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1、上游电镀有限公司,电镀锌基础知识培训以及注意事项,董涛2013-4-6,化学元素周期表,锌概述,锌是一种化学元素，它的化学符号是Zn，它的原子序数是30，是一种浅灰色的过渡金属。外观呈现银白色，是现代工业生产中相当重要的一个金属。锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。,为什么钢材表面要镀锌？,（1）防止基材金属腐蚀（2）增加金属外表美观,金属的腐蚀及危害,1）金属腐蚀的定义 当金属和周围介质接触时，由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。（2）金属腐蚀的危害 金属腐蚀后失去了金属的特性，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸
2、等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。钢铁产品的1/10消耗于腐蚀。被腐蚀报废的金属制品的制造价值往往要比金属本身的价值高很多。,为什么会腐蚀？,其根本原因还是金属自身的原因，任何金属最稳定的状态就是它原来在自然界中所处的状况，所以一旦条件适合，它们便恢复到原先的矿物状态，生成氧化物、硫化物、碳酸盐等，这就是金属的腐蚀现象。,金属的腐蚀机理,金属的腐蚀按反应机理的不同分为：（1）物理腐蚀：单纯的物理溶解所引起的破坏（2）化学腐蚀（3）电化学腐蚀,镀锌层的化学腐蚀,2Zn+O2=2ZnO Zn+H2O=ZnO+H2 Zn+CO2=ZnO+CO 上述三式在高温下反应剧烈，会
3、生成致密的氧化锌薄膜，而在室温下进行的非常缓慢。ZnO膜每100小时增加厚度约1埃。膜厚在200埃以下时肉眼是察觉不到的。它的生长起始于锌的结晶体，而且和它下面金属结合很牢固。随着ZnO薄膜的增加，达到300-400埃时，人们肉眼才看到。由于ZnO比锌的体积大44-59。特别在膜厚度较大时，在内部或外部应力的作用下容易产生破裂，这时保护作用也即失去。,镀锌层的电化学腐蚀,镀锌板表面有水存积的时候，由于水中溶解一定量的氧，二氧化碳及二氧化硫等腐蚀性介质，便形成了电解液。其化学反应不可避免的发生了。其反应式如下：阳极反应：Zn-2eZn2+阴极反应：O2+2H2O+4e4OH 在阳极反应过程中，锌
4、被溶解。在阴极发生的反应称为氧的去极化反应。因在电解液中溶解有一定量的氧，特别在电解液和空气接触的界面处，此反应进行得更为激烈，常称为界面腐蚀，反应结果产生的锈蚀产物为：Zn2+OHZn(OH)2ZnOH2O,化学腐蚀与电化学腐蚀的区别,（1）化学腐蚀是一种单纯的化学反应，反应过程无电流产生；电化学腐蚀反应过程有电流产生。（2）化学腐蚀在表面进行，对钢铁内部影响不大；电化学腐蚀在钢铁表面和内部都能进行，是导致钢铁被透彻腐蚀的主要原因。（3）电化学腐蚀与化学腐蚀在机理上的主要区别在于电化学腐蚀时，金属与介质的相互作用被分为两个独立的共轭反应：阳极（放出电子的电极）过程是金属原子以离子形式进入溶液
5、；阴极（得到电子的电极）过程是从阳极过来的电子，被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质接受而发生还原反应。,锌的防腐蚀原理概述,锌为两性金属。其标准电位为-0.76V。比铁的电位（+0.77V）负，因此形成铁-锌原电池时，锌层为阳极，它会自身溶解，对保护钢铁基体。所以锌镀层对钢铁即有机械保护作用，也有电化学保护作用。但锌在海洋性气候下为阴极性镀层，会加速基体的腐蚀。锌是一种活泼金属,锌在空气中暴露的最初同氧气发生反应,生成氧化锌.同时,同二氧化碳反应生成薄的碳酸锌薄膜,这种薄膜致密性很好,把内部组织同外部环境隔离开来。2Zn+O2+CO2+H2O=Zn(OH)2CO3,大气对锌腐蚀情况的影响,
6、在干燥状态时，由于锌的性能较活泼，也能生成ZnO，在潮湿的大气中，镀锌层表面存在水膜，也会发生有氧参与的电化学腐蚀。于是锌的表面会生成由ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3组成的锈层（白锈）。由于ZnO的体积比金属锌的体积大0.44倍，所以锈层的初期比较致密，而且在潮湿情况下生成的Zn(OH)2、ZnCO3组成的锈层粘附性较好，所以锌比钢铁的耐大气腐蚀性能好。在空气受到污染且锌在露天的情况下，由于空气中SO2、NO2以及Cl-的存在都会加剧锌的腐蚀。所以镀锌板在不同环境中使用时，其使用寿命和耐蚀性有较大的差别。,环境差异对锌腐蚀情况的影响,海洋气候：潮湿，富含盐类，给金属电化学腐蚀提供充足的电解
7、质。工业区：大气中富含SO2、NO2、CO2，造成酸性环境。一般说来，温度升高腐蚀加速。当然也有例外，如钢铁件在沸腾海水中因氧的溶解度随温度升高而下降，其腐蚀速率反而比热海水的腐蚀速率低。高的相对湿度加上大气污染的影响(如SO2，Cl-)会使腐蚀进一步加剧。与此相反，如果仅有大气污染而相对湿度低，则腐蚀未必严重。上海属于亚热带海洋性季风气候，年平均相对湿度75%左右，年平均温度17.2C0，大气中SO2 含量为0.1309 mg/m3，降水中CL为14488-mg/l，空气中Cl-0.1381 mg/100cm2.d，相对潮湿,电镀锌原理,在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为
8、阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。镀锌时，阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。,主要几种电镀锌种类,1、碱性氰化物镀锌（结晶细，光泽好，均镀及深镀能力好，温度范围宽。电流效率低，易渗氢。适合复杂件电镀及镀厚锌，三价铬蓝白色钝化不易变色，但是对三价铬黑色钝化效果不佳。）2、碱性锌酸盐镀锌（结晶细，光泽好，均镀及深镀能力差。电流效率低，易渗氢。镀层厚时有
9、脆性。三价铬蓝白钝化膜易变色。对三价铬彩色、黑色钝化有良好的效果）3、铵盐镀锌（结晶细，光泽好，均镀及深镀能力好，电流效率高，沉积速度快，温度范围小，易腐蚀设备。）4、钾盐镀锌（色泽光亮鲜艳，深镀能力好，均镀能力差，镀层易产生脆性。）5、硫酸盐镀锌（结晶粗，电流效率高，沉积速度快，均镀能力差。适用于简单件。）,电镀锌性能特点,1、锌镀层较厚，结晶细致、均匀且无孔隙，抗腐蚀性良好；2、电镀所得锌层较纯，在酸、碱等雾气中 腐蚀相对较慢，能有效保护钢基体；3、锌镀层经铬酸盐钝化后形成白色、彩色、军绿色等，美观大方，具有一定的装饰 性；4、由于锌镀层具有良好的延展性，因此可 进行冷冲、轧制、折弯等各种
10、成型而不 损坏镀层。,镀锌工艺流程,化学除油,水洗,水洗,电解除油,热水洗,水洗,活化,水洗,中和,镀锌,水洗,水洗,出光,钝化,流动水洗,纯水洗,纯水洗,热纯水洗,吹干,烘干,检验,包装,入库,电镀锌常见质量缺陷以及原因,1.缺陷名称：镀锌层脱 缺陷表现：镀锌层出现片状脱落 发生原因：A、前处理不良。B、内应力太大2.缺陷名称：漏镀 缺陷表现：无电镀层覆盖 发生原因：A、前处理不良。B、不通电。C、基材缺陷。D、镀种错误3.缺陷名称：材质气泡 缺陷表现：产品上出现线状气泡，电镀层去除后气泡还是存在。发生原因：钢材在辊轧时孔隙率较高，不够致密，电镀时产生 的氢气渗透进孔隙中，在烘烤时氢气往 外
11、渗透时将 钢材顶起的气泡。,4.缺陷名称：黑点 缺陷表现：黑色点状物或块状斑点 发生原因：不纯物析出同大气中的水分、二氧化碳等反应，或是运 输、搬运过程中摩擦产生。5.缺陷名称：偏黄色 缺陷表现：在零件边缘、多孔地方、夹缝处出现偏黄色 发生原因：A、钝化不良。B、清洗不彻底 C、镀种选择错误。D、镀种错误6.缺陷名称：手指印 缺陷表现：零件表面出现手印 发生原因：在钝化后所有工序出现未戴手套接触产品或戴不干净手 套接触产品,电镀锌常见质量缺陷以及原因,电镀锌常见质量缺陷以及原因,7.缺陷名称：白斑 缺陷表现：零件表面出现面积较大白色点状、块状斑点 发生原因：零件在未电镀前发生了生锈现象对基材造
12、成了腐蚀，电镀 后就会出现白斑现象。8.缺陷名称：电镀气泡 缺陷表现：零件表面出现片状 发生原因：前处理不彻底，产品表面存在油污或水锈。9.缺陷名称：氧化 缺陷表现：零件表面产生白锈 发生原因：A、保管过程中，吸收空气中水分，发生化学腐蚀 2Zn+O2 2ZnO 5ZnO+2CO2+3H2O 2ZnCO3 3Zn(OH)2 B、生产操作过程中，含酸性或碱性的液体溅在产品表面。,电镀锌零件操作、存放注意事项,操作注意事项1、由于锌是两性金属，所以无论在什么时候触摸电镀锌零件时，都要注意防护措施，如戴手套等，不可以直接接触产品表面。2、锌层的使用温度不得大于230，高于此温度后锌结晶组织变形，发脆
13、，耐蚀能力下降。而且高温烘烤对钝化膜也会形成破坏作用，所以在除氢时，温度一般不得高于220。3、操作时注意汗液、唾液等不可以溅在镀锌层表面（衣着，控制温度等）,电镀锌零件操作、存放、使用注意事项,存放注意事项1、选择屋内通风地方存放,避免露水侵蚀或湿气渗透（控制相对湿 度和温度）2、确认在存放时没有破坏包装纸（赃物、污水等不可残留电镀层表面）3、尽可能缩短存放时间,在腐蚀前保护它的表面。锌在密封不通风或潮湿的环境下，与非金属材料的挥发物（醛、氨等）接触时，锌易遭到腐蚀产生疏松的白色产物（俗称“白霜”）。与胶木、油漆、木材的挥发气体接触时，锌有生长白色细丝状单结晶的倾向。（俗称“长毛”）,欢迎批评指正谢谢！,
