一、鋼(gang)管鍍鋅(xin)層的(de)特點
1. 鍍鋅層(ceng)的保(bao)護機(ji)理(li)：
a. 隔(ge)離作用
鋼材(cai)表面覆蓋了一(yi)層有一(yi)定厚度且結構致(zhi)密的純鋅(xin)層，阻斷了腐(fu)蝕溶液(ye)和鋼材(cai)接觸的可能(neng)性(xing)，從而避免鋼材(cai)被溶液(ye)腐(fu)蝕。鋅(xin)在(zai)空(kong)氣(qi)干(gan)燥的空(kong)間內存(cun)放(fang)，能(neng)夠保(bao)持其性(xing)能(neng)的穩(wen)定性(xing)。
b. 電化學保護(hu)
假(jia)若空氣(qi)濕度較大，鋅(xin)(xin)表(biao)面(mian)(mian)有水膜存在(zai)(zai)，表(biao)面(mian)(mian)發(fa)生(sheng)有氧參與的電化學腐蝕，就會形(xing)成(cheng)一種致密的堿式碳酸(suan)鋅(xin)(xin)薄(bo)膜，阻斷空氣(qi)與內部接觸。在(zai)(zai)特(te)定環境中，鍍(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)破壞使(shi)鋼(gang)基裸(luo)露，鋼(gang)基體與表(biao)面(mian)(mian)鍍(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)形(xing)成(cheng)特(te)殊的微電池，表(biao)面(mian)(mian)鍍(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)作為(wei)犧牲陽極(ji)，鋼(gang)基體作為(wei)陰極(ji)同樣(yang)受到有效保護(hu)。
2. 結(jie)構致(zhi)密、具有較強防(fang)腐性能的(de)鐵一鋅合金層可用(yong)于海洋建設(she)和(he)工業防(fang)腐。
3. 鋅一鐵(tie)因(yin)發生互溶而結合(he)牢固，耐磨性(xing)良好。鋅的(de)延展性(xing)較好，它的(de)合(he)金層能(neng)夠牢固附著(zhu)于(yu)鋼基體上(shang)，因(yin)而工(gong)業(ye)生產中可(ke)將熱鍍(du)件(jian)進行軋制、彎(wan)曲、冷沖和拉絲等成(cheng)型操作，鍍(du)層不(bu)被損(sun)壞(huai)。
4. 鋼結(jie)(jie)構(gou)件熱(re)鍍鋅后，相(xiang)當于(yu)一次(ci)低溫(wen)退火處理，能(neng)有效改善鋼基(ji)體的機械(xie)性能(neng)，消除鋼件成型焊接時的應力，有利于(yu)對鋼結(jie)(jie)構(gou)件進行車削加工。
5. 熱鍍鋅后(hou)的鋼(gang)管表面光亮美(mei)觀。
6. 純鋅(xin)(xin)層(ceng)是熱鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)中最富(fu)有塑性(xing)的一層(ceng)鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)，其性(xing)質基本接近于(yu)純鋅(xin)(xin)，具有延展性(xing)，所(suo)以(yi)它富(fu)于(yu)撓性(xing)。
二、熱鍍鋅(xin)鋼管(guan)鍍層(ceng)結構
圖8-29所(suo)示為熱浸鍍鋅層(ceng)的結構。如圖所(suo)示，鍍層(ceng)自鐵基體由(you)內往外(wai)分別Γ相、δ相、ξ相和η相，
它們(men)的各自特點如下：
Γ相(xiang)(xiang)：Γ相(xiang)(xiang)是(shi)金(jin)屬化合物相(xiang)(xiang)，它硬而(er)脆，含鐵量約為(wei)(wei)21％～28％。其化學成分(fen)，有人認為(wei)(wei)是(shi)FeZn3或(huo)Fe3Zn10，也有人認為(wei)(wei)相(xiang)(xiang)當(dang)于(yu)FesZn21。在熱(re)鍍鋅層中Γ相(xiang)(xiang)常與(yu)基體緊密相(xiang)(xiang)鄰，且(qie)它的厚度極(ji)薄。當(dang)浸漬(zi)時(shi)間較短(duan)時(shi)一般不易出現(xian)。
δ相(xiang)：含(han)鐵量在(zai)7％～11.5％，是化(hua)學成分相(xiang)當于FeZn，的金屬間(jian)化(hua)合(he)物(wu)。
ξ相：δ相的外面(mian)是呈針狀(zhuang)或穗(sui)狀(zhuang)的ζ相，它(ta)的含Zn量為93.8％～98％，化學成分相當于(yu)Fe，它(ta)不如8層(ceng)那么致密，且(qie)由于(yu)它(ta)的結構為單斜晶格(ge)，所以ζ相很(hen)脆。
η相：η相為純鋅(xin)層(ceng)。n相硬度低(di)，塑性好，但是耐磨(mo)性較(jiao)其他相層(ceng)較(jiao)差。
三、熱鍍(du)鋅鋼(gang)管生產工藝
熱鍍(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)管(guan)(guan)是先將鋼(gang)管(guan)(guan)進行堿洗脫脂，去(qu)除鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面附(fu)著的油漬(zi)、油污(wu)等(deng)污(wu)物，再經酸洗，去(qu)除鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面的氧化皮等(deng)物，再浸(jin)入(ru)(ru)氯(lv)化銨和氯(lv)化鋅(xin)(xin)混合水溶液(ye)(ye)槽中(zhong)進行助鍍(du)處理(li)，烘干(gan)后(hou)送入(ru)(ru)熱浸(jin)鍍(du)槽中(zhong)，使(shi)熔融(rong)鋅(xin)(xin)液(ye)(ye)與(yu)鐵基體(ti)反應而產生合金層，從(cong)而使(shi)基體(ti)和鍍(du)層結(jie)合牢(lao)固。鋼(gang)管(guan)(guan)在鋅(xin)(xin)液(ye)(ye)中(zhong)浸(jin)鍍(du)一定時間后(hou)出鋅(xin)(xin)鍋，表(biao)面附(fu)著一層純(chun)鋅(xin)(xin)熔融(rong)液(ye)(ye)，通(tong)過外吹(chui)和內吹(chui)工(gong)序分別控制(zhi)鋼(gang)管(guan)(guan)外表(biao)面和內表(biao)面鋅(xin)(xin)層厚度。熱鍍(du)鋅(xin)(xin)具(ju)有鍍(du)層均勻(yun)，附(fu)著力(li)強(qiang)，使(shi)用壽命(ming)長等(deng)優點。鋼(gang)管(guan)(guan)基體(ti)與(yu)熔融(rong)的鍍(du)液(ye)(ye)發生復雜(za)的物理(li)、化學反應，形成耐(nai)腐蝕的結(jie)構(gou)緊密的鋅(xin)(xin)-鐵合金層以及純(chun)鋅(xin)(xin)層與(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)基體(ti)融(rong)為一體(ti)，故其(qi)耐(nai)腐蝕能力(li)強(qiang)。圖8-30是典(dian)型的熱鍍(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)管(guan)(guan)生產工(gong)藝(yi)流程(cheng)圖。
四(si)、影響鍍鋅質量的關(guan)鍵
1. 據(ju)有關(guan)文獻(xian)，鋼(gang)基中碳(tan)含量越高，鐵(tie)-鋅反(fan)應就愈劇(ju)(ju)烈(lie)，鐵(tie)的(de)(de)重量損失(shi)愈大。鋼(gang)基反(fan)應愈劇(ju)(ju)烈(lie)，鐵(tie)-鋅合金層變的(de)(de)越厚(hou)，鋅層附著性將(jiang)變壞。因(yin)此通常熱鍍(du)鋅原料均選擇0.22％以下(xia)的(de)(de)低碳(tan)鋼(gang)。
2. 含硅(gui)量較高的(de)鎮靜(jing)鋼(gang)對鍍(du)鋅(xin)影響非(fei)常大，會造成生產成本增加，設備損耗增大等一(yi)系列(lie)后果，為此熱鍍(du)鋅(xin)的(de)原料均采用低硅(gui)的(de)沸(fei)騰鋼(gang)或(huo)鋁鎮靜(jing)鋼(gang)。鋼(gang)管（硅(gui)含量＜0.35％）在490℃以下浸(jin)鍍(du)，鍍(du)層(ceng)致密，附(fu)著性和外觀(guan)質量好。而(er)在495～530℃浸(jin)鍍(du)，形成的(de)鍍(du)鋅(xin)層(ceng)附(fu)著性差(cha)，且(qie)隨著浸(jin)鍍(du)時間(jian)的(de)加長而(er)使鍍(du)層(ceng)變厚，耐腐蝕性變差(cha)，外觀(guan)上顏色暗淡。
3. 鍍(du)鋅(xin)時(shi)，鋅(xin)液(ye)中加鋁(lv)，可改善(shan)鋅(xin)層的(de)附著性(xing)，所以帶鋼鋁(lv)含量可根據生(sheng)(sheng)產(chan)實際情況確定(ding)。鋅(xin)液(ye)中鋁(lv)的(de)含量愈高，則鍍(du)鋅(xin)管(guan)的(de)表(biao)面光澤(ze)度(du)(du)也愈高，但是(shi)如果鋁(lv)含量超過一定(ding)值時(shi)，鍍(du)層光澤(ze)度(du)(du)雖好，卻(que)仍(reng)會產(chan)生(sheng)(sheng)硫酸(suan)銅浸鍍(du)試驗不合格(ge)、漏鍍(du)及黑斑等缺(que)陷。鋅(xin)液(ye)中鋁(lv)含量低和(he)鋅(xin)液(ye)溫度(du)(du)高使鋅(xin)液(ye)黏性(xing)小流動性(xing)大卻(que)又(you)生(sheng)(sheng)產(chan)較厚的(de)鍍(du)層時(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)類似水波(bo)一樣的(de)浪紋，形成了不均勻的(de)鍍(du)鋅(xin)層厚度(du)(du)。
4. 鋼管表(biao)(biao)面粗(cu)糙(cao)度可導致鋅(xin)層重量的(de)增加。因(yin)為表(biao)(biao)面粗(cu)糙(cao)化就使(shi)鋼基(ji)表(biao)(biao)面生(sheng)成一系列的(de)凹凸點，進而(er)生(sheng)成表(biao)(biao)面粗(cu)糙(cao)的(de)海綿狀Fe-Zn結晶組織，它(ta)比光滑的(de)Fe-Zn 合(he)金(jin)層表(biao)(biao)面能(neng)從(cong)鋅(xin)鍋中帶出更多(duo)的(de)鋅(xin)液，由(you)此便生(sheng)成了較(jiao)厚的(de)純鋅(xin)層。
綜(zong)上所述，導致鍍(du)(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)管鍍(du)(du)(du)不上鋅(xin)(xin)(xin)的主要原(yuan)因(yin)是帶鋼成分碳含量(liang)高、鍍(du)(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)前酸洗不好表面存留殘(can)留物；鍍(du)(du)(du)完鋅(xin)(xin)(xin)表面粗糙(cao)、不光滑(hua)、鍍(du)(du)(du)層(ceng)厚的主要原(yuan)因(yin)是帶鋼表面粗糙(cao)、鍍(du)(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)工藝(yi)影響。
