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緊固件的熱浸鍍鋅
緊固件使用量大面廣是機械基礎件是毫無疑問。緊固件電鍍鋅生産中一般采用滾鍍工藝。緊固件電鍍鋅的優點:

  (1)鍍層均勻、光亮,鈍化後可獲得多種色彩,裝飾效果好。

  (2)成本低,操作簡單。同時,緊固件電鍍鋅也存在一些缺陷,如易産生氫脆,尤其是高強度(≥827MPa)緊固件對氫脆比較敏感,驅氫不徹底會造成緊固件連接的失效(緊固件的開裂,突然斷裂等現象)。鍍層薄,電鍍鋅層厚度一般小于10μm不能滿足室外防腐的要求。

  (3)環境污染嚴重。占總電鍍量的60%以上,當緊固件用于室内或其它環境不惡劣的封閉系統時,電鍍鋅是首選。但是,室外則不然。

  熱浸鍍鋅(或簡稱為熱鍍鋅)是将被鍍的緊固件浸入熔點較低的液态金屬鋅或其合金中進行鍍覆的方法。

  緊固件熱浸鍍鋅多采用熔劑法。淨化過的鋼件浸入鍍鍋之前,其表面先形成一層熔劑層以防止氧化并進一步清除表面殘留物。浸鍍時此熔劑層受熱揮發,使新鮮的鋼表面與熔融金屬直接接觸,發生浸潤、溶解、化學反應、擴散,在鋼件表面順序形成γ相、δ1相和ζ相合金層并附着一層熔融金屬鋅,經冷卻後形成η相鋅鍍層。各相合金中鋅含量由77%至99.97%逐漸增加。現代熱浸鍍鋅生産中,通常在熔融鋅液中添加少量鋁以提高鍍鋅層的附着力。此時合金層中的主相為Fe2Al5,而δ1相和ζ相的數量很少。不存在脆性的γ相。

  熱浸鍍鋅層是一種價廉而耐蝕性良好的鍍覆層。由于鋅的電化學特性,它對鋼基體具有“犧牲”保護作用;而鋅層在大氣中的腐蝕産物(堿式碳酸鋅)比較緻密,附着良好且不溶于水,對鋅層又有一定保護作用。因此熱浸鍍鋅被廣泛用于保護鋼材及其制件免受大氣腐蝕,特别适于标準件、緊固件的大批量生産。

  通常認為熱浸鍍鋅時,鍍鋅層形成過程如下:熔鋅滲入基體鐵中—鐵與鋅反應生成鐵—鋅合金—在鐵—鋅合金層上形成純鋅層,鍍鋅層形成的基本原理是高溫冶金反應。對五金、緊固件進行熱浸鍍鋅時通常采用助鍍劑法(又稱溶劑法),助鍍劑法熱鍍工藝又分為濕法和幹法兩種。濕法工藝得到的鍍層附着性不好,目前很少采用。幹法工藝允許對助鍍劑有較廣的選擇範圍,鍍層質量好。所以,結構件、緊固件、五金件的熱浸鍍鋅一般選用幹法。

  緊固件的熱浸鍍鋅具有以下的特點:⑴可獲得厚鍍層,耐腐蝕性能好。⑵鍍層附着性好,鍍後可以進行适當的成型,焊接和塗裝等加工處理。

  由于緊固件尺寸較小,形狀不規則、有的還需要螺紋配合,所以熱浸鍍鋅也存在一些明顯的缺陷。

  (1)鍍後螺紋擰合困難。熱浸鍍鋅後餘鋅粘留在螺紋中不容易去除幹淨,而且鋅層厚薄不均勻,影響了螺紋件的配合。在GB/T13912—1992《金屬覆蓋層鋼鐵制品熱浸鍍鋅層技術要求》、GB/T2314—1997《電力金具通用技術要求》中規定;緊固件的外螺紋應在熱浸鍍前按GB196标準規定加工或輾制,而内螺紋可在熱浸鍍前或後進行加工。但在實際應用中客戶往往要求内外螺紋均有鍍鋅層,故人們采用多種措施來解決螺紋配合件的熱浸鍍鋅問題。如螺紋件鍍後的回攻;預留較大配合間隙;離心甩等方法。回攻容易破壞螺紋部分鍍層,甚至裸露鋼鐵基體,造成緊固件鏽蝕。故意超範圍加大螺母孔徑或預留配合間隙,很容易降低配合強度,對于高強度配合這是不允許的。國内目前以機械式離心甩去餘鋅為普遍。另外,人們從熱浸鍍鋅工藝本身考慮,調整熱鍍溫度和浸鍍時間來改善鍍層質量,也沒有從根本上解決問題。

  (2)熱浸鍍鋅操作溫度高,會降低高強度緊固件的機械強度。8.8級螺栓經熱浸鍍鋅後部分螺紋的強度低于标準要求;9.8級以上的螺栓經熱浸鍍鋅後的強度基本上無法達到要求。

  (3)工作環境差,污染嚴重。緊固件熱浸鍍鋅過程是在高溫下進行,溶劑烘幹和待鍍工件浸鋅入池時會析出強烈刺激性的錄化氫氣體;鋅池長時間處于高溫下,鋅池表面産生鋅蒸氣,整個工作環境的氣氛惡劣。當前,許多私營企業仍采用燃煤的反射加熱爐進行熱浸鍍鋅生産,向大氣中排放大量含有So2、CO2、CO和粉塵的煙霧,造成嚴重的大氣污染。

  緊固件熱浸鍍鋅雖然存在多種缺陷,但因為熱浸鍍鋅的鍍層厚、結合強度好、長期腐效果佳。在電力、通訊、交通部門一直受到推崇。如JB/T8177—1999《絕緣子金屬附件熱浸鍍鋅層通用技術條件》中對絕緣端子的熱浸鋅提出了詳細的要求,DL/T764—2002《輸電線路鐵塔及電力金具緊固用冷镦熱浸鍍鋅螺栓與螺母》中對螺紋部位熱浸鍍鋅層做出了詳細的規定。

  随着我國電力、交通的大發展,必将促進緊固件熱浸鋅的發展;所以研制自動化離心甩設備,改進緊固件熱浸鍍鋅工藝,提高緊固件熱浸鍍鋅鍍層質量是十分重要的。


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