌粉及分散剂、促进剂、液体介质等化学物质存在的条件 下，利用冲击介质(如玻璃珠)冲击碰撞钢铁制件表面而在制件表 面形成镀锌层的表面处理工艺。2、机械镀的适用范围工件能否 用机械镀锌进行表面处理要视其尺寸和形状而定。一般长度小于 300mm，质量小于0.5Kg的工件适合于机械镀锌。再大些的工 件虽然也可以加工，但会因装载量少而影响生产成本。带盲孔和 深凹槽的工件不适合机械镀。可以进行机械镀的金属基体有许多 ，包括碳素结构钢、低合金高强度钢、优质碳素结构钢、合金结 构钢、

2、可锻铸铁、灰铸铁;粉末冶金件、黄铜铸件、青铜铸件、 烧结铜件以及粉末冶金的铁氧体。3、分级、分类3.1机械镀锌 层分级按照澳洲AS356602- 2002标准要求机械镀锌镀锌可氛围如下几个级别:机械镀锌1级( CLASS1，很少有人要求，就省略)机械镀锌2级(CLASS2，机 械镀锌2级可分为两种，一种是只放锌粉，厚度17um，一种是 锌锡合金，厚度12um,密度8级，但是盐雾都是要求240H无红 锈。机械镀锌3级(CLASS3，锌锡合金，厚度25- 30um，密度8级，锌锡粉比例75-80:20- 25盐雾要求1000H无红锈.机械镀锌4级(CLASS4，锌锡合金， 厚度45-50um,密度

3、8级，锌锡粉比例70-75:25- 30，盐雾1500H以上.3.2机械镀锌层等级的选择在相同的腐蚀 环境下，机械镀锌层的耐腐蚀寿命与其厚度成正比，但增加镀层 厚度的同时也增加了制件的几何尺寸。对于有配合要求的制件如 紧固件等，应在考虑使用寿命的同时考虑配合要求。另外，增加 镀层厚度也会使生产成本增加。所以应综合考虑以上因素，选择 合适的机械镀锌层等级。表2给出了不同类型的大气环境下镀锌 层的腐蚀速率，供选择等级时参考。需要说明的是，虽然表2是 在广泛实验的基础上得出的数据，但是因不同地区的腐蚀环境即 使在相同类型的大气条件下也会有很大差异，所以在某个地区测得的数据与与这些平均数据可能会有较大

4、的偏差。表2不同大气 类型下镀锌层的腐蚀速率大气类型平均腐蚀速率(m/年)工业大 气5.6城市非工业大气或海洋大气1.5郊区大气1.3农村大气0.8 室内0.53.3机械镀锌层分类根据机械镀锌后是否需要进行铬酸 盐钝化处理而将机械镀锌层分为以下两种类型:类型:机械镀锌 后不进行铬酸盐钝化处理;类型:机械镀锌后进行铬酸盐钝化处 理。3.4机械镀锌层类型的选择类型1)如果制件在使用过程中 ，表面形成的白色腐蚀产物并无害处或可以被接受，在这种情况 下使用类型可降低生产成本。2)制件的使用环境高于70时 ，铬酸盐钝化膜的耐蚀效果要大大降低，若从经济上考虑，选择 类型即可。类型镀锌层可在高达120的温度

5、下使用。类型1)类型镀锌层表面的铬酸盐钝化膜可延缓白色腐蚀产物和红 锈的出现;2)类型可以是彩虹色、青铜色、橄榄绿色、黄褐色 、棕色或黑色，可以根据需方要求选择上述颜色中的任意一种颜 色的镀锌层。4、机械镀锌技术要求4.1工艺过程4.1.1消除应力 抗拉强度b1000MPa的钢铁制件，以及由于机械加工、研磨 、校直、冷加工成型等而产生拉应力的钢铁制件，都应进行消除 应力的热处理。热处理工艺条件为:19015，3h。经消 除应力热处理后，制件的硬度不得低于所要求的硬度最低值。4. 1.2除油祛锈采用机械、化学或电化学方法除制件表面的油污、 氧化皮或锈迹。对于高强度制件，通常采用电解碱性除油或阳极

6、 碱性除油。采用酸浸蚀时加入适当的缓蚀剂，以减小产升氢脆的 可能性。4.1.3预镀预镀处理通常是采用化学浸铜的方法使制件 表面预镀上一层较薄的铜层，铜层的厚度不作要求，也可不进行 预镀处理。是否进行预镀处理，由供需双方协商决定。4.1.4机 械镀锌除制件外，镀锌滚桶内至少应包括以下物质:a)锌粉用于 形成镀锌层的主要成分;b)冲击介质通常采用玻璃珠或其他在机 械镀锌工序中与所采用的化学物质基本不起化学反应的物质。冲 击介质主要作用是随着滚筒的旋转，产生机械冲击力，将锌粉碰 撞沉积于制件表面;c)促进剂主要作用是促进锌粉均匀地沉积在 制件表面;d)液体介质通常采用水。4.1.5分离4.1.6漂洗

7、4.1.7 干燥4.1.8铬酸盐钝化处理对类型镀锌层，应在含六价铬离子的钝化液中进行钝化处理。4.1.9涂覆蜡、清漆或其它有机涂层 在机械镀锌层上涂覆蜡、清漆或其它有机涂层可以改善润滑性能 或提高耐蚀性。4.1.10清除氢脆处理虽然高强度钢在机械镀锌 过程中是不产生氢脆的，但在除油去锈，特别是在酸浸蚀法去锈 过程中，仍有产生氢脆的可能。所以这类制件在经过机械镀锌之 后，承受载荷之前，应在室温下至少放置48小时，或由供需双 方协商采用适当的方式消除氢脆。4.2外观4.2.1镀锌层应覆盖 所有的有效面积，包括螺纹的齿根、齿尖和边角。4.2.2镀层外 观应色泽均匀，呈非光亮或半光亮状态。注:机械镀的

8、特点决定 了机械镀锌层不如电镀锌层光滑和光亮4.2.3镀层无起皮、无夹 杂、无结瘤、无气孔及其它影响外观和性能的缺陷。4.2.4由制 件基体表面的砂眼、夹杂等缺陷而造成的镀锌层外观缺陷和表层 因漂洗干燥引起的污迹，颜色和光泽的不均匀，不应视为镀锌外 观不合格。4.3厚度4.3.1除4.3.2所述区域外，有效表面上任意 一点的镀锌层厚度应达到表1的要求。4.3.2机械镀锌的特点决 定了其镀层厚度存在不均匀性，在制件的边角、刃口、内孔和凹 槽等区域，镀层厚度较薄，这些区域的镀锌层厚度允许低于表1 的要求，或由供需双方协商确定这些区域的最小厚度要求。4.4 附着强度4.4.1机械镀锌层与基体应结合良

9、好，并能承受制件在 规范条件下的操作。4.4.2经6.3中所述试验后合格。4.5耐蚀性 4.5.1不同等级和类型的机械镀锌层经8.4所述的中性盐雾试验 后，应达到表3规定的试验时间要求。表3机械镀锌层经中性盐 雾试验后出现白色腐蚀产物和红锈的最低时间要求出现白色腐蚀 产物的时间，4.5.2对于类型的镀层耐蚀实验试验不仅要求达 到出现白色腐蚀产物的时间要求，而且同时也要求达到出现红锈 的时间要求。4.6氢脆高强度钢制件经机械镀锌后，应达到需方 指定的氢脆试验要求。5、抽样5.1抽样应按GB/T12609规定的 方法进行。5.2如果被镀制件因尺寸、形状或其他原因不适合或 不能作为样品进行技术要求的

10、有关实验时，允许采用试样代替实 际的制件作为样品，但是所采用的试样应满足以下条件:a)试样 应采用与所代表的制件相同的材料制成，并具有相同的冶金学状 态;b)试样应与制件同时进行完全相同的所有工艺步骤;c)试样的尺寸、形状及数量由供需双方协商决定。6、检验方法6.1外观 在自然散射光下，用肉眼观察。6.2厚度检测a)显微镜法按照GB /T6462和GB/T12334的规定进行检验。显微镜检验法是机械 镀锌层厚度的仲裁方法。b)磁性测厚法及其他方法按照GB/T49 56中磁性测厚的规定进行检验，也可以按照GB/T6463规定采 用其它误差小于10%的方法进行检验。注:类型镀层的厚度测 量应在铬酸

11、盐钝化完成后进行，测量厚度之前，应将钝化膜从测 量面上去除，可采用非常软的磨料(如膏剂氧化铝或氧化镁)，用 手轻磨去除钝化层。6.3附着强度按照GB/T5270的规定进行检 验。6.4耐蚀性检验按照GB/T10125的规定进行中性盐雾试验 。类型镀锌层在进行中性盐雾试验之前，应在室温下老化24h 。涂覆蜡、清漆或其它有机涂料的制件不能作为腐蚀试验的样品 。6.5氢脆试验按供需双方事先商定的试验方法进行。与传统镀 锌工艺比较，机械镀锌有如下几个特点:(1)镀后无氢脆和退火软 化现象。高强度钢电镀后普遍存在氢脆现象，即便处理也不能除 尽，严重影响产品质量;而机械镀锌后自然放置24- 48小时或15

12、0保温后氢脆现象可完全消失。而热浸镀锌的高温 使高强度钢退火软化，同样影响产品质量。而机械镀可避免以上 问题、可以满足高强度的五金件，例如航空五金、汽车五金件等 。(2)工业过程可实现清洁生产。机械镀锌所用原料无毒性，全过程在室温下进行;工艺用水可循环使用，冲洗水采用化学法沉淀重金属离子.澄清后循环使用;操作环境较好，符合近几年提出的“绿色加工“或“清洁生产“的概念。机械镀锌工业应用与优势机械镀锌铁是一种与电镀锌、热镀锌铁、达克罗处理不同工艺过程的防腐镀层，它的工艺特点是:室温条件生产操作、镀层形成不归属电沉积，是由装载零件镀筒的旋转，使筒内的零件介质的彼此碰撞、实现机械工业能传递来形成镀层;

13、镀层结构为微粒级球形锌粉受机械力传递碰撞变形、成为扁平、碟形锌颗粒的层状叠加来凝结为镀层，这种结构镀层具有金属锌的基本物理特征，镀层的功能作用是为铁基本零件提供防锈蚀要求的阳极性掩护镀层。工艺特性是:对高强钢工业零部件不产生氢脆危害及小规模可滚镀零件的重防腐镀层(25-110um)替代热浸镀锌工艺具有工业应用的竞争优势。1.机械镀锌主要式艺过程1.1机械镀锌铁主要工艺流程零件前处理、除油、除锈(可线下处理)水洗闪镀置换铜水洗机械镀锌沉积过渡底层机械镀锌沉积水抛光零件倒出分离热水洗(或者按要求零件表面铬钝化、浸相干掩护层)甩干并烘干检考试收。1.2零件前处理、除油、除锈对普通件，可按表面处理常规

14、方法，但对高强钢基体零件的除锈、除氧化皮，尤为注意，因为不能较长时间采用含氢离子的强酸性化学质料对零件表面进行除锈及除氧皮，如许处理会对零件钢基产生一定渗氢影响，所以，应采用机械法来解决:如喷沙、振动光饰、抛丸工艺等。1.3闪镀置换铜置换铜层无厚度要求，但要纯粹覆盖零件基体表面，它的作用是:提高镀层结合力、有利于镀层表面状况的均匀性、阻挡工艺过程产生的氢对基体的渗透。另一作用发现，因为铜层具有良好的电导，相同锌镀层厚度的机械镀锌零件与渗锌零件同在盐雾箱进行实验考核比较，在盐雾实验达到1一个周期时，发现因为盐雾水流的冲刷，渗锌零件的棱角处批量件出现红锈，而机械镀锌棱角处虽然已见露基体，但批量六件

15、均不产生红锈:这是因为置换铜层的电阻小、电子导电畅通，包管了铁基体正常的电化学阴极状况，所以，该置换铜层对机械镀锌镀层结构的电化学防腐能力尤为重要。关于内镀置换工序，美国机械镀锌的通用技能尺度，指定的BSTM-B695-91,就有内闪镀置换铜工序的技能要求:而我国国度机械工业局2000年1月1日颁布实行的“钢铁制件机械镀锌“、机械行业尺度(JB/T8928-1999)对机械镀锌工艺中的置换铜层不作规定，对此:可按供、需双方的要求来确定。1.4机械镀锌沉积过渡底层这一工序是针对置换铜层而言，实行步调是定量的机械镀锌专用激发剂和少量的渡覆锌粉加入滚动的渡筒内，滚动3-5min就可以形成使本来零件基

16、本的铜层转变为银灰色的复合镀锌层。该镀锌层质量的优劣将影响后续加厚渡层的韧性与渡层结合力。1.5机械镀锌沉积定量分批次加入沉锌激发剂、渡层厚度要求韵锌粉可在15cm-30min定成此工序，达到工业零件要求的防腐镀锌层厚度。1.6水抛光机械镀锌粉表面为非镜面半光亮渡层，水抛光工序就是机械镀锌的激发剂及锌粉都后。镀筒继续转动，使零件镀层表面达到均匀光亮的银白色表面，一般需要转动5-10in，虽然该镀层达不到电镀具有的镜面光泽、但表面的光滑、光亮度要优于热浸镀锌层。水抛光的镀筒转动时间有一个极大值，超过特定的极大值时锌镀层将有一定程度的切削粉碎。1.7零件表面铬钝化R)qh*ApQ*?0机械镀锌层，特别是在最初条件下，在潮湿的空气中，易在镀层表面产生白色腐蚀物，必须通过透明铬钝化、黄色铬钝，使所形成铬的钝化膜防止白色腐蚀物产生。Gj!iIFXB01.8检考试收机械工业镀锌厚度、镀层质量，取决于工艺操作、工艺方子及工艺定性、定量的规范控制:所以镀层质量的检测认定尤为重要，合格的检验结果将指导机械镀锌工艺对不同零件批次量的正