热镀锌工艺描述

热镀锌工艺

一.1.热镀锌的作用：

热镀锌又叫热浸镀锌，是对钢铁及及铸铁材料进行化学和电化学防护的方法之一。

热镀锌防腐原理，在潮湿的空气、在含有二氧化碳及含有氧的水中，镀锌层表面将覆盖一层主要由碱式碳酸锌组成的白色。由于镀锌层的电位比钢铁件基体的电位（锌的电位值-0.76伏，铁的电位值-0.43伏）低，所以当镀层与基体形成原电池时，锌受到侵蚀而钢铁基面得到保护，这种保护方式通常被称为电化学保护。 2.热镀锌的原理：

热镀锌和电镀锌不一样。电镀锌是在电解过程中，使阴极上形成锌的镀层。实际上，电镀锌是使锌原子逐渐沉淀的一个沉积过程。即在开始电镀时，在铁基表面生成细微的小结晶核，这种单个的结晶核随着电镀时间的延长而增加，最后连成一片而形成了镀层。与此截然相反，热镀锌不是沉积过程，而是锌对铁的溶解过程，是熔融锌液对铁的溶解而形成的一种镀层。

热镀层的形成是经过以下步骤实现的：a.铁基表面被锌液溶解。b.铁在被锌液溶解的过程中形成铁锌合金，并继续扩散。c.在铁锌合金层的表面包絡着锌层。因此，经过去污除锈的钢铁材料，直接浸入熔融的锌液中得到的这种镀锌保护层，结合非常牢固。同时，它的扩散能力与覆盖能力远比电镀锌要好。

所谓扩散能力和覆盖能力，就是镀层在被镀材料表面上的均匀和完整性。扩散能力又叫均镀能力，它是指镀层厚度的均匀分布能力；覆盖能力又叫深度能力或着落能力。 3.热镀锌的基本工艺过程：

工件分类---酸洗---水洗----浸溶剂---烘干---浸镀----冷却----钝化------整修---打包 二.镀前处理：

1.工件分类：在工件进场后，首先要把有油漆、油污的工件挑选出来做脱脂处理（脱脂分机械法、火焰法、化学法）。然后仔细观察工件有窝气或兜锌，如发现有要选择合理的穿挂方法以避免窝气、兜锌现象。实在不行应联系厂家做合理的开孔处理。 二．酸洗：

钢铁是容易氧化和腐蚀的金属，其表面一般都存在氧化皮和铁锈。钢铁表面常见的氧化物有氧化亚铁（FeO,灰色）、三氧化二铁（Fe2O3，赤色）、含水三氧化二铁（Fe2O3. ?H2O,橙红色）和四氧化三铁（Fe3O4,蓝黑色）等。热浸镀锌前应将钢铁表面的铁锈除尽，否则将影响助镀效果，甚至产生漏镀。

a.酸洗原理：钢铁表面因大气腐蚀产生的铁锈，一般是氢氧化亚铁与氢氧化铁，因高温而产生的氧化皮，则主要是四氧化三铁、三氧化二铁。铁的氧化物都很容易与酸作用而被溶解。以盐酸为例其反应如下：四氧化三铁与三氧化二铁在硫酸和室温下的盐酸溶液中都较难溶解，但当与铁同时存在时，组成腐蚀电极，铁为阳极，与氧化皮接触处的

铁首先溶解，并产生氢气，促使氧化皮从钢铁表面脱落。同时析的氢把四氧化三铁、三氧化二铁先还原为氧化铁在发生反应而溶解.。 酸洗除锈过程中析出氢，对钢件有不利的影响。因为氢原子易扩散到金属内，引起氢脆，导致金属的韧性、延展性和塑性降低。而氢分子从酸溶液中逸出时，有易造成酸雾，影响环境。为克服这些缺点，生产中，常在酸洗液中加缓蚀剂、润湿剂、 雾剂等加以改善。 b.常用的酸洗方法：盐酸是目前的热浸镀锌企业较广泛的一种酸洗原材料。现在市面上出售的通常为30%--32%，相当于含有345-372g/LHCL。在酸洗有配置中老的方法，盐酸进场后直接使用，随着铁含量的增加酸洗速度越来越慢，这时在旧酸里面添加新的盐酸来提高酸的寿命。现在大部分厂家在盐酸到厂后加水稀释为15-20%的比例，这样刚开始酸洗速度稍慢。随着铁含量的增高速度越来越快，当

FeCl2含量达到

200-250g/L

后酸洗速度降低，

当 三、溶剂助镀：

溶剂助镀是热浸镀锌前处理中一道重要处理工序,他不仅可以弥补前面几道工序可能存在的不足,还可以活化钢铁表面,提高镀锌质量。这是其他钢铁防腐工艺中所没有的。它的好坏，不仅直接影响镀层质量,还对锌耗成本有很大影响.

早期有许多企业并未采用溶剂助镀,往往在制件经过盐酸洗和完全干燥以后,就直接浸到锌液中进行热浸镀锌。这种操作是不可靠的.容易产生漏镀.另外，产生较多的锌渣,因为酸后的制作上往往表面覆盖

有一层铁盐.这种铁盐会与锌液起反应：铁盐+锌 锌盐+铁;1份铁+25份锌液 1份锌渣。

这样，将产生出比铁盐本身重量大很多倍的锌渣,造成锌耗增加，影响镀锌质量.因此这种老式干法镀锌是不可取的，已基本被淘汰。现在最常用的采用采用氯化锌和氯化铵混合溶液作为溶剂来助镀。 1.助镀的作用机理

所谓助镀就是将酸洗后的制件再浸入一定成分的氯化锌铵助镀液中,提出后再制件表面形成一层薄的氯化锌铵盐膜的过程. (1)助镀的作用

1）对钢铁表面起到清洁的作用,去除盐酸洗清后残留再制件表面的铁盐或氧化物,使钢铁件再进入锌浴时最大的的表面活性.

2）再制件表面沉积上一层盐膜，可防止制件从助镀池到进入锌锅这一段时间内在空气中锈蚀.

3）净化制件浸入锌浴处的液相锌，使制件与液相锌快速浸润并反映. (2)制作表面覆盖的氯化锌铵盐膜的活化作用

1】低于200℃时，在制件表面会形成一种复合盐酸，近似形式为H2[Zn(OH)2C12],这是一种强酸，从而保证再干燥过程中制作表面无法形成氧化膜而保持活化状态.

2】在200℃以上时,制作表面助镀液盐膜中的NH4C1对钢基体的浸蚀占了主导,使钢基体表面不能形成氧化物，保持钢基体的活化状态.故在热浸镀锌使正确使用含有NH4C1的助镀剂使很重要的。 2.助镀剂成分范围及工艺参数

助镀液质量浓度一般指助镀液中氯化锌和氯化铵的总质量浓度,对于助镀液，除了对其质量浓度需要控制外，氯化氨与氯化锌的比例、溶液中的二价铁盐（通常以FeC12计)含量、pH值、温度以及杂质含量等因素均会对助镀效果产生较大影响。 3.助镀剂成分及工艺参数的影响

（1）助镀剂质量浓度。助镀剂质量浓度的高低对助镀效果影响较大。当助镀液质量浓度在（低于100g/L）时镀件浸锌蚀容易产生“漏镀”;当助镀液溶液质量浓度偏低(100g~200g/L）时,由于制作表面附着的盐膜量少,不能有效活化制件表面，难以获得平滑均匀的镀层;当助镀液质量浓度偏高(400~500g/L）时，由于制作表面盐膜过厚，不易干透，在浸锌时将引进锌的飞溅，产生更多的锌灰、更浓的烟尘，以及更厚的镀;当助镀液质量浓度过高(超过500g/L）时，制作表面形成的盐膜层将分成内外两层，外层薄而干，内层潮湿且呈糊状。这种新增盐膜结构不易干透，而当盐膜中的水与高温锌浴接触时，会因水的迅速汽化而引起强烈的爆锌。为避免锌的飞溅，制作只能缓慢的浸入锌浴，使浸锌时间延长，造成镀层厚度增加。因为，助镀液的质量浓度并不是越大越好，应控制在一定的范围,通常为200~400g/L.

助镀液质量浓度可方便地用密度计(波美计)测出助镀液的密度(g/们mL)或波美度(°Be）来加以控制.波美度可根据下列关系式换算出密度 ? °

?=[145/(145-波美度)](g/mL)

根据式(3-10)可知,若溶液波美度为12.5°Be，对应的密度值为

镀前处理的目的是提供洁净的制件与锌浴自由的反应形成连续的、附着性好的镀层。如果制件已经很好的进行了镀前处理，那么在钢铁制件上表面获良好镀层就取决于锌的质量、锌浴成分、锌浴的温度、浸锌的时间、镀件从镀锌锅中锌时间和提升速度等条件。低碳钢制件镀层重量与锌浴温度、浸锌时间和提升速度制件的关系可看出，锌浴温度增高、浸锌时间延长及提升速度增大，将使镀层厚度增大。 1.热浸镀锌用锌的质量要求

热浸镀锌所用的锌一般采用以锌精矿和含锌物料为原料，用蒸馏法、精馏法或点解法生产的锌锭。热浸镀锌用的锌锭应该具有公认的等级、一致的成分，GB/T470---1997?锌锭?所要求的锌化学成分。从理论上来说，牌号在Zn98.7以上的锌锭符合热浸镀锌的要求。但在价格相差不大的情况下，通常热浸镀锌企业采用的牌号为Zn99.995和Zn99.99级的锌锭。选购热浸镀锌用锌锭时，尤其是选用重熔锌时要特别注意，因为大多数重熔锌中可能某种元素含量特别高，可能对热浸镀锌生产危害。如铁含量太高会产生锌渣过多，铝含量太高可能引起漏镀等.

锅底部垫一层铅，已利于清楚锌渣，此时锌液中的铅处于饱和状态，常规锌浴温度。铅在锌中可溶解到ωpb为1%。ωpb>1%的锌锭在使用上是没有什么问题的，因为多余的铅在锌熔化是会沉到锅底。根据研究结果，锌浴ωpb<0.5%对热浸镀锌产品质量有不良影响。近年来，由于欧洲各国政府对铅的使用进行了限制，一些热浸镀锌企业不再使用PW级锌锭，而大多采用SHG级锌锭。

锌锭的化学成分(摘自GB/T 470--1997?锌锭?)

2.锌锭的检验

（1）表面质量。锌锭表面不允许有熔洞、缩孔、夹层、浮渣及外来杂物，但允许有自然氧化膜。

（2）化学成分。对于每批次的锌锭，按等间隔抽取6~20块，将抽取的样锭分组，每组样锭最多为10块。样锭按长边相靠并排摆放，第一块浇铸面向上，第二快浇铸面向下，依次交替排列成矩形，在此矩形上划出两对角线。再把每块锌锭表面等分成该组锭数加1个相等的部分，划出平行于锭长变的等分线。等分线与对角线的交点为钻孔取样的位置，即第一块锌锭在第一条等分线交点上钻孔，第二块锌锭在第二条等分线交点上钻孔，依次类推，见图3-16.

取样用直径?10~?15mm钻头，钻孔时不得使用润滑剂，钻孔速度以钻屑不氧化为宜，去掉表面钻屑，钻孔深度不小于样锭厚度的三分之一。

锭样钻孔位置示意图

将所得钻屑减碎至2mm以下，混合均匀，用磁铁除尽铁质后进行化学分析。

3混合元素的添加 a.铝的添加

在热浸镀锌时，常常会在锌浴中加入少量铝，它可以起到下列作用：①提高镀层光亮性;②减少锌液面锌的氧化，减少锌灰的产生。然而，如果锌浴中铝含量控制不好，不但不能够提高产品质量，反而会造成镀层表面出现颗粒，甚至漏镀等缺陷。

（1）对镀层光亮性的影响。锌浴中加入少量铝可使镀层表面叫纯锌层更光亮。由于锌浴中的A1被选择性氧化而使表面形成一层连续的A12O3膜，对锌层提供可一个物理屏障而阻止了锌被空气氧化，有利于保持锌的金属光泽。实验表明，当锌浴中A1在0.001%，镀层光亮性就会显著提高;但锌浴中0.001%--0.005%时，对镀层光亮性的作用随浸镀温度、制件提升速度等因素影响而变得不稳;锌浴中A1超过0.005%后，镀层的光亮性随铝含量增加稳步提高，并在锌浴中A1超过0.002%左右达到最高值，A1超过0.002%后镀层光亮性不再提高甚至会缓慢下降。因此，在热浸镀锌生产中，为提高镀层光亮性，可在锌液中加入铝使A1为0.005%~0.02%.

（2）对锌渣及锌灰的影响。锌浴中A1为0.005%~0.02%.时，通常不会形成密度低而浮于表面及锌浴中的富A1浮渣.同时，锌灰会减少，这是由于在锌浴中含有铝而在表面形成了一层A12O3的保护层，阻止了锌被氧化形成锌灰.

（3）对助镀剂的影响。常规热浸镀锌助镀剂通常采用的时氧化锌铵，由于A1会与氧化锌铵中的NH4C1发生反应生成A1C13使助镀作用

减弱或失效。

（4）锌浴中铝的添加方式。铝的熔点为658.7℃，在450℃镀锌温度下，铝的溶解扩散速度很慢。同时，铝在空气中容易被氧化而在表面形成一层致密的A12O3保护层，阻止了铝在锌浴中的溶解扩散。因此，在锌浴中直接采用铝锭添加的发那个是使不可取的，因为铝锭的表面氧化膜使铝很难溶解在锌液中，一旦溶解，又易使锌浴局部铝含量过高，这样既容易形成浮渣有可能造成局部助镀剂失效而出现漏镀。故锌浴中铝的添加宜采用Zn-A1中间合金的添加方式，这种中间合金中A1一般为4%--10%。

为了使铝能够迅速充分的混合，要将合金装入带孔的容器中投到锌锅底部。另外，还需要经常地添加以补偿铝的损失(由于氧化和镀层上的消耗），添加的量和次数必须根据每次锌浴的化验结果而定。为了防止铝过量，添加时宜采取“少而勤”的原则（如每班添加两次）。为了快速确定锌液中的含量的情况，可取少量氯化铵晶粒撒在轻微氧化的锌液表面上。当A1低于0.007%时，氧化膜被溶解，晶粒自由移动;而当铝含量较高时，晶粒便停在表面上不动，而且渐渐挥发。 b.镍的添加

目前，越来越多的热浸镀锌企业在热浸镀锌时，在锌浴中加入少量镍，它可以起到下列作用：①抑制si小于0.25%钢在锌浴中的异常铁锌反应，减小这类钢出现灰暗、超厚、粘附性差的镀层;②提高镀层光亮性。但镍的添加过量，可能会在锌浴中出现颗粒增加及浮渣现象。 (1)对镀层组织的影响。锌液中加入大约Ni为0.1%的镍可降低铁锌反

应速度，消除活性钢镀锌时ζ相符的异常生长，使镀层粘附性提高，表层可形成连续的η相自由锌层，镀层外观保持光亮。

在锌浴中加入Ni为0.04%--0.12%的镍时，能起到减缓或消除Si小于0.25%活性钢的圣德林效应的作用，并随着加入镍量的提高其作用则越明显。但对高硅钢（Si>0.25%），锌浴中镍的加入对减薄镀层的效果不大.

（2）对镀层性能的影响。锌浴中加镍可提高镀层中ζ相层的硬度，这可能时ζ相与η

相之间出现了富镍相引起的。硬度的提高使镀层耐磨性得到得到提高，可减少镀件在搬运、贮存、运输及使用时镀层因碰撞或摩擦损坏。对锌镍合金镀层钢管进行与常规镀锌钢管相同的弯曲操作，镀层不发生任何损坏，其加工性能保持不便。对该镀层进行冲击实验也可验证其具有良好的粘附性能，锌镍合金镀层的耐蚀性与镀锌层基本相当。 （3）对锌渣及锌灰的影响。锌浴加镍会使锌渣增加。由于制件及锌锅上的铁不断溶入锌中，使锌浴中铁含量增加，在450℃时铁在锌中的溶解度为0.03%，当铁含量超过该值时，便会生成FeZn13金属间化合物沉入锅底形成锌渣。当锌液中加入Ni0.06%--0.10%的镍后，铁的溶解度将下降，这意味着加镍促使一部分铁形成锌渣。为减少锌渣的形成，锌浴含量应尽量减少。锌渣由原先的Zn-Fe二元合金相转变为Zn-Ni-Fe三元合金§相.

锌浴加镍后锌灰的生成量会减少。

（4）锌浴中镍的加入方式。由于镍的熔点大大高于锌，锌浴中添加

镍，往往需要首先转化成锌镍中间合金或采用镍粉直接合金化技术。目前国际上曾采用的锌镍中间合金由Zn-2%Ni、Zn-0.5%中间合金和Zn-0.24%Ni预合金。表为几种常用的锌镍合金及镍粉在热浸镀锌中的使用特性。

由于镍加入锌浴中，镀层、锌渣中所带走的镍量均大于锌浴中的含镍量。当锌浴中Ni为0.55%--0.06%的范围时，镀层中的含镍量比锌浴中更高;而锌渣中Ni为0.5%，比锌浴中高出10倍，若形成Γ2相浮渣，含镍量将更高;锌灰中Ni约0.04%，略低于锌浴中。因此，要维持一定镍含量的锌浴，锌镍和金的实际加入量要高得多。这样涉及到镍的有效利用率问题。

早期有报道称当锌浴中刚加入

Zn-2%Ni合金时，锌浴中的镍含量很

快上升，但持续的添加，镍的有效利用率(锌浴中的镍含量与添加量之比）降低很快，仅为20%~30% 。Zn-0.5%Ni和0.24%Ni预合金最早时用于维持锌浴中较高含镍量(Ni为0.08%~0.12%）而产生的，预合金的意思就是直接使用而不再与纯锌进行稀释。但后来由于锌浴中镍的使用含量降低，Zn-0.5%Ni合金也就作为中间合金使用了。由于Zn-0.5%Ni合金中NiZn8,金属间化合物相量较少且分布更均匀，故镍的有效利用率更高，有报道称可达到33%，但使用该合金的成本是Zn-2%Ni合金的2倍以上。Zn-0.24%Ni合金接近共晶成分，它的熔点低，可迅速溶解于锌浴中，但这种合金使用成本过高而未被广泛采

用。

目前国外使用较多的为Zn-0.5%Ni合金，而国内处于出于成本的考虑，使用较多的仍为Zn-2%Ni合金。

镍粉直接合金化使由加拿大Cominco公司研究开发的。采用该技术设备制作简单、成本低。操作方便，但在目前尚未取得广泛应用。 C.稀土的添加

1、稀土在热镀锌中应用的起源和发展

关于稀土在热镀锌行业中的应用，最早是由国际铅锌研究组织（ILZRO）与Leige 冶金研究中心（CRM）开始研究，并于1980 年研究成功了Zn - 5 % Al- 0.05% RE 热镀锌铝稀土镀层—Galfan 镀层。1982 年，法国的Fical 公司实现了钢丝热镀Galfan 镀层的工业化生产。该镀层成型性、耐腐蚀性、附着性等均较传统热镀锌层好，镀层致密均匀，盐雾试验及SO2 气氛试验结果均显示其耐腐蚀性较传统镀层高出很多。1984 年，美国内陆钢铁公司公司和比利时Leige 冶金研中心，联合研究生产的Galfan 合金镀层钢丝，其镀层平均厚度12μm，耐大气腐蚀相当于20μm 的传统镀层，盐雾试验结果表明，其耐腐蚀性比镀锌丝高出2～3 倍。到上世纪90 年代，随着人们对镀锌材料需求量的不断扩大，Galfan 合金镀工艺获得了飞速的发展，取得了巨大的成功。

2、稀土元素对热镀锌层的作用和影响

在锌浴中添加微量稀土后，热镀锌镀液的表面张力降低。按照非均匀形核的动力学条件，镀液表面张力降低，导致固液界面的比表面能

减小，形核临界晶核半径减小，提高了形核率，细化表面晶粒尺寸。镀层表面晶界密度增加，杂质分布均匀，同时亚晶界逐渐变浅，使亚晶界的耐蚀性得到了一定的提高。但稀土的添加有一个最佳范围，超过该范围，镀层的耐蚀性将随着稀土的添加而降低，实验表明，稀土添加的最佳范围为不超过0.069 %。 合金加入微量稀土可提高钢件与合金镀层界面的浸润性，使合金镀层晶粒细化，减少晶间腐蚀。实验表明，镀层的耐腐蚀性能与所加稀土含量有关，当稀土加入量为0.06 %时，镀层耐盐雾腐蚀性能达到最佳。对锌基合金中添加微量稀土元素对热镀锌层性能影响的研究后发现，当纯锌中添加微量稀土元素后，由于稀土能净化杂质，减少了合金中的活性阴极相，阻止了阴极过程的进行，从而提高了合金镀层的耐蚀性。同时，合金中的稀土元素为表面活性物质，有富集表面的倾向，能在镀层表面形成致密均匀的氧化层，阻碍了外界杂质原子向镀层内部扩散，减缓镀层的氧化和腐蚀过程。此外，微量稀土元素的加入，能降低镀液的表面张力，降低形核临界尺寸，使核心增加，为镀液结晶提供了异质晶核，而未成为异质晶核的稀土元素，则富集在合金结晶前沿，阻碍晶粒长大，促使晶粒细化，使基体组织更细密，从而使镀层的保护作用更强，同样对阻碍外界原子向镀层内部扩散起到作用，延缓了腐蚀过程。研究人员宋人英等对Zn 基热镀合金中微量稀土元素的作用和影响，进行了深入的研究。结果显示，稀土能降低镀液的表面张力，减小润湿角，提高镀液流动性，从而改善镀层成型性；同时，稀土使镀层合金组织更加均匀、细密，晶粒细化，且稀土对合金还有净化和细化变质作用，

能延缓合金表面的氧化作用；另外，添加微量稀土后，合金镀层表面以ZnO 为主要成分的疏松膜层，将会转变为以ZnCl2·4Zn（OH）2的致密膜层，且该膜层导电性差，能有效抑制腐蚀反应的进一步进行，提高镀层的耐腐蚀性能。尽管目前对稀土的作用机理尚不明确，造成在实际操作时稀土添加量没有一个统一的标准，但一致的观点是：稀土含量不宜过高，一般不大于0.2%。因为根据原子半径相似相溶的固溶理论，稀土原子半径比锌原子半径大得多，所以它在锌液中的固溶度很小。若稀土添加量过多，过量的稀土可能会与Zn 发生反应形成Zn- RE 金属间化合物，从而影响镀层质量，并无谓地增加锌耗和浪费稀土材料，而且也会造成锌锅的腐蚀加快。 4. 镀锌操作

由于目前国内热浸镀锌企业均面临一个较大的难题，就是客户提供的钢结构制件钢材成分及类型千差万别这就对热浸镀锌操作提出了较高的要求。不同成分及类型的钢结构制件需采用不同的热浸镀锌操作工艺。适当的镀锌操作对获得良好的镀锌质量及较低的生产成本是非常关键的。热浸镀锌操作主要是对锌浴温度、浸入速度。浸锌时间、提升速度以及扒锌灰、捞锌渣等操作步骤进行有效控制及实施。

a.锌浴温度

实践表明，大多数制件在440~460℃的温度范围内热浸镀锌能够得到满意的效果，而通常使用的工作温度是450℃。热浸镀锌的最低温

度应以在制件取出时锌液能自由的从制件流下来为准。一般来说，锌锅容量大，一次镀锌制件量少，锌滴温度可以低些。低的镀锌温度可以减少硅对热浸镀锌层的影响，减少灰暗、超厚度层产生，减少锌灰和锌渣的形成，并能保证锌锅的安全的节约燃料。锌浴温度过高，则镀层厚度增加。锌浴温度从450℃升到470℃，钢材浸镀30s所产生的锌渣将增加一倍，因为温度越高合金层形成越迅速。但温度过低会使镀层太厚，镀件不光滑，这是因为低温下锌液的流动性变差。因此，要想使产生品质量良好同时锌耗较低，就必须注重控制锌浴的温度。 钢与锌液反应的临界温度使480℃。当锌浴温度低于这个温度、锌锅表面的铁与锌液形成的致密合金层附着于锌锅表面，这个合金可以减慢甚至至阻止锌锅与锌浴的反应。当锌浴温度高于480℃，锌锅表面的合金层会被破坏而成为非附着的结晶，于是锌将不断地与锌锅中的反应，加快对锌锅的浸蚀，减少锌锅的寿命，同时也会产生更多的锌渣。

为保护镀锌锅及获得良好的镀锌质量，准确得测量锌浴温度是很重要的。通常将热电偶插入锌锅两端的锌浴中测量，并及时调节控制锌锅的加热。

为保护镀锌锅及获得良好的镀锌质量，准确地测量锌浴温度时很重的。通常将热电偶插入锌锅两端的锌浴中测量，并及时调节控制锌锅的加热。

为了克服含硅的镇静钢和半镇静钢镀锌时出现灰暗、超厚及粘附性差的镀层问题，除在锌浴中加入合金元素外，在530~560℃的高温下镀

锌也是一种有效的方法。但此时由于锌浴温度太高，不能使用铁制锌锅，而需采用耐火材料制作的锌锅，并需改变加热方式。高温镀锌通常只应于小制件的镀锌生产中。 b.浸入速度

在保证操作工人安全的前提下，制件浸入锌浴的速度尽可能地块。这就要求已处理好的制件应尽可能干透，否则会引起严重的锌的飞溅，造成锌耗增加且不安全。制件浸入的速度还影响着镀层的均匀性，特别是长制件，若保持倾斜角度不变，先进入锌浴的一端在锌浴中浸没的时间是不同的，可以采用“先进先出”的办法来加以弥补。制件快速浸没于锌浴还有助于减少制件变形。 c.浸锌时间

制件进入锌浴时，表面的助镀剂盐膜将与锌发生剧烈反应。一般老说，把制件进入锌锅中直至“沸腾”现象停止，即应立刻将镀件取出来。这样所获得的镀层在大多数情况下均可满足标准要求。当制件浸入锌浴后的前一两分钟，制件表面的铁与锌液之间的反应迅速进行，形成铁锌合金层，但随着制件在锌浴中浸泡时间延长，合金层的生长速度将逐渐减小。但如果时含硅活性钢，其镀层的增长与时间成正比，因此浸锌时间应尽可能缩短。 d.扒锌灰

由于制件表面助镀剂盐膜与锌反应后，会在锌浴表面形成一层锌灰，在镀件从锌浴中取出之前，锌浴表面的锌灰必须去除，才能获得光滑

表面的镀件。可用锌灰扒将表面锌灰轻轻扒至锌锅的两端。锌灰扒可用木板或薄钢板制作。如果取出制件时镀件表面粘附上锌灰，将影响镀件的外观质量。扒锌灰时应注意不要过于用力，使锌浴面产生较大的搅动，这样容易使锌锅内壁形成的铁锌合金保护层脱落，加速锌锅腐蚀。 e.提升速度

镀件从锌浴中提出时的提升速度，对镀层的外观及厚度均可能产生较大的影响。一般说来，对于大多数制件，适宜的提升速度大约1.5m/min。但对于不同材质不同类型的制件，提升速度也应作相应调整。对于含硅量较低的非活性钢，在不影响生产效率的前提下，提生速度可以更低一些，这样可以将制件表面的锌液充分回流，所获得的镀件更平滑光亮，厚度更薄。但对于含硅量较高的活性钢，需要较快地将镀件提出，但提升速度太快，镀件表面的锌液来不及充分回流至锌浴而凝结在镀件上，形成毛刺、滴瘤和流痕，严重影响镀层表面质量并使锌耗增高。

故镀锌时宜采用双速的电动起重机，若采用无级变速起吊的电动起重机更佳。这样可以使制件快度浸入而慢速取出。对于较长制件，提升速度慢会导致较长的操作时间，为了维持相当的生产量，须采用较快的速度。但制件取出速度一定要比锌在制件表面自由流动的速度慢些，以便得到均匀的纯锌层。 f..捞锌渣

热浸镀锌的过程中，会不断形成锌渣。锌渣在静止的锌浴中会沉到锌

锅底部，在制件浸锌操作时应尽量不要搅动它，以免将大量锌渣搅入锌浴中，使镀层中因粘附着锌渣而产生颗粒，影响镀件外观质量，使锌耗提高。不宜采用太浅的锌锅，以免在镀锌过程将锌渣搅起。 应注意定期打捞锌渣，以免锌锅底部堆积过厚的锌渣层。一方面过厚的锌渣层容易在镀锌过程中被搅起;另一方面糊状的锌渣导热性差，过厚的锌渣层会使锌锅壁产生局部过热的现象，加速锌对铁的腐蚀，从而影响锌锅的使用寿命，严重时可能产生锌锅穿孔而漏锌。故必须用带孔的铲子活捞渣器定期从镀锌锅中清楚掉积累的锌渣，间隔时间可根据工厂的实际情况，一般在一周或半个月内捞渣一次。 六.镀后处理 1.离心法

用笼子装的小制件镀锌以后，在镀层仍然处于熔化状态时，立即用离心法除去多余的锌液，使制件得到良好的光泽表面。这就需要尽快的将制件从镀锌锅移到离心机中。此外，还有一点也很重要，离心机需要由一台起动转炬大的电动机传动，以便在2~3s内使它加速到最高速度。常用的离心法使采用大约750r/min的速度，多余的锌液在最初及秒钟内就可甩掉，离心时间在延长并无明显效果。在生产过程中还必须适当注意零件的配合公差，因为这些制件在镀锌后还要进行装配，例如，螺栓孔、交联栓孔，或那些已经组装但在镀锌后还要活动自如的制件，镀锌的螺栓和螺母的正常工艺规程使螺栓制成标准螺纹后才镀锌;螺母要先镀锌作为坯料，然后再进行内螺纹加工，将内螺纹扩径。

经过离心处理以后，制件立即倒入水中，使镀层凝结并防止制件粘在一起。 2.螺纹刷光法

大制件上的螺纹用离心法是不适用的，应在镀锌后镀层凝结以前用旋转的刷子进行清理。这种处理乐意减少镀层的厚度，但同时降低了镀层的保护价值，因此这种处理只限于制件的螺纹部分。 3. 水冷

制件从锌浴中取出后应尽快水冷，已防止在缓慢冷却时合金层的过量生长导致灰暗镀层。为了改进镀层的平滑度和光泽度，可在水里经常家少量表面活性剂。

对于含硅量低的非活性钢，为防止制件变形，也可采用水冷而直接在空气中缓慢冷却4.纯化

当制件需要较长时间的贮存运时，应对制件进行纯化处理，以防止在储运过程中产生腐蚀。其腐蚀产物通常成为白锈。常用纯化方法由铬酸盐法、磷酸盐法。 a.鉻酸盐法

可采用一系列的专利或非专利的鉻酸盐溶液对制件进行纯化。制件在溶液中短时间浸渍后，可在镀层表面产生一层鉻酸膜，膜的颜色由黄色到金色，较薄的鉻酸膜几乎时无色的，在说数情况下已能起到满意的保护作用。

最常用的一种有效的处理方法是，将镀后的制件立即投入温度30~60℃的0.15%（重鉻酸钠溶液中。这种处理对防止白锈能得到令

人满意的结果。

鉻酸盐纯化处理可能降低漆层的附着力，因此，如果制件还要进行涂漆处理，经应该避免采用鉻酸盐纯化处理。 b.磷酸盐法

磷酸盐纯化处理在防止潮湿锈斑方面一般要比鉻酸盐纯化处理的效果差些。

但是，如果镀件随后还要涂漆时，就应采用磷酸盐纯化处理而不用鉻酸盐纯化处理。普遍使用的溶液时磷酸和重金属磷化物，再加一些专用的添加剂，促使镀层的形成和产生细晶粒结构，溶液一般要加热使用。

5. 检测于休整

制件镀锌后应按GB/T13912---2002或ISO 1461,对镀件的厚度及外观质量即时进行检测。对镀件表面的锌瘤、挂锌等缺陷可进行必要的修整。 6. 堆放及贮运

空心件、板材、角钢以及同类型的镀件在热浸镀锌以后常常需要立即堆放存运起来。

这就可能由于镀件接触紧密，冷却太慢，而引起镀层的剥落。故镀件不要堆的太高，或在镀件之间加垫。另外。镀锌件贮存在潮湿条件下，镀层会产生腐蚀，形成白锈，使制件失去金属光泽，严重影响外观质量。白锈的产生主要是由于镀件紧密堆放的表面间存有水点或水膜所致。镀件在潮湿条件下堆放、在运输中雨淋、潮湿空气的冷凝都是引

起白锈的原因。在有腐蚀剂(如酸，蒸汽、海水浪、花等）存在的条件下，腐蚀还会加剧。因此，镀件堆放及贮运过程中，除了防止碰撞划伤镀层外，还应注意防止白锈的产生。 a.白锈形成机理

锌是非常活泼的金属，锌的表面与周围的潮湿空气接触，会首先与潮湿水汽发生化学反应，生成一层多孔的、胶粘状的Zn(OH)2腐蚀产物。随后，氢氧化锌会进一步与大气中二氧化碳反应生成一层薄的、致密的、有一定粘附性碱式碳酸锌2ZnCO3●3Zn(OH)2腐蚀产物，可以阻止镀层进一步腐蚀。

当镀锌件紧密的堆积并置于潮湿的空气中时，由于镀件间的表面没有自由流动的空气，镀层的局部表面将不能发生形成上述腐蚀产物保护膜的化学反应，而时发生电化学腐蚀，形成白锈。白锈的形成机理实际上就是“氧浓差腐蚀电池”原理。

在潮湿环境中镀件密集堆放时发生的腐蚀反应，可以简化成发生在两镀锌层间被压扁水珠中的反应，如图所示。

这水珠仅有很小的表面暴露在空气中，接近水珠中心的锌表面和在水珠周边锌表面的氧供给量时不同的，这就导致两处锌的电位不同。中心地区氧浓度低成为阳极，而边缘地区氧浓度高成为阴极，从而形成氧浓度差腐蚀电池。

阳极反映为： Zn Zn2++2e (3-11)

阴极反应为： O2+4e-+2H2O 4OH- (3-12) 总反应为： 2Zn+O2+2H2O 2Zn(OH)2 (3-13)

电化学腐蚀速度远高于化学反应腐蚀的速度，阳极区的锌会很快被腐蚀，腐蚀产物为没有保护能力的、相对易溶解的氢氧化锌。由于在此条件下形成的氢氧化锌叫稳定，锌离子就会不断离开镀层进入水中，因而加速了腐蚀。同时，空气中的CO2很难进入阳极区，这就阻止了氢氧化锌向起保护性作用的碱式碳酸锌的转变。在这种情况下的腐蚀产物不能抑制反应的继续进行。

形成白锈时所需的水分来源多种多样。例如，镀件水冷后没有完全干燥，会造成在堆放或包装的时候镀件上留有水分;紧密堆放的镀件由于空气流通不好而干燥缓慢，由于相互接触的表面间的毛细凝聚作用，也会导致镀件表面留由水分。

白锈的严重程度取决于残留水分的成分和在所处环境中持续的时间。如果残留的水分中很有来自海水中的氧化物、来自工业环境的硫化物或来自镀锌操作中助镀剂的残留物，都会提高水的电导率，从而增大氧浓差腐蚀电池的作用。

由于金属锌转变为氧化锌或氢氧化锌时体积增大3~5倍，因此形成的白锈体积较大，从而使白锈腐蚀程度看起来要比实际情况严重得多，严重影响镀层外观，但其实他们仅仅使基底镀层损失很少的锌。对于较厚的结构件镀层，通常白锈对镀层的耐久性及使用寿命没有影响或没有明显影响。 b.白锈的预防及处理

（1）白锈的预防。当镀件贮存及运输需要紧密堆放在一起时，则应该采取足够的预防措施来防止白锈。在镀件周围保持湿度的环境和在堆积的镀件间保证足够的通风，可使白锈减至最少。具体的预防措施如下所述：

1） 可以采用表面处理方式来减少镀层白锈的产生。镀锌管和中空的镀件在镀锌后可涂一层清漆，线材、板材和网材这类产品可打蜡和涂油，对热浸镀锌结构件水冷后即可进行鉻酸盐或其他专用溶液的纯化处理。若镀件可以很快运走并安装时，可不需任何后处理。实际上，热浸镀锌件需不需要进行表面处理主要取别于镀件的外形和可能的储存条件。紧密堆放或套入的镀件防白锈的能力差，特别时当它们不打开连续存放几个星期以上时尤为如此。当然，如果镀锌结构件表面充分暴露时，一般可不进行后处理。如果镀锌表面在6个月内要涂漆，则需选择适当的后处理工艺，一面影响锌层与漆的粘附性。 1）镀件应该在干燥的、有良好通风环境的条件下家覆盖存放。 2）如果镀件只能露天存放，镀件应该从地面架高并用窄条隔离物分开，以便给所有镀件表面提供足有流动的空气。镀件应该倾斜放置以方便排水。镀件不应存放在潮湿的土壤上或腐烂的植被上。在运船时，如果镀件表面可能发生冷凝，也推荐使用隔离物。另外，如果镀件在运输时要通过高山时会冷却，然后再到低处暴露于比较暖和的潮湿的空气中，在这种情况下就必须使用隔离物。含松脂的木材不能用作隔离物或包装物，因为松脂本身就有腐蚀性。在运输和贮存镀件时推荐使用干燥的、未用防腐剂和防火剂处理过的木材，如杨树、槐树和杉

树。存放在容器中的小镀件在包装前要彻底干燥。用包装箱密封时，建议加入一些干燥剂。

3）覆盖的镀件不要放在可能会受到雨水、雾气、凝结水和雪水影响的地方。

4）当镀锌钢需海运时，不应该把它们作为船面货物托运，也不应该把它们放入船的底舱处，在那儿有可能与底舱污水接触。在电化学腐蚀条件下，海水加据白锈腐蚀。在海上特别时热带海洋湿度很大，这时提供了干燥的环境和良好的通风设施就特别重要。

（2）出现白锈后的处理措施。镀锌件表面可能会出现大量的白锈，但实际对镀层的腐蚀时比较轻微的。在大多数情况下，白锈的出现并不表明镀层已严重破坏，也并不一定意味着镀件的使用寿命会减少。发生白锈后，镀件应摆开以使它们的表面迅速变干。镀件干了后，就立即检查。

当镀件表面的锈迹是轻微而平滑的或用指尖可以轻刮即掉的，在正常的工作环境中，锈斑会逐渐的消失并和周围的锌表面混成一体，在使用期限内不会对镀件的性能有影响。如果镀件上的锈迹在镀件安装后将暴露不充分，获奖在潮湿的环境下工作，即使时非常浅的白锈也应去除，这样就不妨碍生成碱式碳酸锌保护膜。

中度到重度的白锈必须清除，否则在白锈生成区内就不能生成必要的碱式碳酸锌保护膜。腐蚀产物要用硬毛刷来清除，不能用钢丝刷。在清除白锈后，必须检查腐蚀取的镀层厚度已确保留有足够的镀锌

层。

在长期存储且生有白锈的制件上，典型的白色和灰色的腐蚀产物可能会变黑。当这种情况出现时，就说明大量的镀锌层已经被腐蚀，镀件的使用寿命会降低。

在极端的情况下，由于在恶劣的环境中长期存放，形成了严重的白色沉积物或红锈，这已损害镀件在预期使用期内的使用，就必须重镀或按相关标准规定的方法进行局部修补。 七．影响镀层的关系

1锌液温度和浸镀时间

锌液温度和浸镀时间是影响镀层厚度和质量的重要因素。通常情况下，对于特定的工作，在规定的镀锌温度范围内，提高锌液温度可增大锌液的流动性、提高锌层表面质量、减小镀层厚度。其次，缩短镀锌时间，可以提高锌锅的生产效率。但是镀锌温度过高或时间太短，容易引起管件变形，出现镀层附着力不够等现象。1.1锌液温度对镀层结构的影响

钢材热镀锌时，一般控制锌液温度在430～460℃之间，此时铁损按抛物线规律随镀锌时间变化，关系式：△G=AT0.5，△G为铁损；A为常数；T为时间。

当锌液温度在480～500℃时，Fe-Zn之间扩散速度加快，合金层增厚速度增加，铁损可以按直线关系表示：即△G=BT，△G为铁损；B为常数；T为时间。当锌液温度超过560℃，在530℃以上形成的合

金层部分破坏，铁损接近于480℃时抛物线形式。因此，在一般的结构件镀锌过程中，严格控制锌液温度在430～460℃之间，而在标准件镀锌时，一般控制温度在520～530℃之间。 1.2浸锌时间对镀层结构的影响

一定的温度下，随着钢件在锌液中浸镀时间的延长，镀层中间金属相得到快速生长，因而锌层厚度增加。固定温度下，浸镀时间与合金层生长速度之间的关系：ζ相初期生长速度大于δ1相，在大约90min后，δ1相生长速度接近ζ相。这表明Fe通过γ相和δ1相的扩散比通过ζ相扩散快。由于ζ相是脆性的单斜晶结构，ζ相越厚，镀层塑性越差，因此，正常镀锌时，要求在能达到规定厚度及锌层结合强度的条件下，尽量缩短镀锌时间（一般控制浸镀时间6～20S），这样可以减少ζ相厚度，从而改变镀层塑性。 2钢件结构和成分对镀层结构的影响

在实际生产中，由于钢铁结构形状不同，钢件中各种元素含量不同，浸镀后镀层表面质量、厚度、附着力等也会出现不同。 2.1碳对镀层结构的影响

通常情况下，钢件中碳的含量越高，Fe-Zn反应越剧烈，铁损越高，Fe-Zn合金层越厚，镀层性能也越坏。钢铁中碳的存在形式不同，对Fe-Zn反应影响也不同。当钢中的碳以粒状珠光体和层状珠光体存在时铁的溶解速度最快；当碳以索氏体或屈氏体存在时，铁的溶解速度最慢；当钢中的碳以渗碳体存在时，钢件表面张力较大，影响了锌液对钢件的浸润能力，也影响了锌的流动性，容易使表面出现锌瘤。

2.2其他成分对镀层结构的影响

钢铁中除含碳外，一般都含有Mn、S、P、Si、Cu、Ti等元素，它们对钢铁热镀锌有不同影响：

2.2.1锰和硫对镀层结构的影响：钢铁中锰和硫含量极少，因而对镀锌层结构影响很小。

2.2.2磷对镀层结构的影响：钢中如含有杂质磷，能使钢材产生冷脆现象，所以，生产过程中严格控制磷含量在0.05%以下。当钢中磷含量达到0.15%时，镀锌层会产生厚且容易开裂的Fe-Zn合金层，即η相变薄而ζ相和δ1相则生长较快，从而使镀锌层变暗而失去花纹形成斑点。

2.2.3硅对镀层结构的影响：钢中硅对镀层结构影响显著，硅含量越高，镀层中Fe-Zn合金层相增长速度越快，因而，镀层变厚并形成灰色，附着性能变坏。镀层厚度随钢中含硅量增加的关系存在着一种波浪式变化的现象，这种现象又称为圣德林（Sandelin）效应，这种现象一般在浸锌3min后发生，在现代镀锌生产中由于镀锌时间短而不会出现。硅对镀层影响有如下几点：第一、硅的存在使铁在锌中的侵蚀加快，460℃时硅含量为0.2%的钢比碳含量0.2%的钢铁损增大了一倍。含硅钢在锌液中520℃下具有最大的重量损失。第二、硅的存在对镀层厚度有明显的影响，硅含量低的钢镀锌后可以获得致密的Fe-Zn合金层，硅含量达到0.3%时δ1层被破坏，镀层结晶变粗大而自由生长疏松的晶体。第三、含硅量还影响镀层外观，当含硅量为0.06%～0.07%，镀层灰暗斑点最多，原因是δ1相生长速度快，ζ相

晶粒向表面推移。

2.2.4铜和钛对镀层的影响：通常情况下，钢中含铜量很低，对镀层形成没有太大影响。但由于钢铁表面铁-铜延伸率不同，轧制时易形成网状裂纹，镀锌后会出现类似划伤或条状的疤痕缺陷。然而含铜钢热镀锌层的耐大气腐蚀性能好。

钢中的钛大多是为了获得高强度而加入的，它以固溶体的方式存在于α-Fe的晶格中，它以钢在锌中的侵蚀速度影响不大，合金层发展最厚的不是δ1相，而是ζ相。但含钛钢镀锌后表面较好，能有效防止由于钢在酸洗或保护气氛中还原时进入钢中的氢气逸出对纯锌层造成的不良影响。

2.2.5镍和铬对镀层结构的影响：钢中镍的存在，降低了锌液对钢的侵蚀速度。从而使镀锌层减薄。460℃时，当镍含量为5%时，锌液对钢的侵蚀速度降低了30%，说明镍控制了ζ相的增长。

钢中的铬对钢在锌液中的侵蚀速度影响较大，当铬含量为0.6%时，锌液对钢的侵蚀速度增加了一倍，当铬含量为4%～9%时，锌液对钢的侵蚀速度会降低；当铬含量为13%～18%时，使得合金镀层ζ相快速发展，镀层变得疏松而且大量飘移。所以不锈钢不一定比碳钢更耐锌液侵蚀。

2.2.6铝对镀层结构的影响：铝是在钢铁热镀锌中起着重要作用的元素，它对于Fe-Zn反应有着极大的影响，而且由于铝的存在，会使镀锌层生成机理改变。当铝作为钢铁中的成分加入时，它对Fe-Zn反应几乎没有影响；但当作为脱氧剂用来生产镇静钢时，会对镀层产生不

良影响。如在浇注时加0.7%以上的铝，会导致镀层表面缺陷。因为，脱氧时生产的三氧化二铝会在钢中形成很细的偏析，这在热镀锌时容易引起漏镀而产生花斑。 3锌液中不同元素对热镀锌的影响 3.1锌液中铁的影响

铁在锌液中的溶解度随着温度的升高而增加。430℃铁在锌液中的溶解度为0.02%；430℃--440时为0.02—0.03%；450℃--470℃为0.04—0.07%;500℃以上为0.3以上。当高在450℃时，铁在锌液中的溶解度为0.04%，当超过0.04%时，铁将与锌反应生成密度大于锌液的FeZn7而沉入锅底，即为底渣。当锌液中含铝时，锌液中多余的铁将与铝反应生成密度较小的Fe2AI5而飘浮在锌液上面，即为浮渣，根据分子式可知，这两种渣式形成时会消耗大量的锌和铝元素。锌液中铁的存在，使得锌液的黏度和表面张力增加，流动性变差，也恶化了锌液对钢的润湿条件。另外锌液中铁的存在还会提高镀层硬度，阻碍再结晶生成。总之过量的铁是有害的，它使镀层变脆，表面变灰暗，使锌渣生成量增加，也同时增加锌和铝的消耗量。 3.2锌液中铅的影响

锌液中的铅通常是由锌锭的杂质而加入的，在使用铁制锌锅镀锌时，利用铅的密度大于锌液的密度这一特性，为延长锌锅使用寿命，减少锌液对锅底尤其是圆角处的冲刷，在锌锅内铺10～30cm的铅层，其主要作用：一方面铅作为Fe-Zn之间的传热介质，减少了铁与锌的接触面积，另一方面可以使锌渣浮在铅面上而不硬结于锅底造成捞渣

困难。在锌液中铅是以珠状颗粒弥散存在于纯锌层中的，对Fe-Zn反应速度没有影响，但它的存在有以下优点：第一、可以降低锌液的黏度和表面张力，增强锌液对钢铁的浸润能力，减少镀锌时间。第二、铅的存在可以降低锌液的溶点，延长锌液的凝固时间，促进锌花的生长，得到较大锌花。缺点是：第一、铅的存在可以使镀层变暗，当铅在锌液中含量超过1%时，会引起镀层晶间腐蚀，降低耐腐蚀性能；第二、铅的蒸发也将污染环境，危害操作人员健康。一般控制锌液中铅的含量不于1%。 3.3锌液中锌的影响

锌液中加入金属锌主要优点是：在保证镀层不产生晶间腐蚀情况下，代替铅使镀层生成大的锌花，缺点是：第一、它的存在会使纯锌层变脆，使铁在锌液中的溶解度增加，合金层变厚，铁损增加；第二、还会使镀层变暗。锌液中一般控制锌的含量为：0.01%～0.02%。 3.4锌液中锡的影响

锌液中加入锡的主要优点是：可以使表面光亮，镀层得到较大的锌花。缺点是：当锌液中锡含量大于0.002%时，会使锌液黏度增加，镀层厚度增加，耐腐蚀性能降低；当锡含量达到0.3%时，锡会聚集在新的晶粒表面形成Zn-Sn共析，增加镀层腐蚀速度并在腐蚀后表面出现坑点。

3.5锌液中镉的影响

锌液中加入镉主要优点是：可以粗化锌结晶，使镀层表面出现较大的锌花。缺点是：镉是作为锌锭中的杂质带入锌液的，其含量约为：

0.001%～0.07%，对镀层组织和溶解度有影响，温度较高时，对铁的侵蚀作用加强，使铁合金层变厚，铁损增加，镀层挠度降低。当镉含量达到2.5%～2.8%时，锌液中的铁损量达到最高值。 3.6锌液中镁的影响

锌液中加入镁主要作用是提高镀层耐腐蚀性能，消除锌液中铅对镀层耐腐蚀性能的不良影响。锌液中含镁量一般控制在0.024～0.084%之间，此时镀层耐腐蚀性能最好。当含量达到0.3%～0.5%时，镁对镀层产生不良影响，使镀层表面组织变厚、变粗糙，外观失去光泽，变为乳白色，镀层硬度增加，附着性能变差。3.7锌液中稀土元素的影响

锌液中加入稀土元素的主要作用提高锌液流动性，降低锌液润湿角和表面张力，使镀层均匀，提高厚度、表面外观质量以及耐盐雾腐蚀性能。锌液中的稀土元素不会对Fe-Zn合金产生明显影响。 3.8锌液中铜的影响

锌液中加入的铜有使镀层中间合金层厚度减少的趋势，使铁损增加，改善镀层耐大气腐蚀性能。使镀层产生黑色斑点，也可能在铬酸钝化时出现表面发黑、发蓝现象。锌液中的铜是随着锌锭中的杂质加入的，一般应控制其含量约为：0.001%～0.005%。 3.9锌液中硅的影响

当锌液中的铁含量较高时，硅能与铁反应生成铁硅化合物而把铁除去，产生的硅铁化合物并不参与Fe-Zn反应，同时锌液中的硅还能抑制合金层的生长。

3.10锌液中镍的影响

锌液中加入镍可以提高镀层的耐蚀性能，含0.09%的Zn-Ni镀层，其耐盐雾腐蚀性能比纯锌提高1倍。锌液中加入镍后，对钢的润湿性能提高，使合金相的孕育期延长，有效控制合金层生成速度，使相层减薄，组织细化，镀层表面质量提高。 3.11锌液中钒、钛、锰、铋等元素的影响

锌液中的钒、钛、锰都有抑制Fe-Zn合金相过量生长的作用，这些元素大多以三元化合物的形式聚集在ζ相的外边缘或ζ相附近的锌带中，从而促使形成较薄的镀层。另外这些元素和镍可以作为生产彩色镀锌钢板添加元素。金属铬进入锌液后，对Fe-Zn反应影响较小。金属铋的存在能够有限地抑制锌的腐蚀，但作用较小。当铋含量达到0.05%，锌的腐蚀速度反而增大；当铋含量达0.1%时，锌液流动性和浸润能力变好，具有较小的表面张力，液态时较易流动；当加入铋过量时，会使镀层变脆。镀层表面“锌花”随着铋含量的增加而增多增大。当铋含量达1%时，铋严重覆盖了锌的表面，在一定的条件下，易形成微电池而加速电化学反应和晶间腐蚀。 3.12锌液中就加铝对热镀的影响

锌液中加入铝可以减少Zn-Fe合金层的厚度、改进镀层的韧性和表面光亮程度。同时由于在锌液中加铝后可以形成保护氧化膜，减少锌液表面氧化，降低表面锌灰的生成速度和数量，进而减少锌耗。当锌液中铝含量不大于0.12%时，镀层结构与纯锌镀层一致，当铝含量为0.12%～0.16%时，镀层变薄。根据研究确定，现代热镀锌工艺一般

在镀锌液中加入0.2%～0.3%的铝，使钢铁表面形成保护膜，从而阻止含铁较高的δ1和γ相的生成。现代加铝热镀锌在铁和铝间生成FeA1、FeA12、FeA13化合物，由于FeA13的生成热大于γ相和δ1相，铝在铁上形成的FeA13薄膜阻碍了铁向锌液的扩散，消除了铁锌相的生成。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kwv3.html