热镀锌工艺描述.docx

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热镀锌工艺描述

热镀锌工艺

一.1.热镀锌的作用：

  热镀锌又叫热浸镀锌，是对钢铁及及铸铁材料进行化学和电化学防护的方法之一。

  热镀锌防腐原理，在潮湿的空气、在含有二氧化碳及含有氧的水中，镀锌层表面将覆盖一层主要由碱式碳酸锌组成的白色。

由于镀锌层的电位比钢铁件基体的电位（锌的电位值-0.76伏，铁的电位值-0.43伏）低，所以当镀层与基体形成原电池时，锌受到侵蚀而钢铁基面得到保护，这种保护方式通常被称为电化学保护。

   2.热镀锌的原理：

   热镀锌和电镀锌不一样。

电镀锌是在电解过程中，使阴极上形成锌的镀层。

实际上，电镀锌是使锌原子逐渐沉淀的一个沉积过程。

即在开始电镀时，在铁基表面生成细微的小结晶核，这种单个的结晶核随着电镀时间的延长而增加，最后连成一片而形成了镀层。

与此截然相反，热镀锌不是沉积过程，而是锌对铁的溶解过程，是熔融锌液对铁的溶解而形成的一种镀层。

热镀层的形成是经过以下步骤实现的：

a.铁基表面被锌液溶解。

b.铁在被锌液溶解的过程中形成铁锌合金，并继续扩散。

c.在铁锌合金层的表面包絡着锌层。

因此，经过去污除锈的钢铁材料，直接浸入熔融的锌液中得到的这种镀锌保护层，结合非常牢固。

同时，它的扩散能力与覆盖能力远比电镀锌要好。

所谓扩散能力和覆盖能力，就是镀层在被镀材料表面上的均匀和完整性。

扩散能力又叫均镀能力，它是指镀层厚度的均匀分布能力；覆盖能力又叫深度能力或着落能力。

3.热镀锌的基本工艺过程：

工件分类---酸洗---水洗----浸溶剂---烘干---浸镀----冷却----钝化------整修---打包

二.镀前处理：

1.工件分类：

在工件进场后，首先要把有油漆、油污的工件挑选出来做脱脂处理（脱脂分机械法、火焰法、化学法）。

然后仔细观察工件有窝气或兜锌，如发现有要选择合理的穿挂方法以避免窝气、兜锌现象。

实在不行应联系厂家做合理的开孔处理。

二．酸洗：

 钢铁是容易氧化和腐蚀的金属，其表面一般都存在氧化皮和铁锈。

钢铁表面常见的氧化物有氧化亚铁（FeO,灰色）、三氧化二铁（Fe2O3，赤色）、含水三氧化二铁（Fe2O3. ȵH2O,橙红色）和四氧化三铁（Fe3O4,蓝黑色）等。

热浸镀锌前应将钢铁表面的铁锈除尽，否则将影响助镀效果，甚至产生漏镀。

a.酸洗原理：

钢铁表面因大气腐蚀产生的铁锈，一般是氢氧化亚铁与氢氧化铁，因高温而产生的氧化皮，则主要是四氧化三铁、三氧化二铁。

铁的氧化物都很容易与酸作用而被溶解。

以盐酸为例其反应如下：

四氧化三铁与三氧化二铁在硫酸和室温下的盐酸溶液中都较难溶解，但当与铁同时存在时，组成腐蚀电极，铁为阳极，与氧化皮接触处的铁首先溶解，并产生氢气，促使氧化皮从钢铁表面脱落。

同时析的氢把四氧化三铁、三氧化二铁先还原为氧化铁在发生反应而溶解.。

  酸洗除锈过程中析出氢，对钢件有不利的影响。

因为氢原子易扩散到金属内，引起氢脆，导致金属的韧性、延展性和塑性降低。

而氢分子从酸溶液中逸出时，有易造成酸雾，影响环境。

为克服这些缺点，生产中，常在酸洗液中加缓蚀剂、润湿剂、雾剂等加以改善。

 b.常用的酸洗方法：

盐酸是目前的热浸镀锌企业较广泛的一种酸洗原材料。

现在市面上出售的通常为30%--32%，相当于含有345-372g/LHCL。

在酸洗有配置中老的方法，盐酸进场后直接使用，随着铁含量的增加酸洗速度越来越慢，这时在旧酸里面添加新的盐酸来提高酸的寿命。

现在大部分厂家在盐酸到厂后加水稀释为15-20%的比例，这样刚开始酸洗速度稍慢。

随着铁含量的增高速度越来越快，当FeCl2含量达到200-250g/L后酸洗速度降低，当                                                

三、溶剂助镀：

   溶剂助镀是热浸镀锌前处理中一道重要处理工序,他不仅可以弥补前面几道工序可能存在的不足,还可以活化钢铁表面,提高镀锌质量。

这是其他钢铁防腐工艺中所没有的。

它的好坏，不仅直接影响镀层质量,还对锌耗成本有很大影响.

   早期有许多企业并未采用溶剂助镀,往往在制件经过盐酸洗和完全干燥以后,就直接浸到锌液中进行热浸镀锌。

这种操作是不可靠的.容易产生漏镀.另外，产生较多的锌渣,因为酸后的制作上往往表面覆盖有一层铁盐.这种铁盐会与锌液起反应：

铁盐+锌       锌盐+铁;1份铁+25份锌液       1份锌渣。

     这样，将产生出比铁盐本身重量大很多倍的锌渣,造成锌耗增加，影响镀锌质量.因此这种老式干法镀锌是不可取的，已基本被淘汰。

现在最常用的采用采用氯化锌和氯化铵混合溶液作为溶剂来助镀。

1.助镀的作用机理

所谓助镀就是将酸洗后的制件再浸入一定成分的氯化锌铵助镀液中,提出后再制件表面形成一层薄的氯化锌铵盐膜的过程.

（1）助镀的作用

1）对钢铁表面起到清洁的作用,去除盐酸洗清后残留再制件表面的铁盐或氧化物,使钢铁件再进入锌浴时最大的的表面活性.

2）再制件表面沉积上一层盐膜，可防止制件从助镀池到进入锌锅这一段时间内在空气中锈蚀.

3）净化制件浸入锌浴处的液相锌，使制件与液相锌快速浸润并反映.

（2）制作表面覆盖的氯化锌铵盐膜的活化作用

1】低于200℃时，在制件表面会形成一种复合盐酸，近似形式为H2[Zn（OH）2C12],这是一种强酸，从而保证再干燥过程中制作表面无法形成氧化膜而保持活化状态.

2】在200℃以上时,制作表面助镀液盐膜中的NH4C1对钢基体的浸蚀占了主导,使钢基体表面不能形成氧化物，保持钢基体的活化状态.故在热浸镀锌使正确使用含有NH4C1的助镀剂使很重要的。

2.助镀剂成分范围及工艺参数

  助镀液质量浓度一般指助镀液中氯化锌和氯化铵的总质量浓度,对于助镀液，除了对其质量浓度需要控制外，氯化氨与氯化锌的比例、溶液中的二价铁盐（通常以FeC12计）含量、pH值、温度以及杂质含量等因素均会对助镀效果产生较大影响。

3.助镀剂成分及工艺参数的影响

（1）助镀剂质量浓度。

助镀剂质量浓度的高低对助镀效果影响较大。

当助镀液质量浓度在（低于100g/L）时镀件浸锌蚀容易产生“漏镀”;当助镀液溶液质量浓度偏低（100g~200g/L）时,由于制作表面附着的盐膜量少,不能有效活化制件表面，难以获得平滑均匀的镀层;当助镀液质量浓度偏高（400~500g/L）时，由于制作表面盐膜过厚，不易干透，在浸锌时将引进锌的飞溅，产生更多的锌灰、更浓的烟尘，以及更厚的镀;当助镀液质量浓度过高（超过500g/L）时，制作表面形成的盐膜层将分成内外两层，外层薄而干，内层潮湿且呈糊状。

这种新增盐膜结构不易干透，而当盐膜中的水与高温锌浴接触时，会因水的迅速汽化而引起强烈的爆锌。

为避免锌的飞溅，制作只能缓慢的浸入锌浴，使浸锌时间延长，造成镀层厚度增加。

因为，助镀液的质量浓度并不是越大越好，应控制在一定的范围,通常为200~400g/L.

助镀液质量浓度可方便地用密度计（波美计）测出助镀液的密度（g/们mL）或波美度（°Be）来加以控制.波美度可根据下列关系式换算出密度ƥ°

              ƥ=[145/（145-波美度）]（g/mL）

根据式（3-10）可知,若溶液波美度为12.5°Be，对应的密度值为1.09g/mL，若此时氨锌比为1.6,对应的溶液质量浓度约240g/L。

此外，溶液密度还与铵锌比有关，当氨锌比减小即氯化锌的量增大时，由于氯化锌的密度比氯化氨大，质量浓度相同的溶液密度增大.

（2）氯化铵与氯化锌的比例.氯化铵助镀效果明显，但其分解温度低，受热时易分解失效，故制件浸助镀液后的烘干温度不宜超过140℃。

另外，制件表面助镀盐膜中的氯化氨还会引起较大烟尘。

氯化锌容易受潮，但热稳定性较好，浸锌时产生烟尘较少。

因此，两种盐氨一定比列混合后可通过互补产生较好的效果，当助镀液质量浓度一定时，氯化氨与氯化锌的比例不同，即氨锌比不同，助镀效果也不同.

一般来说，当氨锌比小于1时，制件浸助镀液侯形成的盐膜不能很快干燥，并且容易在空气中吸潮。

当带有湿盐膜的制件进入锌浴中，会引起爆锌。

然而，铵锌比越低低制件表面盐膜的热稳定性越好.故助镀后烘干条件较好时，宜采用铵锌比低的助镀液。

当铵锌比大于2时，则制件表面盐膜热稳定性较差，同时由于盐膜中氯化氨含量较高，宜产生较多烟尘。

在欧洲，制件烘干时采用烘干炉设备，烘干温度高，助镀液通常采用双盐ZnC12●2NH4C1溶液，铵锌比约为0.8。

而在美国及日本，助镀后制件很少采用有效的专用烘干设备，而主要依靠从助镀池中到处的余热使制件干燥，故通常采用三盐ZnC12●3NH4C1溶液或四盐ZnC12●4NH4C1溶液，铵锌比约为1.2~1.6.国内热浸镀锌企业通常不采用烘干或烘干效果不佳，同时考虑使用成本的问题，推荐采用1.2~1.6铵锌比。

   一些企业常常将返镀件不经酸洗洗而直接浸助镀液后在镀，这个过程会使溶液中的氯化锌增多。

另外，还有企业会将飞溅再为的锌滴、锌灰甚至锌渣加入助镀液中，这样均可以使助镀液中的氯化锌含量、铵锌比下降，pH值和波美度升高。

要进行这些操作时，应注意溶液的含量、铵锌比以及pH值变化情况。

这就需要加强对助镀液的检验工作，定期分析助镀液中的氧化锌及氧化铵的质量浓度，及时调整.

 （3）二价铁盐。

助镀液中的铁盐是由经过酸洗的制件带入和制件浸在助镀液中反应生成的,这些二价铁盐在助镀液中完全溶解并不断积累。

当助镀中的铁盐再带入锌浴，则会与锌形成锌渣，造成锌耗上升。

通常1份铁会消耗25份的锌来形成锌渣。

故必须控制溶液中的二价铁的含量。

一般助镀液中的FeC12质量浓度宜控制在1g/L以下，一些欧美国家热浸镀锌企业控制在0.5g/L以下。

溶液中的FeCL2质量浓度可通过重鉻酸钾标准滴定的方法检测.

   当助镀液中的Fe2+含量过高时，应予以去除。

目前常用的方法有两种。

一种时倒槽法，即将需去除Fe2+的助镀液全部转入另一个槽中，测定溶液中Fe2+含量，用氨水调整溶液pH值为5，再加入计算好的适量双氧水，将Fe2+氧化成Fe3+，以形成Fe（OH）3沉淀去除。

整个沉淀过程往往需要较长的时间才对助镀液中的Fe2+清除一次，溶液中的额Fe2+含量波动较大。

另一种方法是采用溶剂除铁设备，将助镀液连续不断抽入专门的除铁设备中，利用氧化剂或空气将二价Fe氧化成三价Fe，再经过沉淀器沉淀后，澄清溶剂返回助镀池中。

整个过程不断循环，可以将溶液中的二价铁盐含量维持在较低的水平.

（4）pH值。

助镀液的pH值问题往往是热浸镀锌企业容易忽略的。

助镀液适宜的pH值范围为4~5.这个pH值值范围的助镀液可以给酸洗后的制件表面进一步清洁，弥补酸洗时可能存在的不足..当pH值低于4时，会使制件在溶液中腐蚀而产生过量的Fe2+，pH值越低，这个情况越严重;pH值超过5,会使清洁表面的效果变差.pH值过高时,还可能使Zn（OH）X析出，使助镀液有效含量下降，出现漏镀.

  溶液pH值的测量应选用在pH值4~5范围内具有非常明显颜色的差别的精密pH试纸，也可采用pH计。

溶液pH值的调整可通过添加盐酸或氨水来实现。

往助剂池中加入锌滴、锌灰或锌渣，会引起助镀液中的pH值缓慢升高，因此，更应该注意溶液pH值的变化，及时作出调整.

（5）助镀剂的温度控制。

助镀液的温度宜控制在60~80℃。

温度低于60℃时，提出助镀池后的制件表面助镀盐膜不容易干透，易引起爆锌;温度过低使还会引起溶液没有足够的活性清洁的制件表面，同时沉积在制件表面的盐膜也不充分，助镀液的效果变差，需要增加助镀液的质量浓度。

弯度高于80℃使，会造成在助镀液在制件表面过度沉积沉声双层盐膜结构，会造成爆锌，镀层增厚及锌灰增多，更还的温度还将消耗更多的热能，故助镀液温度并非越高越好。

制件应在助镀液中保持3~5min使制件在溶液中充分清洗并使制件尽量热透。

这样较热的制件提出助镀液后，其表面的助镀液盐膜可以很快干透。

（6）   溶液中的杂质含量。

热浸镀锌实践表明，助镀液中含有质量分数超过1%的NaC1或KCI等杂质,会引起助镀效果降低，造成漏镀返镀件大大增加。

虽然有关无烟助镀液的研究中提到，在助镀液中不应NH4C1而加入NaC1或KCI有助于减少浸锌时烟尘的产生，但研究仍处于实验阶段，未有世界的工业应用。

     另外，配助镀液的水质也需要注意，水质太硬，即含钙、镁等离子过多也会影响助镀效果.

4.锌浴中含铝量的影响

  当热浸镀锌浴中含一定量的铝时，由于铝会与助镀盐膜中的NH4C1反应生成无助镀效果的A1C13 使助镀盐膜的作用减弱，严重时导致钢不能被锌浴浸润，形成漏镀区。

对于一定工艺条件下的助镀液（主要是NH4C1的含量）锌浴有一个最大的：

“安全”含铝量。

根据多家工厂的实践结果，锌浴中A1≦0.006%~0.007%时，助镀液中的氧化锌铵质量浓度维持在200~300g/L是“安全”的。

当锌浴中的铝量偏高时，助镀液中的NH4C1质量浓度应加大。

当锌浴中的含铝量较高时可在助镀液中添加冰晶石Na3A1F6,这种化合物有溶解氧化铝的能力。

在助镀液中添加Na3A1F6使ωNa3A1F6,可以使ωA1小于0.04%的锌浴表面形成一层薄的氧化物覆盖层，即可防止锌浴氧化，又不影响助镀效果。

5.烟气控制

当氧化锌铵助镀剂与锌浴接触时会产生浓烟，虽然这种烟气对人并无毒害但影响生产车间的操作环境，应该尽可能减少到最低程度，通过助镀剂烟气除尘系统，可以将所生产烟气的75%~95抽出并进行除尘处理，这是目前欧美国家普遍采用的一种方式（见8.2.1节）但运行费用较高。

另外，无烟助剂的开发也在深入进行（见4.4节）,但尚未有工业应用.

四．烘干

   当表面未干的制件浸入锌浴时，之间上的水与高温的锌浴接触迅速汽化，引起锌液爆炸飞溅。

因此，在助镀后，対制件还应采取烘干序，以使附有助镀剂的制件尽可能地干透.

   由于制件表面助镀剂盐膜中的氧化铵容易分解，烘干温度通常不宜超过150℃，否则制件只能较长时间的放于烘干坑中，这样容易造成制件表面助镀剂盐膜中的氧化铵吸潮。

    烘干常用的方式有热板烘及热风吹。

热板烘时烟气或其他热源加热烘干坑地步的铸铁板或铁板，利用空气导热将制件烘干。

这种方式烘干效率不高，容易造成烘干坑底部温度过高而使靠近底部的制件表面助镀剂失效，而烘干抗顶部因温度低而使靠近顶部的制件表面助镀剂不能干透。

其优点在于以烟气作为热源方便简单。

可利用烟气余热加热置于烟道中换热气中的空气，再用风机将热空气吹入烘干坑中。

其缺点是需要额外支持一台风机的运行。

       总的来说，如制件结构复杂、体积庞大，烘干效果往往不太理想。

而将住度溶剂温度控制在较高的上限，有利于制件快速干透，效果比较明显.

五．热浸镀锌

镀前处理的目的是提供洁净的制件与锌浴自由的反应形成连续的、附着性好的镀层。

如果制件已经很好的进行了镀前处理，那么在钢铁制件上表面获良好镀层就取决于锌的质量、锌浴成分、锌浴的温度、浸锌的时间、镀件从镀锌锅中锌时间和提升速度等条件。

低碳钢制件镀层重量与锌浴温度、浸锌时间和提升速度制件的关系可看出，锌浴温度增高、浸锌时间延长及提升速度增大，将使镀层厚度增大。

 1.热浸镀锌用锌的质量要求

    热浸镀锌所用的锌一般采用以锌精矿和含锌物料为原料，用蒸馏法、精馏法或点解法生产的锌锭。

热浸镀锌用的锌锭应该具有公认的等级、一致的成分，GB/T470---1997«锌锭»所要求的锌化学成分。

从理论上来说，牌号在Zn98.7以上的锌锭符合热浸镀锌的要求。

但在价格相差不大的情况下，通常热浸镀锌企业采用的牌号为Zn99.995和Zn99.99级的锌锭。

选购热浸镀锌用锌锭时，尤其是选用重熔锌时要特别注意，因为大多数重熔锌中可能某种元素含量特别高，可能对热浸镀锌生产危害。

如铁含量太高会产生锌渣过多，铝含量太高可能引起漏镀等.

  锅底部垫一层铅，已利于清楚锌渣，此时锌液中的铅处于饱和状态，常规锌浴温度。

铅在锌中可溶解到ωpb为1%。

ωpb>1%的锌锭在使用上是没有什么问题的，因为多余的铅在锌熔化是会沉到锅底。

根据研究结果，锌浴ωpb<0.5%对热浸镀锌产品质量有不良影响。

近年来，由于欧洲各国政府对铅的使用进行了限制，一些热浸镀锌企业不再使用PW级锌锭，而大多采用SHG级锌锭。

 锌锭的化学成分（摘自GB/T470--1997«锌锭»）

2.锌锭的检验

（1）表面质量。

锌锭表面不允许有熔洞、缩孔、夹层、浮渣及外来杂物，但允许有自然氧化膜。

（2）化学成分。

对于每批次的锌锭，按等间隔抽取6~20块，将抽取的样锭分组，每组样锭最多为10块。

样锭按长边相靠并排摆放，第一块浇铸面向上，第二快浇铸面向下，依次交替排列成矩形，在此矩形上划出两对角线。

再把每块锌锭表面等分成该组锭数加1个相等的部分，划出平行于锭长变的等分线。

等分线与对角线的交点为钻孔取样的位置，即第一块锌锭在第一条等分线交点上钻孔，第二块锌锭在第二条等分线交点上钻孔，依次类推，见图3-16.

取样用直径ø10~ø15mm钻头，钻孔时不得使用润滑剂，钻孔速度以钻屑不氧化为宜，去掉表面钻屑，钻孔深度不小于样锭厚度的三分之一。

                   锭样钻孔位置示意图

将所得钻屑减碎至2mm以下，混合均匀，用磁铁除尽铁质后进行化学分析。

3混合元素的添加

a.铝的添加

   在热浸镀锌时，常常会在锌浴中加入少量铝，它可以起到下列作用：

①提高镀层光亮性;②减少锌液面锌的氧化，减少锌灰的产生。

然而，如果锌浴中铝含量控制不好，不但不能够提高产品质量，反而会造成镀层表面出现颗粒，甚至漏镀等缺陷。

（1）对镀层光亮性的影响。

锌浴中加入少量铝可使镀层表面叫纯锌层更光亮。

由于锌浴中的A1被选择性氧化而使表面形成一层连续的A12O3膜，对锌层提供可一个物理屏障而阻止了锌被空气氧化，有利于保持锌的金属光泽。

实验表明，当锌浴中A1在0.001%，镀层光亮性就会显著提高;但锌浴中0.001%--0.005%时，对镀层光亮性的作用随浸镀温度、制件提升速度等因素影响而变得不稳;锌浴中A1超过0.005%后，镀层的光亮性随铝含量增加稳步提高，并在锌浴中A1超过0.002%左右达到最高值，A1超过0.002%后镀层光亮性不再提高甚至会缓慢下降。

因此，在热浸镀锌生产中，为提高镀层光亮性，可在锌液中加入铝使A1为0.005%~0.02%.

（2）对锌渣及锌灰的影响。

锌浴中A1为0.005%~0.02%.时，通常不会形成密度低而浮于表面及锌浴中的富A1浮渣.同时，锌灰会减少，这是由于在锌浴中含有铝而在表面形成了一层A12O3的保护层，阻止了锌被氧化形成锌灰.

（3）对助镀剂的影响。

常规热浸镀锌助镀剂通常采用的时氧化锌铵，由于A1会与氧化锌铵中的NH4C1发生反应生成A1C13使助镀作用减弱或失效。

（4）锌浴中铝的添加方式。

铝的熔点为658.7℃，在450℃镀锌温度下，铝的溶解扩散速度很慢。

同时，铝在空气中容易被氧化而在表面形成一层致密的A12O3保护层，阻止了铝在锌浴中的溶解扩散。

因此，在锌浴中直接采用铝锭添加的发那个是使不可取的，因为铝锭的表面氧化膜使铝很难溶解在锌液中，一旦溶解，又易使锌浴局部铝含量过高，这样既容易形成浮渣有可能造成局部助镀剂失效而出现漏镀。

故锌浴中铝的添加宜采用Zn-A1中间合金的添加方式，这种中间合金中A1一般为4%--10%。

  为了使铝能够迅速充分的混合，要将合金装入带孔的容器中投到锌锅底部。

另外，还需要经常地添加以补偿铝的损失（由于氧化和镀层上的消耗），添加的量和次数必须根据每次锌浴的化验结果而定。

为了防止铝过量，添加时宜采取“少而勤”的原则（如每班添加两次）。

为了快速确定锌液中的含量的情况，可取少量氯化铵晶粒撒在轻微氧化的锌液表面上。

当A1低于0.007%时，氧化膜被溶解，晶粒自由移动;而当铝含量较高时，晶粒便停在表面上不动，而且渐渐挥发。

b.镍的添加

   目前，越来越多的热浸镀锌企业在热浸镀锌时，在锌浴中加入少量镍，它可以起到下列作用：

①抑制si小于0.25%钢在锌浴中的异常铁锌反应，减小这类钢出现灰暗、超厚、粘附性差的镀层;②提高镀层光亮性。

但镍的添加过量，可能会在锌浴中出现颗粒增加及浮渣现象。

（1）对镀层组织的影响。

锌液中加入大约Ni为0.1%的镍可降低铁锌反应速度，消除活性钢镀锌时ζ相符的异常生长，使镀层粘附性提高，表层可形成连续的η相自由锌层，镀层外观保持光亮。

 在锌浴中加入Ni为0.04%--0.12%的镍时，能起到减缓或消除Si小于0.25%活性钢的圣德林效应的作用，并随着加入镍量的提高其作用则越明显。

但对高硅钢（Si>0.25%），锌浴中镍的加入对减薄镀层的效果不大.

（2）对镀层性能的影响。

锌浴中加镍可提高镀层中ζ相层的硬度，这可能时ζ相与η

相之间出现了富镍相引起的。

硬度的提高使镀层耐磨性得到得到提高，可减少镀件在搬运、贮存、运输及使用时镀层因碰撞或摩擦损坏。

对锌镍合金镀层钢管进行与常规镀锌钢管相同的弯曲操作，镀层不发生任何损坏，其加工性能保持不便。

对该镀层进行冲击实验也可验证其具有良好的粘附性能，锌镍合金镀层的耐蚀性与镀锌层基本相当。

（3）对锌渣及锌灰的影响。

锌浴加镍会使锌渣增加。

由于制件及锌锅上的铁不断溶入锌中，使锌浴中铁含量增加，在450℃时铁在锌中的溶解度为0.03%，当铁含量超过该值时，便会生成FeZn13金属间化合物沉入锅底形成锌渣。

当锌液中加入Ni0.06%--0.10%的镍后，铁的溶解度将下降，这意味着加镍促使一部分铁形成锌渣。

为减少锌渣的形成，锌浴含量应尽量减少。

锌渣由原先的Zn-Fe二元合金相转变为Zn-Ni-Fe三元合金§相.

    锌浴加镍后锌灰的生成量会减少。

（4）锌浴中镍的加入方式。

由于镍的熔点大大高于锌，锌浴中添加镍，往往需要首先转化成锌镍中间合金或采用镍粉直接合金化技术。

目前国际上曾采用的锌镍中间合金由Zn-2%Ni、Zn-0.5%中间合金和Zn-0.24%Ni预合金。

表为几种常用的锌镍合金及镍粉在热浸镀锌中的使用特性。

  由于镍加入锌浴中，镀层、锌渣中所带走的镍量均大于锌浴中的含镍量。

当锌浴中Ni为0.55%--0.06%的范围时，镀层中的含镍量比锌浴中更高;而锌渣中Ni为0.5%，比锌浴中高出10倍，若形成Γ2相浮渣，含镍量将更高;锌灰中Ni约0.04%，略低于锌浴中。

因此，要维持一定镍含量的锌浴，锌镍和金的实际加入量要高得多。

这样涉及到镍的有效利用率问题。

   早期有报道称当锌浴中刚加入Zn-2%Ni合金时，锌浴中的镍含量很快上升，但持续的添加，镍的有效利用率（锌浴中的镍含量与添加量之比）降低很快，仅为20%~30%。

Zn-0.5%Ni和0.24%Ni预合金最早时用于维持锌浴中较高含镍量（Ni为0.08%~0.12%）而产生的，预合金的意思就是直接使用而不再与纯锌进行稀释。

但后来由于锌浴中镍的使用含量降低，Zn-0.5%Ni合金也就作为中间合金使用了。

由于Zn-0.5%Ni合金中NiZn8,金属间化合物相量较少且分布更均匀，故镍的有效利用率更高，有报道称可达到33%，但使用该合金的成本是Zn-2%Ni合金的2倍以上。

Zn-0.24%Ni合金接近共晶成分，它的熔点低，可迅速溶解于锌浴中，但这种合金使用成本过高而未被广泛采用。

目前国外使用较多的为Zn-0.5%Ni合金，而国内处于出于成本的考虑，使用较多的仍为Zn-2%Ni合金。

镍粉直接合金化使由加拿大Cominco公司研究开发的。

采用该技术设备制作简单、成本低。

操作方便，但在目前尚未取得广泛应用。

C.稀土的添加

1、稀土在热镀锌中应用的起源和发展

   关于稀土在热镀锌行业中的应用，最早是由国际铅锌研究组织（ILZRO）与Leige冶金研究中心（CRM）开始研究，并于1980年研究成功了Zn-5%Al-0.05%RE热镀锌铝稀土镀层—Galfan镀层。

1982年，法国的Fical