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护栏网的外表镀锌处理原理是什么?

中国钢铁产量连续多年保持世界第一,年产量已超过日本、美国、俄罗斯等 7 国的总和,但我国生产技术水平不高,绝非钢铁强国。钢镀锌是提高钢铁材料耐蚀性最经济有效的方法,被广泛应用于建筑材料、航空配件、交通运输、电力通讯和家电家具等行业。研究镀锌钢在大气、海水、土壤环境中的腐蚀规律、腐蚀机理和腐蚀特性,对提高其使用寿命和节能环保都有重要的意义。...
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      中国钢铁产量连续多年保持世界第一,年产量已超过日本、美国、俄罗斯等 7 国的总和,但我国生产技术水平不高,绝非钢铁强国。钢镀锌是提高钢铁材料耐蚀性最经济有效的方法,被广泛应用于建筑材料、航空配件、交通运输、电力通讯和家电家具等行业。研究镀锌钢在大气、海水、土壤环境中的腐蚀规律、腐蚀机理和腐蚀特性,对提高其使用寿命和节能环保都有重要的意义。

      镀锌件通常的处理是热浸镀锌(Hot Dip Galvanising) ,它是钢结构重要的防腐蚀处理工艺,广泛应用于高速公路护栏、屋顶压型钢板、输电塔、电视塔、栏杆等等。

      热浸镀锌即是把钢铁浸入温度达 440-465℃或者更高温度的熔化锌中进行处理的过程,铁基体与熔锌反应,形成铁-锌合金层覆盖在整个工件表面。镀锌表面有一定的韧性,可耐很大的摩擦及冲击,与基体有着良好的结合。

锌作为一种活泼金属,会空气中的氧气进行氧化反应。氧化锌在镀锌后 24-48 小时内就会形成,覆盖整个表面大约需要一年时间。在雨水、露水和高湿环境下,氧化锌会转化为氢氧化锌。最后的情形是氧化锌和氢氧化锌与二氧化碳形成碳酸锌。碳酸锌,是一种致密不可溶的物质,形成一种保护膜。氧化锌和氢氧化锌是可溶不致密的。它们松散地附着于表面,所以在氧化锌或氢氧化锌表面的涂料不能很好地附着。实际的问题是氧化锌,氢氧化锌和碳酸锌都是白色的,在镀锌表面形成钝暗的灰色外观,所以肉眼不能分辨出到底形成了哪种物质。

      如果工件在装运时层叠放在一起,自由流动的空气不能进入,二氧化碳就不能与其形成碳酸锌。只有松散的氧化锌和氢氧化锌会形成。没有包装的镀锌件上面我们会看到松散的白色沉淀物,如果这种反应过程可以持续进行,它就使工件间的湿气与锌反应而消耗锌层。没有受到保护的钢板就会锈蚀, 在沉积物下面就会看到红锈。这种白色沉降物叫 “湿存污点” (Wet Storage Stain)。

        厂家有时为在镀锌件会在表面涂上一层油,防止水汽和锌反应。另一种方法是铬酸或磷酸钝化。在水槽中冷却的钝化过程对其本身无害,但是钝化槽可能会有少量的油脂在表面,当镀锌件提离时,会附着于镀锌件表面。油漆对于铬酸钝化的表面是不能附着的,但对磷化表面却有着很好的附着力。

镀锌是保护钢铁腐蚀最经济有效的方法之一,研究镀锌钢在不同环境中的腐蚀规律、腐蚀机理和腐蚀特性显得尤为重要。综述了镀锌钢发生电化学腐蚀的基本原理及其在大气、海水和钢筋混凝土介质中的腐蚀行为,同时叙述了 pH 值、温度和 Cl-等环境因素对镀锌钢腐蚀性能的影响。

        镀层的耐蚀性主要取决于其成分,传统热浸镀锌 的成分为纯锌中添加少量 Al( 小于 0. 005% ) ,在镀锌液中添加一些合金元素,能有效提高镀层耐蚀性,其中Mg 的作用尤为明显。20 世纪 90 年代日本日新制钢公司成功开发商品名为 ZAM 的锌铝镁合金镀层,其成分为 Zn-6% Al-% 3Mg,其耐蚀性为 Galvanized 镀层的10 倍,为 Galfan 合金的 5 倍。由于 Mg 是非常活泼的元素,在镀液中很容易氧化,且其氧化物的致密度小,没有保护作用,导致镀液表面严重氧化,给热浸镀生产和产品质量带来严重影响,因此单独使用 Mg 时添加量不能太高。由于 Al 的氧化膜致密,能有效抑制镀液表面继续氧化,因此在添加有 Mg 的镀液中加入一定量的 Al 对镀液的氧化具有抑制作用。另外在锌液中添加 Ni 和 V 不仅能解决活性钢镀锌问题,而且Ni 和 V 的加入使得镀层自腐蚀电位正移,极化电阻增大,腐蚀电流减小,也能提高镀层的耐蚀性。基于上述考虑,本文以 Mg、Al、Ni 和 V 作为合金元素添加到镀液中,通过多元合金化的形式,充分发挥各元素的作用,提高镀层的耐蚀性。

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