无烟热镀锌工艺：环保支架制造过程

1.金属构件的制造

沙漠电站规模大，工程周期短，需要的支架量大，因此，金属构件要批量化生产，并要易于快速装配。C型钢采用2mm厚的钢板，剪裁成条形，冲出腰形孔，轧制成形后取长短；立柱采用型钢；压板采用铝材轧制成条形，再剪长短；胶垫开模，用橡胶机械热制；底板与立柱采用自动化焊接。2000t的支架，三个月完工。

2.热镀锌

（1）热镀锌原理将结构件清洗干净，然后助镀剂处理，烘干后浸入锌液中，铁与熔融锌反应生成一合金化的锌层，其流程为：上挂→除油→清洗→酸洗→清洗→浸助剂→烘干→挂热镀锌→水冷却→钝化→清洗→修整→成品打包。热镀锌的合金层的厚度主要取决于钢材的硅含量等化学成分、钢材的横截面积大小、钢材表面的粗糙程度、锌锅温度、浸锌时间、冷却快慢、冷轧变形等。

（2）热镀锌工艺 我国现有热镀锌生产企业中大多数采用干法热镀锌，助镀剂一般采用复盐配制：氯化铵与氯化锌。氯化锌主要起热镀时防止铁件表面被二次氧化的作用，同时熔化时增加锌液对铁件表面的润湿性，但对铁件表面的锈蚀去除能力较差，因此，使用时一般与氯化铵配制成复盐使用。氯化铵在接触锌液时分解，释放出氯化氢气体，对铁件表面进行活化，而且活化效果非常好。氯化铵的另一个作用是可降低复合助剂的熔点，提高复合助剂对铁件表面的润湿性。在生产中为了防止高温锌液表面与空气接触氧化，一般在锌液中加入铝合金，在锌液表面形成致密的Al₂O₃氧化膜，减少锌液的氧化损耗。有些厂家为提高热镀锌件表面的亮度，加入大量的铝合金，这样在使用复合助剂的同时又使用锌铝合金热镀，势必造成热镀时产生大量有害烟雾。热镀时产生大量有害烟雾，主要成分为氨气、氯化氢、氯化铝。为消除热镀时产生的烟雾，改善工作环境，减少环境污染，工厂采取了一些措施，如：在锌锅上设立吸尘罩、开发无烟助剂等。

为了进行环保热镀锌，本书介绍一种不用氯化铵、镀液不含铝的无烟热镀锌工艺，而且不增加费用，产品质量有大幅度提高。

1）除油工艺：

NaOH：30g／L；

Na₂CO₃：50g／L；

Na₃PO₄：70g／L；

OP-10：2～5g／L；

时间：5～20min；

温度：30～80℃。

2）酸洗工艺：

H₂SO₄：200g／L；

六次甲基四胺：2～5g／L；

温度：25～40℃；

时间：15～40min。

3）清洗：流动水＜30m³／天。

4）助镀剂：

ZnCl₂·7H₂O：250～300g／L；

OP-10：0.5～1g／L；

pH：3；

温度：60～80℃；

时间：1～3min。(www.xing528.com)

5）热镀锌参数：

锌液组成见表12-9。

表12-9 锌液组成

热镀参数如下：

热镀时间：2～6min；

热镀温度：435～440℃。

6）钝化参数：

CrO₃：1～2g／L；

温度：室温；

时间：1～3min；

免水洗。

7）月生产量：1000～1500t；

8）污水排放量：小于30m³／天。

污水中成分：

氯化亚铁≥3％；

铬酸≥0.05％；

硫酸≥0.03‰。

9）电加热锌锅。

10）温度控制：热电偶。

（3）操作要点 此工艺中助镀剂不含氯化铵，锌液不含铝，可从根源解决烟雾问题。锌液表面的氧化以及镀件外观色泽是通过加锌镍合金来解决的，锌液中含万分之二的镍就能在锌液表面产生致密的氧化膜，隔绝锌液与空气的接触，同时镀件锌层表面色泽均匀、呈青亮色。锌液中含万分之二镍的作用是增加锌温在435℃时锌液的流动性，与锌铝合金型锌液锌温在465℃时相同，这就降低了热镀锌的能耗，而且镀层均匀致密，锌层厚度易于控制。

此工艺采用单盐助镀，缺点是助镀效果较差，易漏镀，因此一直以来未被运用于生产。为弥补以上不足，本工艺加入了醚类活化剂（俗称防爆剂），使助镀剂能在铁件表面均匀渗透，获得均匀的助镀剂膜。助镀液采用蒸汽或电加热，通过铁件本身的余温烫干，使助镀液快速干燥结晶，形成致密的防锈助镀剂膜。一些工件浸助镀剂后，由于壁薄，热容量小，不易烫干或空气湿度大，助镀剂膜干不透，水分含量过高，进入锌锅时，炸锌严重，引起漏镀。为解决此问题，镀件热镀前停留在锌锅上方，利用锅面上升的热空气烘10～15min，使其表面助镀剂膜完全干燥结晶，热镀时能有效地减少炸锌。单盐助镀锌液对铁件表面的润湿性没有复盐助镀好，而镍合金改善不了锌液对铁件表面的润湿性，为保证镀件百分之百地不漏镀，引进第二种合金，即锌铋合金。锌液中铋的含量为万分之二，其优点是：锌液对铁件有优异的润湿性，铁件在锌液中烫热时间短，镀件表面不粘锌灰、颗粒、无流痕。

在使用该工艺热镀时，镀件刚出锌液面，要使用风冷冷却，镀件全部吊出锌液后要快速吊入冷却池彻底水冷。冷却水温不能过低，否则会使锌层急剧收缩，轻者表面会留下川形收缩纹，重者会影响锌层附着力。冷却水温也不能过高，否则镀层冷却时会产生大量蒸汽，镀层外观易灰，钝化后镀层表面有黄斑。冷却水温控制在40～60℃较好。要强调的是，铁件在前处理中一定要把表面的油污、锈蚀彻底清除干净。

该热镀锌工艺去除了助镀剂中的氯化铵，避免了热镀时产生大量的氨气与氯化氢气体，锌液中淘汰了铝合金，避免了热镀时产生大量的氯化铝烟尘，同时，通过加强前处理，采用镍合金、铋合金调整锌液的性能，弥补了工艺中的不足之处，不仅解决了热镀时产生的大量有害烟雾问题，还提高了产品的外观质量，降低了生产成本，实现了绿色热镀锌。