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熱鍍鋅方管層形成過程是鐵基體與外面的純鋅層之間形成鐵-鋅合金的過程,工件表面在熱浸鍍時形成鐵-鋅合金層,才使得鐵與純鋅層之間很好結(jié)合,其過程可簡單地敘述為:當鐵工件浸入熔融的鋅液時,首先在界面上形成鋅與α鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態(tài)下溶有鋅原子所形成一種晶體,兩種金屬原子之間是融合,原子之間引力比較小。因此,當鋅在固熔體中達到飽和后,鋅鐵兩種元素原子相互擴散,擴散到(或叫滲入)鐵基體中的鋅原子在基體晶格中遷移,逐漸與鐵形成合金,而擴散到熔融的鋅液中的鐵就與鋅形成金屬間化合物FeZn13,沉入熱鍍鋅鍋底,即為鋅渣。當工件從浸鋅液中移出時表面形成純鋅層,為六方晶體。其含鐵量不大于0.003%。
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熱鍍鋅方管也稱熱浸鍍鋅方管,是鋼鐵構(gòu)件浸入熔融的鋅液中獲得金屬覆蓋層的一種方法。隨高壓輸電、交通、通訊事業(yè)迅速發(fā)展,對鋼鐵件防護要求越來越高,熱鍍鋅方管需求量也不斷增加。[2]
防護性能
通常電鍍鋅層厚度5~15μm,而熱鍍鋅層一般在35μm以上,甚至高達200μm。熱鍍鋅方管覆蓋能力好,鍍層致密,無有機物夾雜。眾所周知,鋅的抗大氣腐蝕的機理有機械保護及電化學保護,在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及堿式碳酸鋅保護膜,一定程度上減緩鋅的腐蝕,這層保護膜(也稱白銹)受到破壞又會形成新的膜層。當鋅層破壞嚴重,危及到鐵基體時,鋅對基體產(chǎn)生電化學保護,鋅的標準電位-0.76V,鐵的標準電位-0.44V,鋅與鐵形成微電池時鋅作為陽極被溶解,鐵作為陰極受到保護。顯然熱鍍鋅對基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優(yōu)于電鍍鋅。
熱鍍鋅鋼管為提高鋼管的耐腐蝕性能,對一般鋼管進行鍍鋅。鍍鋅鋼管分熱鍍鋅和電鍍鋅兩種,熱鍍鋅鍍鋅層厚,電鍍鋅成本低,表面不是很光滑。
熱鍍鋅管是使熔融金屬與鐵基體反應而產(chǎn)生合金層,從而使基體和鍍層二者相結(jié)合。熱鍍鋅是先將鋼管進行酸洗,為了去除鋼管表面的氧化鐵,酸洗后,通過氯化銨或氯化鋅水溶液或氯化銨和氯化鋅混合水溶液槽中進行清洗,然后送入熱浸鍍槽中。熱鍍鋅具有鍍層均勻,附著力強,使用壽命長等優(yōu)點。鋼管基體與熔融的鍍液發(fā)生復雜的物理、化學反應,形成耐腐蝕的結(jié)構(gòu)緊密的鋅一鐵合金層。合金層與純鋅層、鋼管基體融為一體。故其耐腐蝕能力強。
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