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行业技术|电镀技术:机械镀锌

   更新日期:2017-03-24     来源:建材之家    作者:博一建材    浏览:66    评论:0    
核心提示:本工艺为独创的无机酸、盐与复合表面活性剂活化工艺。加进由几种表面活性剂合成的保持性活化剂,形成稳定的沉积环境。随后交替加进锌粉,逐次增加厚度。由于活化剂活性高,保持时间长,使沉积过程稳定快速,结合强度增加,是国外研究发展的比较成熟的工艺。所有的化学原料实现国产化,设备的性能和价格也适合我国的经济发展水平。因而机械镀锌产品,在原料的生产上具有资源上风,工艺技术、镀件质量、设备功能及生产本钱等方面在国

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博一建材讯:本工艺为独创的无机酸、盐与复合表面活性剂活化工艺。加进由几种表面活性剂合成的保持性活化剂,形成稳定的沉积环境。随后交替加进锌粉,逐次增加厚度。由于活化剂活性高,保持时间长,使沉积过程稳定快速,结合强度增加,是国外研究发展的比较成熟的工艺。所有的化学原料实现国产化,设备的性能和价格也适合我国的经济发展水平。因而机械镀锌产品,在原料的生产上具有资源上风,工艺技术、镀件质量、设备功能及生产本钱等方面在国际市场上均具有较强的竞争力。该项目获美国FF-N-1058认证制程及质量获美军方规格MIL-C8156及ASTM-5-695-82认证。

一、市场远景分析:

据统计国内适合于机械镀的产品有电力、交通、机械用的紧固件,水热管件、射钉、水泥钉、环链等(每年约200万吨)。目前实际应用机械镀的每年仅有1万吨左右的产量,并以加工出口为主。随着市场发展,对金属表面处理的要求越来越高,机械镀锌必将在相当多种别的工件镀锌上取代传统电镀、热镀锌工艺,而且产业发达国家的五金产品逐步向高中档产品发展,已将中低档五金产品转移到发展中国家设厂生产。与印度、韩国、越南等国相比,中国具有更大的市场潜力,这包括了国内和加工出口市场,目前正逐步发展成为世界五金加工和出口大国。近年来随着我国机械镀锌工艺技术的发展,国外委托国内加工的量逐年增加,分布于四川、浙江、河南、河北及沿海各省。可见机械镀在国内有着巨大的发展空间,再加上国外机械镀锌设备和原料昂贵(整套设备42万美元),工艺复杂,这些都为国内机械镀锌工艺及设备创造了良好的发展机遇。

随着人们的环保意识增强,以及环保法规的落实,传统镀锌工艺技术的发展将受到限制,机械镀锌技术属于“绿色”表面处理技术,因良好的社会和经济效益,机械镀锌工艺有极好的应用远景。

二、工艺简介

机械镀锌所用的设备

机械镀所用的设备主要功能是提供机械碰撞力使混合料液形成公道的流态。如把工件、玻璃珠、水、金属(锌)粉和添加剂视为一个流体,则主设备就满足以下功能:

1、造成工件与玻璃珠的碰撞和搓碾运动。

2、流体处于被搅拌的浑沌状态,避免金属(锌)粉、添加剂和工件按质量和粒度的偏聚分布。

3、具有装卸料的功能或便于装卸料。

机械镀设备具有调速的镀筒,可翻转以满足不同位置装卸料,满足了机械镀的动作功能。生产率为最大250公斤/小时。设备主要组成有:滚筒(采用液动系统)、电机(动力部分)、控制板。

三、工艺特点:

1、镀层均匀光亮,厚度可按用户要求在5~100um内可控制,轻易实现镀层合金化。主要镀种有:机械镀锌、机械镀铜等。

2、在室温下操纵,镀件无镀后氢脆,也无镀后回火软化现象。

3、当零件镀层厚度相同时,耐腐蚀性可超过电镀和热浸镀。镀锌层厚度相同时生产本钱低于电镀和热浸镀。4、机械镀不像电镀需要整流电源,也不像热浸镀需要加热装置。因此设备简单、轻易操纵,占地面积小,耗能少,适应性强,同时又可实现批量生产。在本钱上机械镀有着电镀和热浸锌不可相比的上风。

5、操纵环境好,无高温、粉尘、烟雾,镀后废水经简单处理即可达到排放标准,易实现清洁生产。

6、在同等产量时,所需职员比传统镀锌行业少,且操纵有序,过程简单。

四、应用范围:

机械镀锌应用范围比较广泛,不但适用于五金产品,标准件、紧固件、制钉、五金小冲压件、高强度零件的镀锌防腐,而且还广泛应用于机械、仪器仪表、市政建设、建筑建材、矿山冶金等。特别适用于户外要求长期不锈蚀的建筑五金件、电力传输紧固件、弹簧钢冲压件、造船与桥梁紧固件。

机械镀锌产业应用与上风

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:室温条件生产操纵、镀层形成不属于电沉积,是由装载零件镀筒的旋转,使筒内的零件介质的相互碰撞、实现机械能传递来形成镀层;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聚为镀层,这种结构镀层具有金属锌的基本物理特征,镀层的功能作用是阳极性保护镀层。工艺特性是:对高强钢产业零部件不产生氢脆危害及小型可滚镀零件的重防腐镀层(25-110um)替换热浸镀锌工艺具有产业应用的竞争上风。

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(或按要求零件表面铬钝化、浸相关保护层)→甩干并烘干→检测验收。

1.2零件前处理、除油、除锈

对普通件,可按表面处理常规方法,但对高强钢基体零件的除锈、除氧化皮,尤为留意,由于不能较长时间采用含氢离子的强酸性化学材料对零件表面进行除锈及除氧皮,这样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,但要完全覆盖零件基体表面,它的作用是:进步镀层结协力、有利于镀层表面状况的均匀性、阻挡工艺过程产生的氢离子对基体的渗透。另一作用发现,由于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试验考核比较,在盐雾试验达到11个周期时,发现由于盐雾水流的冲洗,渗锌零件的棱角处批量件出现红锈,而机械镀锌棱角处固然已见露基体,但棱角均不产生红锈:这是由于置换铜层的电阻小、电子导电畅通,保证了铁基体正常的电化学阴极状态。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术标准,指定的ASTM—B695—91,就有内闪镀置换铜工序的技术要求:而我国国家机械产业局2000年1月1日颁布实施的“钢铁制件机械镀锌”、机械行业标准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,实施步骤是定量的机械镀锌专用引发剂和少量的镀覆锌粉加进转动的镀筒内,转动3—5min就可以形成使原来零件基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镀层的韧性与镀层结协力。

1.5机械镀锌沉积

定量分批次加进沉锌引发剂、镀层厚度要求锌粉可在15—30min可完成此工序,达到产业零件要求的镀锌层厚度。

1.6水抛光

机械镀锌粉表面为非镜面半光亮镀层,水抛光工序就是机械镀锌的引发剂及锌粉都冲洗掉后。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—10min,固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破坏。

1.7零件表面铬鈍化

机械镀锌层特别是在最初条件下,在湿润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、黄色铬钝化,使所形成铬的钝化膜防止白色腐蚀物产生。

1.8检测验收

机械产业镀锌厚度、镀层质量,取决于工艺操纵、工艺配方及工艺定性、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确生产。

2.国内机械镀锌初期研发与应用历史

2.1国内机械镀锌初期研发与应用

国内机械镀锌工艺的技术文献报导,最早由上海开关厂的吴载昌工程师发表于《材料保护》1975年第六期文章题目为“机械镀”:到目前,应用于生产的报导,基本上是机械镀锌技术。在生产实际应用上,上个世纪八十年代中期,由香港引进机械产业镀锌滚筒设备及化学原料在广州水热器材厂进行玛钢管件的机械镀锌,为国内机械镀锌工艺技术产业应用的开始。我国的机械镀工艺技术的自主研发是从二十世纪年代的中、后期开始的,这得益于改革开放后与世界产业交流的启迪。

2.2国内机械镀锌工艺技术水平的基本定位

国内从1989年在天津及其它地区开始把国内自主研制的机械镀锌工艺技术应用在产业零部件上,如:碟形弹簧、制钉、玛钢管件等;但当时的机械镀锌滚筒设备仅为单一转速,工艺技术在国内尚无标准依据、技术水平定量控制并不完善:在此条件下,进人产业应用市场,违反市场发展规律,所以,这一时期的机械产业镀锌工艺的技术水平与生产应用基本处于踏步不前状态,这表现在玛钢管件行业应用机械镀锌较为突出,究其原因,机械镀锌生产的应用,参照热浸镀锌技术标准的考核,从硫酸铜试验次数要求、厚锌镀层结协力、镀层表面光亮度、厚镀层的韧性等,在批量生产上均表现为重现性不稳定。这就是当时的机械镀技术特有的定性、定量工艺控制技术仍未达到产品质量要求的技术水平。

产业市场的需求是引领技术发展的动力,由于机械镀锌零部件产品的出口需求增加、机械镀工艺特有的技术功能,如对高强淬火钢零件的镀锌无氢脆危害、对使用滚镀方法的产业零部件镀厚锌要求时,采取机械镀锌替换热浸镀锌具有的综合的竞争上风,推动了国内机械镀锌的较快发展;从二十世纪90年代中期开始,国内机械镀锌工艺技术有了长足的发展:体现机械镀锌新技术水平应用的有,如经淬火的硬质射钉产品的稳定批量出口,单件重量1.3kg、50um以上镀层厚度的4。

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