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              氯化銨作為助鍍液的作用

              文章出處:原創 人氣:852 發表時間:2021-11-18
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               助鍍液的作用: 工件浸漬助鍍液的目的是保證工件在浸鋅時,其表面的鐵基體在短時間內與鋅液起正常的反應,順利生成一層Zn-Fe合金相層。


                 工件在經過脫脂、酸洗、清洗等生產工序處理后,在其表面上仍然會附有殘余的鐵鹽、殘酸等(焊接結構件的“存液”現象也不可避免);在工件浸入鋅液前,工件潔凈的鐵基體表面,在這些殘余污物的作用下,還可能與空氣進行反應生成薄的氧化膜(銹),就必須再一次進行除銹。 為了防止這一現象的發生,酸洗到浸鋅工序之間采用助鍍液處理,也就是浸(浸漬或者涂覆)助鍍液,其作用是: 



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              (1)進一步清除工件表面上殘留的鐵鹽及未除掉的氧化鐵等雜質。

               助鍍液對工件的鋼鐵表面起到清潔的作用,去除酸洗工件經清洗后殘留在工件表面的鐵鹽或氧化物,使工件在浸鋅時具有最大的表面活性。這個作用主要是有氯化銨來完成的。    助鍍液在工件表面形成的復鹽鹽膜中含有結晶水,這種結晶水會產生兩種羥基酸,及氫氧化鹽類,它們可以分解、破壞工件浸鋅時在鋅液表面所形成的氧化鋅層,有利于生成Zn-Fe合金相層。這也是一些不設置烘干、而是利用加熱助鍍液提高其自干特性進行熱鍍鋅工藝的重要原因。

              過量的鐵鹽帶入助鍍液的影響和鹽酸相似,將增加鋅灰的產生,另外一個影響需要根據鐵的氧化狀態而定。生產中往往在采用雙氧水除鐵后,緊接著加入苛性鈉或氨水來調整PH,并將pH控制在5左右,這種作法是為了保持助鍍液工藝性的穩定。如果提高pH,將使二價鐵氧化成三價鐵。原氯化亞鐵轉換成氫氧化鐵,但氫氧化鐵在干燥階段又無法完全被烘干。生產中,烘干工序一般將工件的干燥溫度控制在80℃~100℃,即使是溫度達到150℃,包含在氫氧化鐵中的水,也無法完全被去除,所以這些殘留的水,仍將被帶入鋅鍋與鋅液反應產生鋅灰,這也是熱鍍鋅生產中,無法避免產生鋅灰的原因。

               如果提高工件的烘干溫度,殘留的水和助鍍液復鹽鹽膜中的結晶水,都會被去除,但這樣又會導致助鍍液失效,因為助鍍液復鹽鹽膜中的結晶水可以形成羥基酸,分解、破壞工件浸鋅時在鋅液表面所形成的氧化鋅層,利于生成Zn-Fe合金相層。導致助鍍液失效,因為助鍍液復鹽鹽膜中的結晶水可以形成羥基酸,分解、破壞工件浸鋅時在鋅液表面所形成的氧化鋅層,利于生成Zn-Fe合金相層

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              (2)進一步溶解并清除工件表面上的氧化鐵。

               助鍍液復鹽鹽膜可降低工件表面在鍍前處理過程中發生進一步氧化的機會,利予減少工件浸鋅時產生的氧化鋅,即鋅灰。

               

              (3)潔凈表面的工件浸入鋅液,有利于降低鋅液的表面張力,促使工件鐵基體與液鋅快速浸潤并反應,保證Zn-Fe合金反應的順利進行,快速形成Zn-Fe合金相層,從而縮短合金反應的時間,使鍍鋅層更為美觀。

               

              (4)熱鍍鋅工件質量缺陷除了因酸洗質量不好造成的缺陷之外,助鍍液中的雜質過高的含量也同樣對熱鍍鋅質量造成缺陷。

               助鍍液中不可避免地會隨著酸洗好的工件帶入一些諸如酸、鐵、灰塵等雜質,久而久之,助鍍液中雜質含量便越來越高,這些雜質又被工件帶進鋅液,使鋅液中的雜質也越來越多,在工件浸鋅過程中產生“漏鍍”、表面光潔度不好、產生鋅灰鋅渣較多、鋅耗較大等諸多缺陷,進而使熱鍍鋅的生產成本增加。針對在熱鍍鋅生產中工件出現如“漏鍍”、表面光潔度不好、產生鋅灰鋅渣較多,鋅耗較大等諸多缺陷,一般常規的做法都是在鋅液上做處理,忽略了對工件在鍍前處理過程中各個工序的控制。


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               在熱鍍鋅生產中,助鍍的作用在于改善鐵與鋅在鋅液中的反應速度和反應質量,進而可以獲得較佳的熱鍍鋅工件外觀,降低表面瑕疵率。

               單質氯化鋅或氯化銨溶液特性如下:采用單質的氯化鋅或氯化銨來配制助鍍液,存在著一定的特性缺陷。例如,氯化銨氯化鋅復鹽溶液對鐵鹽的溶解能力要比氯化鋅高許多倍,單一的氯化鋅溶液對工件表面的活化作用比較高。它在濃溶液中能生成有明顯酸洗的配合酸,可溶解并清除工件表面上的金屬氧化物,常做焊接用的“熟鏹水”。

               助鍍液對鐵鹽的溶解能力隨著氯化銨含量的增高而增強。氯化銨的揮發性很好,但其分解時會過量地放出HCl,HCl會提高鐵鹽濃度,因此純氯化銨也不宜采用。

              所以,采用單質的氯化鋅或氯化銨作為助鍍液的做法,是不妥的。溶液中含有的三氧化二鐵在不同成分助鍍液中的溶解度不同。

              助鍍液氯化鋅含量對浸鋅性能有重要影響。氯化鋅含量偏高,復鹽鹽膜的沉積速度提高,但分散能力和深鍍能力降低;氯化鋅含量偏低,復鹽鹽膜的分散能力好,但沉積速度慢。


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