熱浸鍍鋅常識簡介 - 佛山市南海區水頭宇龍熱鍍鋅有限公司

何謂熱浸鍍鋅

將工件放到加熱熔化的鍍層金屬裏，經過一定時間後，工件表面即形成一層金屬保護膜，這種方法就叫做熱浸鍍法。熱浸鍍實質是金屬在熔融狀態下互相結合的過程。

熱浸鍍鋅就是把鋼鐵工件浸入到溫度為 450℃ 的熔融鋅鍋裏時，金屬鋅即從熔化狀態滲入到鋼鐵工件表面而形成鋅鐵合金的保護層。

由於這種金屬的保護層是通過滲入（或擴散）方式粘附到鋼鐵表層上的，它與鋼鐵的結合能力非常牢固，而且鋅層的緻密度很可靠，因此熱浸鍍鋅法能普遍地應用到對鋼鐵製品的防護上。

熱浸鍍鋅的優越性

獨特優越性
　

生成合金化表層：鋼鐵工件在熔化的鋅液中在表面生成鋅鐵合金層及純鋅層兩層合金，用以隔絕鋼鐵工件被氧化的機會。
　

可靠性百分百：熱浸鍍鋅的鋅液對經化學處理的鋼鐵工件全部內外表面無孔不入地生成合金層，均勻而且可靠。
　

合金化保護層最牢固：熱浸鍍鋅生成的合金層與鋼鐵工件結合成一體，緻密度高，而且比普通電鍍鋅層厚近十倍，故能承受衝擊及更具了耐磨耐腐蝕能力。
　

價廉物美：經熱浸鍍鋅後的鋼鐵工件表面光滑，美觀實用，防銹期長達 15 年至 50 年以上，其間無需維修，安全可靠，實在是鋼鐵工件的最佳防銹方法。

鋼鐵工件鍍鋅層在大氣中的腐蝕速度
　

地理環境	腐蝕速度（克/平方米/年）	平均速度（克/平方米/年）	平均耐用年數
重工業地區	28 - 40	34	16
都市地區	12 - 18	15	36
海岸地區	11 - 14	13	42
田園地區	5 - 12	9	60
山間地區	3 - 8	6	90
乾燥地區	2 - 5	4	135

注意：耐用年數以鍍鋅量為 600克/平方米計算所得之值。

在不同環境中鍍鋅量與耐用年數之關係

熱浸鍍鋅工件變形及預防

變形產生的原因

由於鋼鐵在鑄、鍛、焊及加工過程形成工件內部殘留應力，在熱浸鍍鋅時釋放出來以及鍍後冷卻過程中收縮不均勻而造成工件產生變形。因此要在事前預測其變化量是很困難的事，所有鍍鋅廠都不能避免此種情況發生。
一般變形的傾向

同一形狀的工件，其材料越薄越長的，變形量越大。

同一料厚或長度的工件，以工字鋼、槽鋼、角鋼、平鋼板的順序變形越來越大。

管狀工件，圓管直徑變形較長度變形要少，方管或矩形管的截面形狀變形極少。
鋼鐵工件鍍鋅層在空氣中的腐蝕速度

要根據變形原因及傾向，設計製造時盡可能避免採用細長結構設計；儘量採用組合式結構；可用加強輔助性臨時支撐；採用對稱焊接法及焊接後回火消除應力的方法；浸鍍時儘量使各件分開鍍鋅；以及鍍鋅時注意吊掛位置及冷卻速度，儘量減少變形。

熱浸鍍鋅工藝注意事項

密閉結構件不能熱浸鍍鋅

原因之一是鋅液比重為 6.6，密閉結構內部有空氣，產生浮力，工件不能浸泡在鋅液內；原因之二是密閉結構件如強行壓入鋅液中時，萬一焊接不良，前處理時滲入了水份，鍍鋅受熱時便有爆炸的危險。處理辦法是在適當位置設置空氣流入排出口及鋅液流入排出的孔洞。(如下圖所示)

工件表面有塗裝品等有機物

如果工件表面粘附有包括油漆、環氧樹脂、塑膠等塗層材料，以及包括礦物油和動植物油等油類，在工件鍍鋅前一般處理都不能去除，必須用高溫碱洗、火焰烘燒、噴丸等辦法才能清除。
焊渣及鑄件咬砂等必須清除

焊渣及咬砂等異物存在嚴重影響鍍鋅質量，甚至無法鍍鋅，一定要事先以鑿、打磨、噴砂、火焰清理等方法清除或用氣動針鑿等工具除去。
活動部件要留足間隙

凡工件可活動部分及嵌合部分，如鉸鏈、軸套等部件，最好分解後再鍍鋅。如果實在不易拆解，一般活動部分要留有 1.6 毫米或以上的間隙，具體視使用要求而定。(如下圖所示)

工件結構有較大重疊面

型鋼及鋼板重疊時會形成間隙。當有重疊面時，一定要把邊沿焊封好，否則酸洗液會滲入間隙中，在鍍鋅之後就會再滲出使鍍鋅層變色或損壞。(如下圖所示)

如果重疊面不可避免時，則應在其中一件工件面上開一個疏氣孔（每 100 平方釐米應有 6 毫米直徑的疏氣孔），同時邊沿則要焊封。(如下圖所示)

長狀及空心結構件

用各類管材焊接而成的空心結構件，絕對不能採用密封的設計，一定要留有空氣孔及鋅液流入和流出的孔洞。理想的位置是在每一組件的兩面或對角位置開孔，疏氣孔直徑應為內徑或對角長度的 25%，具體位置及大小應與鍍鋅廠家商量而定。(如下圖所示)

預留吊掛的孔耳

凡不能用鏈、鉤、籃等工具作吊運的工件，事前應準備好吊掛孔或耳，具體應與鍍鋅廠家商量而定。

鍍鋅產品的鍍層品質檢驗

對鍍鋅層質量檢驗主要有三個方面指標

鍍層重量

對各類工件鍍鋅層的重量各國標準都有具體規定，對特殊的較重或較輕的鍍層重量要由客戶與鍍鋅廠家協商。鍍層重量一般用每平方米工件表面積含鋅層重量表示（克/平方米或 g/m²）。在現場檢驗時一般用鋅層厚度測量儀錶測量鋅層厚度（微米或 um），兩者換算公式為 1 克 / 平方米 = 0.14 微米。
鍍層均勻性

鍍層應該是均勻和連續的。其均勻性一般用硫酸銅浸入試驗來檢驗。每次將試驗樣件浸入標準硫酸銅溶液 1 分鐘，其基本金屬上不出現金屬銅粘附的紅色斑點為之合格品。各國標準都有若干次浸漬後不顯現紅色銅斑點的規定，BS.729 規定為 4 次浸漬不出現金屬銅粘附的紅色斑點。
鍍層的附着性

鍍層應有足夠的粘附力，以抵抗在正常操作條件下而不致於脫皮和剝落，一般有彎曲檢驗和錘擊檢驗法兩種，客戶應和鍍鋅廠家事前協商好檢驗方法。

鍍層表面幾種外觀品質評價

對鍍鋅層的外觀品質評價很重要，通常鍍層表面應是完整和牢固的及具有符合標準之厚度即可。

一般工件的鍍層都是平滑和完整無缺的，但不能與一些機械化連貫作業的專門產品（例如：鍍鋅板和鍍鋅水管）的平滑度相比來作評定。

鍍鋅層的光澤與顏色或鋅花出現與否，均不會影響其防禦腐蝕的能力。

對鍍層表面出現下述幾種情況應評價如下：
　

鍍層出現灰色表面及灰黑色的網紋

鋼鐵工件中的化學成分碳（C）、矽（Si）、磷（P）、錳（Mn）等，隨著其含量的增加，將加速 Fe-Zn 合金反應，使鋅鐵合金層擴展至鍍層表面，特別是隨著矽（Si）元素含量增加，更使鋼加速與熱熔的鋅相互間的擴散和增長，形成灰色的表面甚至出現灰黑色的網紋。但由於該層灰黑色的鍍層比明亮的鍍層還要厚，除了在觀感上不美觀以外，其保護及防止銹蝕之能力完全不遜于明亮的鍍層，反而會更加耐腐蝕。何況，熱鍍鋅產品在使用一段不長的時間後都不可避免地會變成灰暗色。 ASTM123、JISH8641、BS729 等標準均認為灰色鍍層不影響鍍鋅層的耐腐蝕性。新版的 BS EN ISO1461:1999 標準則更加明確增加了以下內容：“只要鍍層厚度大於規定的最小值，被鍍工件表面即使存在暗灰區域（如暗灰色的網狀花紋區域）或有些表面不均勻都不應視為報廢的原因”。
鍍層表面粗糙

一般粗糙鋅膜是由於鋅鐵合金的不均勻生長造成的。因為在鋼鐵中各化學元素的分佈是不均勻的，因而生成的鋅鐵合金層厚度不一樣，以及由於鋼鐵表面的平滑狀況不同，致使鍍後工件有一定粗糙度，但它不會影響使用質量。但如果使用者預先有特別要求，則應詢問鍍鋅專家意見採用成分均一及表面光潔度好的材料。

鍍層表面有積鋅及流水痕由於被鍍工件的結構形狀及尺寸原因，多餘的鋅液會在一些鋅液回流不暢順的地方聚積，形成積鋅和流水痕。這不會有損鍍層的使用，相反會形成厚的鍍層，增加防腐能力。如使用者對這方面有特別要求，則應與鍍鋅廠家共同商討以特別設計和處理方式去浸鍍。

表面鋅瘤鋅瘤主要來自鋅渣（一種懸浮的鋅鐵合金粒粘附在被鍍工件表面上），去除鋅瘤後可顯現完整鍍鋅層。其耐腐蝕性相當於一般鋅層，少量及分散的鋅瘤對鍍層表面使用無大礙，但過量及過大鋅瘤則嚴重破壞鍍層的平整和外觀。
表面白銹

白銹主要是鋅的腐蝕產物 -- 碱式氧化鋅。白銹發生在嚴重重疊，容易受潮又通風不良的鋅層表面中。這種腐蝕產物的形成對鍍鋅層的消耗是極小的，幾乎不影響鍍鋅層的使用壽命。除大量白銹在出廠前已經發生，應由鍍鋅廠家負責外，在運往工地或儲存在倉庫時，受雨水淋濕及通風不良時最容易產生白銹；但若白銹刷去後其鍍層仍符合標準要求厚度，則不影響使用，仍可接受。根除白銹的辦法： 1. 儲存和運輸過程必須提供乾爽通風環境，不要重疊堆放，工件上面應予以遮蓋。 2. 鍍後將工件進行鈍化處理。
裸露斑點（少量漏鍍）

裸露斑點是鍍前處理工件不夠徹底而產生不能浸鍍的無鍍鋅層的地方，亦即漏鍍。但諸如常見的焊渣不清，原材料在釓鋼時表面產生幼小的縫坑或缺陷，製造時屈摺輾壓致不能入鍍之雜質混入了鋼材表面而造成漏鍍，則非鍍鋅者能控制的成因。因而各國標準中都有對較少面積的漏鍍允許用富鋅漆修補的規定。一般而言，如裸點少於 3 毫米寬和 40 平方毫米的面積者，可以按照標準施以等量的富鋅漆或金屬噴漆修復是可以接受的。