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氯化銨作為助鍍液的作用

文章出處: 人氣:114 發(fā)表時(shí)間:2023-05-18 08:35
助鍍液的作用: 工件浸漬助鍍液的目的是保證工件在浸鋅時(shí),其表面的鐵基體在短時(shí)間內(nèi)與鋅液起正常的反應(yīng),順利生成一層Zn-Fe合金相層。

工件在經(jīng)過(guò)脫脂、酸洗、清洗等生產(chǎn)工序處理后,在其表面上仍然會(huì)附有殘余的鐵鹽、殘酸等(焊接結(jié)構(gòu)件的“存液”現(xiàn)象也不可避免);在工件浸入鋅液前,工件潔凈的鐵基體表面,在這些殘余污物的作用下,還可能與空氣進(jìn)行反應(yīng)生成薄的氧化膜(銹),就必須再一次進(jìn)行除銹。為了防止這一現(xiàn)象的發(fā)生,酸洗到浸鋅工序之間采用助鍍液處理,也就是浸(浸漬或者涂覆)助鍍液,其作用是:

氯化銨作為助鍍液的作用

(1)進(jìn)一步清除工件表面上殘留的鐵鹽及未除掉的氧化鐵等雜質(zhì)。

助鍍液對(duì)工件的鋼鐵表面起到清潔的作用,去除酸洗工件經(jīng)清洗后殘留在工件表面的鐵鹽或氧化物,使工件在浸鋅時(shí)具有最大的表面活性。這個(gè)作用主要是有氯化銨來(lái)完成的。 助鍍液在工件表面形成的復(fù)鹽鹽膜中含有結(jié)晶水,這種結(jié)晶水會(huì)產(chǎn)生兩種羥基酸,及氫氧化鹽類,它們可以分解、破壞工件浸鋅時(shí)在鋅液表面所形成的氧化鋅層,有利于生成Zn-Fe合金相層。這也是一些不設(shè)置烘干、而是利用加熱助鍍液提高其自干特性進(jìn)行熱鍍鋅工藝的重要原因。

過(guò)量的鐵鹽帶入助鍍液的影響和鹽酸相似,將增加鋅灰的產(chǎn)生,另外一個(gè)影響需要根據(jù)鐵的氧化狀態(tài)而定。生產(chǎn)中往往在采用雙氧水除鐵后,緊接著加入苛性鈉或氨水來(lái)調(diào)整PH,并將pH控制在5左右,這種作法是為了保持助鍍液工藝性的穩(wěn)定。如果提高pH,將使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵。原氯化亞鐵轉(zhuǎn)換成氫氧化鐵,但氫氧化鐵在干燥階段又無(wú)法完全被烘干。生產(chǎn)中,烘干工序一般將工件的干燥溫度控制在80℃~100℃,即使是溫度達(dá)到150℃,包含在氫氧化鐵中的水,也無(wú)法完全被去除,所以這些殘留的水,仍將被帶入鋅鍋與鋅液反應(yīng)產(chǎn)生鋅灰,這也是熱鍍鋅生產(chǎn)中,無(wú)法避免產(chǎn)生鋅灰的原因。

如果提高工件的烘干溫度,殘留的水和助鍍液復(fù)鹽鹽膜中的結(jié)晶水,都會(huì)被去除,但這樣又會(huì)導(dǎo)致助鍍液失效,因?yàn)橹円簭?fù)鹽鹽膜中的結(jié)晶水可以形成羥基酸,分解、破壞工件浸鋅時(shí)在鋅液表面所形成的氧化鋅層,利于生成Zn-Fe合金相層。導(dǎo)致助鍍液失效,因?yàn)橹円簭?fù)鹽鹽膜中的結(jié)晶水可以形成羥基酸,分解、破壞工件浸鋅時(shí)在鋅液表面所形成的氧化鋅層,利于生成Zn-Fe合金相層

氯化銨作為助鍍液的作用

(2)進(jìn)一步溶解并清除工件表面上的氧化鐵。

助鍍液復(fù)鹽鹽膜可降低工件表面在鍍前處理過(guò)程中發(fā)生進(jìn)一步氧化的機(jī)會(huì),利予減少工件浸鋅時(shí)產(chǎn)生的氧化鋅,即鋅灰。

(3)潔凈表面的工件浸入鋅液,有利于降低鋅液的表面張力,促使工件鐵基體與液鋅快速浸潤(rùn)并反應(yīng),保證Zn-Fe合金反應(yīng)的順利進(jìn)行,快速形成Zn-Fe合金相層,從而縮短合金反應(yīng)的時(shí)間,使鍍鋅層更為美觀。

(4)熱鍍鋅工件質(zhì)量缺陷除了因酸洗質(zhì)量不好造成的缺陷之外,助鍍液中的雜質(zhì)過(guò)高的含量也同樣對(duì)熱鍍鋅質(zhì)量造成缺陷。

助鍍液中不可避免地會(huì)隨著酸洗好的工件帶入一些諸如酸、鐵、灰塵等雜質(zhì),久而久之,助鍍液中雜質(zhì)含量便越來(lái)越高,這些雜質(zhì)又被工件帶進(jìn)鋅液,使鋅液中的雜質(zhì)也越來(lái)越多,在工件浸鋅過(guò)程中產(chǎn)生“漏鍍”、表面光潔度不好、產(chǎn)生鋅灰鋅渣較多、鋅耗較大等諸多缺陷,進(jìn)而使熱鍍鋅的生產(chǎn)成本增加。針對(duì)在熱鍍鋅生產(chǎn)中工件出現(xiàn)如“漏鍍”、表面光潔度不好、產(chǎn)生鋅灰鋅渣較多,鋅耗較大等諸多缺陷,一般常規(guī)的做法都是在鋅液上做處理,忽略了對(duì)工件在鍍前處理過(guò)程中各個(gè)工序的控制。

氯化銨作為助鍍液的作用

在熱鍍鋅生產(chǎn)中,助鍍的作用在于改善鐵與鋅在鋅液中的反應(yīng)速度和反應(yīng)質(zhì)量,進(jìn)而可以獲得較佳的熱鍍鋅工件外觀,降低表面瑕疵率。

單質(zhì)氯化鋅或氯化銨溶液特性如下:采用單質(zhì)的氯化鋅或氯化銨來(lái)配制助鍍液,存在著一定的特性缺陷。例如,氯化銨氯化鋅復(fù)鹽溶液對(duì)鐵鹽的溶解能力要比氯化鋅高許多倍,單一的氯化鋅溶液對(duì)工件表面的活化作用比較高。它在濃溶液中能生成有明顯酸洗的配合酸,可溶解并清除工件表面上的金屬氧化物,常做焊接用的“熟鏹水”。

助鍍液對(duì)鐵鹽的溶解能力隨著氯化銨含量的增高而增強(qiáng)。氯化銨的揮發(fā)性很好,但其分解時(shí)會(huì)過(guò)量地放出HCl,HCl會(huì)提高鐵鹽濃度,因此純氯化銨也不宜采用。

所以,采用單質(zhì)的氯化鋅或氯化銨作為助鍍液的做法,是不妥的。溶液中含有的三氧化二鐵在不同成分助鍍液中的溶解度不同。

助鍍液氯化鋅含量對(duì)浸鋅性能有重要影響。氯化鋅含量偏高,復(fù)鹽鹽膜的沉積速度提高,但分散能力和深鍍能力降低;氯化鋅含量偏低,復(fù)鹽鹽膜的分散能力好,但沉積速度慢。

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