1、上游電鍍有限公司上游電鍍有限公司電鍍鋅基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)以及注意事項(xiàng)董濤2013-4-6化學(xué)元素周期表化學(xué)元素周期表鋅概述鋅概述l鋅是一種化學(xué)元素，它的化學(xué)符號(hào)是Zn，它的原子序數(shù)是30，是一種淺灰色的過渡金屬。外觀呈現(xiàn)銀白色，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中相當(dāng)重要的一個(gè)金屬。l鋅易溶于酸，也能溶于堿，故稱它為兩性金屬。 為什么鋼材表面要鍍鋅？為什么鋼材表面要鍍鋅？l（1）防止基材金屬腐蝕）防止基材金屬腐蝕l（2）增加金屬外表美觀）增加金屬外表美觀金屬的腐蝕及危害金屬的腐蝕及危害l1）金屬腐蝕的定義l 當(dāng)金屬和周圍介質(zhì)接觸時(shí)，由于發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。l（2）金屬腐蝕的危害l 金屬腐蝕后

2、失去了金屬的特性，在外形、色澤以及機(jī)械性能等方面都將發(fā)生變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使國民經(jīng)濟(jì)受到巨大的損失。l 鋼鐵產(chǎn)品的1/10消耗于腐蝕。被腐蝕報(bào)廢的金屬制品的制造價(jià)值往往要比金屬本身的價(jià)值高很多。為什么會(huì)腐蝕？為什么會(huì)腐蝕？l其根本原因還是金屬自身的原因，任何金屬最穩(wěn)定的狀態(tài)就是它原來在自然界中所處的狀況，所以一旦條件適合，它們便恢復(fù)到原先的礦物狀態(tài)，生成氧化物、硫化物、碳酸鹽等，這就是金屬的腐蝕現(xiàn)象。金屬的腐蝕機(jī)理金屬的腐蝕機(jī)理金屬的腐蝕按反應(yīng)機(jī)理的不同分為：l（1）物理腐蝕：單純的物理溶解所引起的破壞l（2）化學(xué)腐蝕l（

3、3）電化學(xué)腐蝕鍍鋅層的化學(xué)腐蝕鍍鋅層的化學(xué)腐蝕 2Zn+O2=2ZnO Zn+H2O=ZnO+H2 Zn+CO2=ZnO+CO 上述三式在高溫下反應(yīng)劇烈，會(huì)生成致密的氧化鋅薄膜，而在室溫下進(jìn)行的非常緩慢。ZnO膜每100小時(shí)增加厚度約1埃。膜厚在200埃以下時(shí)肉眼是察覺不到的。它的生長起始于鋅的結(jié)晶體，而且和它下面金屬結(jié)合很牢固。隨著ZnO薄膜的增加，達(dá)到300-400埃時(shí)，人們?nèi)庋鄄趴吹?。由于ZnO比鋅的體積大44-59。特別在膜厚度較大時(shí)，在內(nèi)部或外部應(yīng)力的作用下容易產(chǎn)生破裂，這時(shí)保護(hù)作用也即失去。鍍鋅層的電化學(xué)腐蝕鍍鋅層的電化學(xué)腐蝕u鍍鋅板表面有水存積的時(shí)候，由于水中溶解一定量的氧，二氧

4、化碳及二氧化硫等腐蝕性介質(zhì)，便形成了電解液。其化學(xué)反應(yīng)不可避免的發(fā)生了。其反應(yīng)式如下： 陽極反應(yīng)：Zn-2eZn2+ 陰極反應(yīng)：O2+2H2O+4e4OH u在陽極反應(yīng)過程中，鋅被溶解。在陰極發(fā)生的反應(yīng)稱為氧的去極化反應(yīng)。因在電解液中溶解有一定量的氧，特別在電解液和空氣接觸的界面處，此反應(yīng)進(jìn)行得更為激烈，常稱為界面腐蝕，反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生的銹蝕產(chǎn)物為： Zn2+OHZn(OH)2ZnOH2O化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別l（1）化學(xué)腐蝕是一種單純的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過程無電流產(chǎn)生；電化學(xué)腐蝕反應(yīng)過程有電流產(chǎn)生。l（2）化學(xué)腐蝕在表面進(jìn)行，對鋼鐵內(nèi)部影響不大；電化學(xué)腐蝕在鋼鐵表面和內(nèi)

5、部都能進(jìn)行，是導(dǎo)致鋼鐵被透徹腐蝕的主要原因。l（3）電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕在機(jī)理上的主要區(qū)別在于電化學(xué)腐蝕時(shí)，金屬與介質(zhì)的相互作用被分為兩個(gè)獨(dú)立的共軛反應(yīng)：陽極（放出電子的電極）過程是金屬原子以離子形式進(jìn)入溶液；陰極（得到電子的電極）過程是從陽極過來的電子，被電解質(zhì)溶液中能夠吸收電子的氧化性物質(zhì)接受而發(fā)生還原反應(yīng)。鋅的防腐蝕原理概述鋅的防腐蝕原理概述l鋅為兩性金屬。其標(biāo)準(zhǔn)電位為-0.76V。比鐵的電位（+0.77V）負(fù)，因此形成鐵-鋅原電池時(shí)，鋅層為陽極，它會(huì)自身溶解，對保護(hù)鋼鐵基體。所以鋅鍍層對鋼鐵即有機(jī)械保護(hù)作用，也有電化學(xué)保護(hù)作用。但鋅在海洋性氣候下為陰極性鍍層，會(huì)加速基體的腐蝕。 鋅是一

6、種活潑金屬,鋅在空氣中暴露的最初同氧氣發(fā)生反應(yīng),生成氧化鋅.同時(shí),同二氧化碳反應(yīng)生成薄的碳酸鋅薄膜,這種薄膜致密性很好,把內(nèi)部組織同外部環(huán)境隔離開來。 2Zn+O2+CO2+H2O=Zn(OH)2CO3大氣對鋅腐蝕情況的影響大氣對鋅腐蝕情況的影響u在干燥狀態(tài)時(shí)，由于鋅的性能較活潑，也能生成ZnO，在潮濕的大氣中，鍍鋅層表面存在水膜，也會(huì)發(fā)生有氧參與的電化學(xué)腐蝕。于是鋅的表面會(huì)生成由ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3組成的銹層（白銹）。u由于ZnO的體積比金屬鋅的體積大0.44倍，所以銹層的初期比較致密，而且在潮濕情況下生成的Zn(OH)2、ZnCO3組成的銹層粘附性較好，所以鋅比鋼鐵的耐大氣腐

7、蝕性能好。u 在空氣受到污染且鋅在露天的情況下，由于空氣中SO2、NO2以及Cl-的存在都會(huì)加劇鋅的腐蝕。所以鍍鋅板在不同環(huán)境中使用時(shí)，其使用壽命和耐蝕性有較大的差別。環(huán)境差異對鋅腐蝕情況的影響環(huán)境差異對鋅腐蝕情況的影響u海洋氣候： 潮濕，富含鹽類，給金屬電化學(xué)腐蝕提供充足的電解質(zhì)。u工業(yè)區(qū)： 大氣中富含SO2、NO2、CO2，造成酸性環(huán)境。l一般說來，溫度升高腐蝕加速。當(dāng)然也有例外，如鋼鐵件在沸騰海水中因氧的溶解度隨溫度升高而下降，其腐蝕速率反而比熱海水的腐蝕速率低。l高的相對濕度加上大氣污染的影響(如SO2，Cl-)會(huì)使腐蝕進(jìn)一步加劇。與此相反，如果僅有大氣污染而相對濕度低，則腐蝕未必嚴(yán)重

8、。l上海屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均相對濕度75%左右，年平均溫度17.2C0，大氣中SO2 含量為0.1309 mg /m3，降水中CL為14488-mg/l，空氣中Cl- 0.1381 mg/100cm2.d，相對潮濕電鍍鋅原理電鍍鋅原理l在盛有鍍鋅液的鍍槽中，經(jīng)過清理和特殊預(yù)處理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬制成陽極，兩極分別與直流電源的正極和負(fù)極聯(lián)接。通電后，鍍鋅液中的金屬離子，在電位差的作用下移動(dòng)到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進(jìn)入鍍鋅液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。鍍鋅時(shí)，陽極材料的質(zhì)量、鍍鋅液的成分、溫度、電流密度、通電時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會(huì)影響鍍

9、層的質(zhì)量，需要適時(shí)進(jìn)行控制。主要幾種電鍍鋅種類l1、堿性氰化物鍍鋅（結(jié)晶細(xì)，光澤好，均鍍及深鍍能力好，溫度范圍寬。電流效率低，易滲氫。適合復(fù)雜件電鍍及鍍厚鋅，三價(jià)鉻藍(lán)白色鈍化不易變色，但是對三價(jià)鉻黑色鈍化效果不佳。）l2、堿性鋅酸鹽鍍鋅（結(jié)晶細(xì)，光澤好，均鍍及深鍍能力差。電流效率低，易滲氫。鍍層厚時(shí)有脆性。三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化膜易變色。對三價(jià)鉻彩色、黑色鈍化有良好的效果）l3、銨鹽鍍鋅（結(jié)晶細(xì)，光澤好，均鍍及深鍍能力好，電流效率高，沉積速度快，溫度范圍小，易腐蝕設(shè)備。）l4、鉀鹽鍍鋅（色澤光亮鮮艷，深鍍能力好，均鍍能力差，鍍層易產(chǎn)生脆性。）l5、硫酸鹽鍍鋅（結(jié)晶粗，電流效率高，沉積速度快，均鍍能力差

10、。適用于簡單件。）電鍍鋅性能特點(diǎn)電鍍鋅性能特點(diǎn)l1、 鋅鍍層較厚，結(jié)晶細(xì)致、均勻且無孔隙 ，抗腐蝕性良好； 2、電鍍所得鋅層較純，在酸、堿等霧氣中 腐蝕相對較慢，能有效保護(hù)鋼基體； 3、鋅鍍層經(jīng)鉻酸鹽鈍化后形成白色、彩色、 軍綠色等，美觀大方，具有一定的裝飾 性； 4、由于鋅鍍層具有良好的延展性，因此可 進(jìn)行冷沖、軋制、折彎等各種成型而不 損壞鍍層。 鍍鋅工藝流程鍍鋅工藝流程化學(xué)除油水洗水洗電解除油熱水洗水洗活化水洗中和鍍鋅水洗水洗出光鈍化流動(dòng)水洗純水洗純水洗熱純水洗吹干烘干檢驗(yàn)包裝入庫電鍍鋅常見質(zhì)量缺陷以及原因電鍍鋅常見質(zhì)量缺陷以及原因l1.缺陷名稱：鍍鋅層脫 缺陷表現(xiàn)：鍍鋅層出現(xiàn)片狀脫落

11、發(fā)生原因：A、前處理不良 。B、內(nèi)應(yīng)力太大l2.缺陷名稱：漏鍍 缺陷表現(xiàn)：無電鍍層覆蓋 發(fā)生原因：A、前處理不良 。B、不通電。 C、基材缺陷。 D、鍍種錯(cuò)誤l3.缺陷名稱：材質(zhì)氣泡 缺陷表現(xiàn)：產(chǎn)品上出現(xiàn)線狀氣泡，電鍍層去除后氣泡還是存在。 發(fā)生原因：鋼材在輥軋時(shí)孔隙率較高，不夠致密，電鍍時(shí)產(chǎn)生 的氫氣滲透進(jìn)孔隙中，在烘烤時(shí)氫氣往 外滲透時(shí)將 鋼材頂起的氣泡。l4.缺陷名稱：黑點(diǎn) 缺陷表現(xiàn)：黑色點(diǎn)狀物或塊狀斑點(diǎn) 發(fā)生原因： 不純物析出同大氣中的水分、二氧化碳等反應(yīng)，或是運(yùn) 輸、搬運(yùn)過程中摩擦產(chǎn)生。l5.缺陷名稱：偏黃色 缺陷表現(xiàn)：在零件邊緣、多孔地方、夾縫處出現(xiàn)偏黃色 發(fā)生原因：A、鈍化不良

12、。 B、清洗不徹底 C、鍍種選擇錯(cuò)誤。 D、鍍種錯(cuò)誤l6.缺陷名稱：手指印 缺陷表現(xiàn)：零件表面出現(xiàn)手印 發(fā)生原因：在鈍化后所有工序出現(xiàn)未戴手套接觸產(chǎn)品或戴不干凈手 套接觸產(chǎn)品電鍍鋅常見質(zhì)量缺陷以及原因電鍍鋅常見質(zhì)量缺陷以及原因電鍍鋅常見質(zhì)量缺陷以及原因電鍍鋅常見質(zhì)量缺陷以及原因l7.缺陷名稱：白斑 缺陷表現(xiàn)：零件表面出現(xiàn)面積較大白色點(diǎn)狀、塊狀斑點(diǎn) 發(fā)生原因： 零件在未電鍍前發(fā)生了生銹現(xiàn)象對基材造成了腐蝕，電鍍 后就會(huì)出現(xiàn)白斑現(xiàn)象 。l8.缺陷名稱：電鍍氣泡 缺陷表現(xiàn)：零件表面出現(xiàn)片狀 發(fā)生原因：前處理不徹底，產(chǎn)品表面存在油污或水銹。l9.缺陷名稱：氧化 缺陷表現(xiàn)：零件表面產(chǎn)生白銹 發(fā)生原因：

13、A、保管過程中，吸收空氣中水分，發(fā)生化學(xué)腐蝕 2Zn+O2 2ZnO 5ZnO+2CO2+3H2O 2ZnCO3 3Zn(OH)2 B、生產(chǎn)操作過程中，含酸性或堿性的液體濺在產(chǎn)品表面。電鍍鋅零件操作、存放注意事項(xiàng)電鍍鋅零件操作、存放注意事項(xiàng)操作注意事項(xiàng)1、由于鋅是兩性金屬，所以無論在什么時(shí)候觸摸電鍍鋅零件時(shí)，都要注意防護(hù)措施，如戴手套等，不可以直接接觸產(chǎn)品表面。2、鋅層的使用溫度不得大于230，高于此溫度后鋅結(jié)晶組織變形，發(fā)脆，耐蝕能力下降。而且高溫烘烤對鈍化膜也會(huì)形成破壞作用，所以在除氫時(shí)，溫度一般不得高于220 。3、操作時(shí)注意汗液、唾液等不可以濺在鍍鋅層表面（衣著，控制溫度等）電鍍鋅零件操作、存放、使用注意事項(xiàng)電鍍鋅零件操作、存放、使用注意