渗锌标准件与传统热镀锌存在着很大的差异:
1、真空渗锌是在真空条件下实施的,因此,它削弱或避免了粉渗锌过程中锌的氧化,提高了被渗件的耐腐蚀度。
2、热镀锌镀层与基件为冶金结合,镀层超过80um、镀锌件撞击时,极易发生镀层剥落,而渗锌工艺形成的锌铁合金层为扩散型冶金结合,渗层可达100um以上,且表层硬度高,渗层均匀,搬运过程中受撞击也不会出现渗层剥落。
3、与热镀锌相比,对标准件热镀锌有镀前附加间隙,镀层厚度难以控制,无论“过规”(镀层过厚)还是“不过规”均易出现降低紧固作用,公差配合问题始终未得到解决;而真空渗锌。渗层厚度可在20—120um范围内控制,渗层厚度在30—50um之间不需要附加间隙,彻底解决了标准件公差配合问题,提高了紧固作用。
4、热镀锌过程中释放的锌蒸汽污染大气,“放炮”飞溅出的高温锌液威胁人身安全。而真空渗锌是在密闭容器冲完成,完全消除了锌蒸汽对大气的污染,彻底结束了操作人员锌蒸汽中毒和高温锌液灼伤的历史。
5、渗层厚度50um耐腐蚀可达20年以上,渗件除表层外,内层也有一定的防腐能里,故其防腐寿命高于热镀锌。(热镀锌标准规定:镀件厚度大于或等于5um时,锌层厚度应不低于86um,其耐腐蚀寿命为10—15年),实际上由于包装托运过程中的碰撞和大气污染,经过热镀锌的钢制件使用8年,即需进行刷漆防蚀处理。另外、真空渗锌工艺除满足防腐要求外,还可提高渗锌件的表面硬度及零件耐磨行。
6、渗件表面均匀,硬度高于热镀锌一倍,对某些不易热镀锌材质(高强度钢,白口铸铁、弹簧钢)均可采用渗锌处理。
7、具有极高的高温抗氧化能力。在600℃表面完好,避免了高温下螺栓“咬死”,而热镀锌若达到600℃表面即全部氧化。
8、由于热镀锌对环境污染严重,因而市区无法建厂,而真空渗锌对环境及人体均无损害,符合环保部门要求,市区内可以建厂。
粉末镀锌工艺,又可称为粉末渗锌工艺,或机械热镀锌。它是利用原子扩散渗透原理,使锌粉与钢铁表面在较高的温度下接触,形成铁锌合金保护层。此技术各项指标优于传统的热度锌技术,属于热镀的升级换代技术,市场潜力巨大,目前国内少数公司或个人掌握此项技术,降低了使用单位的日常运行维护费用,真空粉末渗锌技术同样适用于电力金具,索具类…等领域的表面防腐。
其性能特点:镀层外观平整光滑、无锌瘤、无刺等,罗帽不用回镀,扭动自如,使用方便,组装紧固度高,具有良好的综合防腐性能,耐磨性能,二次涂装功能。更适用于现代工程中的钢铁防腐。
粉末渗锌是利用金属原子的渗透扩散原理,使锌粉与钢铁制件在一定的温度下接触,活性锌原子由外向内扩散进入钢铁内部,同时铁原子由内向外扩散,于是在钢铁表面形成锌铁合金防腐层,即渗锌层。锌铁合金的电极电位高于铁低于锌,从而既能保护铁,又比热浸锌等具有更好的防腐蚀性能和耐腐蚀寿命。产品已经省质量监督检验所检验,均达到国家标准。应用范围:电力输变电、邮电通信、高速公路、桥梁、船舶、海洋工程、机场跑道、石油化工、汽车工业、工程机械、建筑五金、水利工程等工业行业。
目前在工程中采用金属锌作为防腐蚀涂层是应用最广泛的防腐技术,普遍应用的方法有电镀锌、热浸镀锌、粉末渗锌和达克罗涂层(就是锌铬涂层)。以下就是上述防腐工艺的主要优、缺点进行具体比较说明。
1、从技术原理比较
电镀锌涂层为电化学沉积;热浸镀锌为锌加热到液体下热扩散涂层;粉末渗锌为锌粉固态冶金热扩散涂层;达克罗涂层为高温烘烤固化涂层。
电镀锌、热浸镀锌和粉末渗锌工艺原理发现的比较早。目前电镀锌、热镀锌在工程中应用最广泛,而粉末渗锌在我国工业化应用是1990年左右,在工程上讲属于新防腐技术。达克罗工艺属于最新开发的防腐技术,在国外1950年左右已广泛应用,而在我国是1995年左右引进、并认为是先进防腐技术,但是实际上在国外已经应用40多年。
2、从防腐涂层综合性能比较
这几种防腐涂层主要特点比较如下:
1)、粉末渗锌涂层均匀性最好,在不规则构件表面、凹槽、盲孔内都能获得均匀渗层,其次是热浸镀锌涂层,电镀锌涂层不能镀孔和深凹槽,达克罗涂层一般。
2)、粉末渗锌涂层硬度最高,其次是热浸镀锌和电镀锌涂层,而达克罗涂层硬度最底,仅为2—6H(H为铅笔硬度测量单位)。硬度越高表明涂层耐磨损性能越好、抵抗表面划伤能力越强。
3)、粉末渗锌涂层与基体的结合强度最高,一般用机械力很难将涂层去掉;其次是热浸镀锌;再次是电镀锌涂层,而达克罗涂层结合强度最底。
4)、粉末渗锌基础没有环境污染;热浸镀锌污染严重,有锌废料和锌蒸汽等;电镀锌有“三废”排放问题污染更为严重。
而达克罗涂层以前宣传为无污染,但实际达克罗涂层含有六价铬,该物质为严重致癌物质对环境产生严重污染。欧洲和美国汽车研究协会(USCAR)规定在2003年7月1日以后不允许在汽车构件上使用含有六价铬的涂层(达克罗涂层主要应用于汽车工业构件的防腐处理)。目前国外已淘汰达克罗涂层,开发出替代产品交美特(Geomet),而国内某些方面还认为是“先进防腐工艺”。
5)、防腐蚀性能比较:在涂层完好没有划伤的情况下,达克罗涂层耐腐蚀性最好,其次是粉末渗锌,再次是热浸镀锌,而电镀锌涂层防腐性能最低。
混凝土隧道结构工程中经常使用锚固件连接构件,在比利时安特卫普和德国汉诺威地铁工程中,对镀锌固定件的预期使用寿命研究结果如下表所示,可看出粉末渗锌防腐性能最好。
地区 |
电镀锌 |
热浸镀锌 |
粉末渗锌 |
农村 |
2—3年 |
18—22年 |
22—24年 |
城市 |
1—2年 |
10—18年 |
12—24年 |
工业区 |
0.5年 |
4—5年 |
5年 |
滨海地区 |
0.5—1年 |
5—6年 |
5—6年 |
具体性能比较见下表所示
| 技术指标 |
电镀锌 |
热浸镀锌 |
达克罗 |
粉末渗锌 |
渗层厚度 |
镀层薄,一般小于10—110um |
厚度不容易控制
一般40—120um |
增加厚度很难
10—110um |
厚度可控在误差10% |
厚度均匀性 |
均匀,但槽深镀能力差 |
均匀,但表面有锌瘤、突起等 |
一般 |
渗层均匀、连续性很好 |
表面状态 |
银白、表面光洁 |
银白色 |
银灰色 |
灰色或浅灰色 |
附着强度 |
机械结合,强度低 |
冶金结合,强度高 |
机械结合,但强度比电镀
和热浸镀锌低 |
扩散冶金结合,
结合强度很高 |
强度 |
HV100左右 |
HV70左右 |
很低为H2—6 |
HV22—450 |
污染 |
很严重 |
严重 |
严重 |
基本无污染 |
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