机械镀锌

机械镀锌设备 机械镀锌设备的主要功能是提供机械碰撞力和使混合料液形成合理的流态。如果把工件、玻璃珠、水、金属粉和添加剂视为一个流体，则机械镀设备应满足以下功能： 1) 造成工件与玻璃珠的碰撞和搓碾运动。 2) 使流体处于被搅拌的混沌状态，避免金属粉、添加剂和工件形成按质量和粒度的偏聚分布。 3) 具有装卸料的功能或便于装卸料。 国内的机械镀发展较晚，但是机械镀锌设备的发展比较迅速，从最初的跷跷板式到现在的专用设备的过程中也开发研制了多种机型。1996年针对国内的工厂情况，昆明理工大学研制出通用型机械镀设备（JDX100-2），该设备具有无级调速的镀筒，可360度正反向翻转以满足不同位置装卸料，并能在20～60度之间循环摇摆匀料，满足了机械镀必需的动作功能。 机械镀锌镀层的特点 机械镀锌和传统的电镀锌、热浸镀锌相比有着独特的优点： （1）无氢脆和退火软化现象。 机械镀既不会向电镀那样产生氢脆，也不会向热浸镀那样产生退火软化现象。 电镀后工件的氢脆问题一直是人们关注的焦点。避免氢脆是采用机械镀的首要原因。机械镀技术可以完全消除氢脆或把氢脆的危险性降到最低程度。因为机械镀过程不需要电流，析氢反应基本不会发生。采用机械镀的最大优点就是避免了氢脆。 （2）优良的防腐性能 机械镀锌有着优良的耐腐蚀性能，其防腐性能可以根据服役环境通过改变镀层厚度而调整。尤其是对紧固、配合件的螺纹、结合处，机械镀锌更显示出它的独特之处。镀层容易合金化，通过镀层合金化可以大大提高其防腐性能。 （3）所用原料无毒性、环境易治理、可实现清洁生产。 机械镀锌所用原料是普通的化工原料，保持性活化剂主要是由无机盐等和少量的无机酸、常用的乳化剂组成，沉积活化剂主要是由多种无机酸盐复合而成，这些化工原料无毒，无刺激性气味。不象电镀锌和热浸镀锌那样，工作环境恶劣，严重威胁操作者的身心健康。 机械镀锌完全在室温下操作，设备的动作依赖机械传动，滚筒是半封闭状，原料无有毒物质，多数以液体加入，因此没有热浸镀因高温造成的燃烧烟尘、有害气体、金属蒸气和金属氧化粉尘；也不象电镀时电解槽上挥发出有害气体并定期排放出难于处理的废液。所以从工艺上杜绝了对操作环境和公共大气的污染。机械镀的废水是镀后液和工件的冲洗水，废水主要是金属离子超标。采用“中和沉淀—混凝澄清法”加入氢氧化物，调节pH值澄清后处理水可作为冲洗水循环使用。处理后的废水如需排放，可以通过一个斜板沉淀塔（2m3）澄清，再经过砂滤池去除细微的悬浮物，就能够达到一级或二级排放标准。 （4）机械镀锌厚度可以随意调整，镀层种类多种多样，容易实现机械镀合金化。 虽然机械镀的工业应用只有20年的时间，但它从最初的机械镀锌发展到现在的多种金属机械镀。工业上成功应用的主要有：机械镀锌、机械镀锡、机械镀铜，机械镀锌—镍、机械镀锌—钴、机械镀锌—铝、机械镀锌—锡、机械镀锌—铝—锡。金、银、钼等延展性金属也可以成功地机械镀，但因其价格的昂贵使得它们在广泛应用上受到限制。 （5）成本低，耗能低，见效快。 机械镀既不需要电镀那样的电源，也不需要热浸镀那样的加热装置。成本低，设备简单、容易操作，占地面积小，耗能少，适应性强，同时又可实现批量生产。在成本上机械镀有着电镀不可比拟的优势。 当镀层厚度小于0.5mils（约12.5um） 时，采用电镀工艺比机械镀稍占优势，但相差不大；当镀层厚度小于0.1mils（约2.5um）时，采用电镀比机械镀成本要低，但是这种情况在实际应用中是无意义的。随着镀层厚度的增加，机械镀工艺的优势逐渐表现出来。镀层越厚，在欲镀表面积和镀层厚度相同的情况下，电镀和机械镀的成本相差越大。当厚度为1.2mils(约30um)时,电镀与机械镀的成本之比约为1.8∶1。 国内外机械镀锌的应用现状 机械镀锌在汽车制造业的高强度钢铁件上有着广泛的应用，工件能否用于机械镀要视其尺寸和形状而定。长度小于300mm，重量少于1kg的工件适合于机械镀。带有盲孔和深凹槽的工件不适合于机械镀。适合MECHANNICAL PLATING的工件主要有螺钉、螺栓、螺母、垫片、J型螺母、U型夹、自攻螺钉，适合于MECHANICAL GALVANIZING的工件有建筑螺栓、垫片、螺母、钉子、线路金具、水暖管件金具和链条。 可以用于机械镀的金属基体有许多，包括高碳热处理弹性钢、形变强化或碳化钢、铅钢、高强度低合金钢、低碳钢、可锻铸铁和烧结钢。粉末冶金件、黄铜铸件、青铜铸件、烧结铜件也可以用于机械镀。 国外机械镀锌的应用现状 国外机械镀锌有近50年的历史，机械镀锌在工业中的成功应用也有近20年的历史。机械镀锌的应用比较广泛，涉及到汽车制造业、建筑行业、小五金、农业、一般工业应用、日常生活等很多领域。 在国外，机械镀锌已进入工农业生产的各个领域，并已成功应用于军事领域。随着其应用的不断成熟发展，制定了许多与机械镀锌有关的标准。美国有关机械镀的标准主要有: ASTM B 635、B 695、 B 696， MIL C 81562，AASHTO M298、M299，RR-C271B，FF-T-791，FF-N-105B。这些标准主要来自政府管理机构、技术规格管理协会和一些建筑公司、私人企业和State DoT州立交通部。例如，在国际上享有盛名的GM（通用）、Ford（福特）、Chrysler（克莱斯勒）等汽车公司都制定了有关机械镀的内部标准。标准的制订和实施反映了该镀种的工业化规范程度，为制造商和采购商之间建立了产品应用范围和品质判别的依据。 国内机械镀锌的应用现状 我国的机械镀锌工艺发展稍晚，只有十几年的历史，机械镀锌在工业上的成功应用是近几年的事情。目前国内在生产上应用的机械镀锌工艺主要有两种：美国工艺的转化型和昆明理工大学工艺。昆明理工大学的机械镀锌工艺是国内最成功的，而且已经甩脱了国外复杂的工艺，操作更加简便；工艺上已经成熟，所有的化学原料实现国产化，设备的性能和价格也适合我国的经济发展水平；在工艺技术、镀件质量、设备功能及生产成本等方面在国际市场上具有较强的竞争力；其工艺和设备已在国内多个厂家得到成功地推广、应用。国内的机械镀锌主要应用于小五金（如螺栓、螺母、垫片、射钉、环链、铰链、农用暖棚搭扣等）的表面防腐，这些五金件主要是出口欧、美、澳一些国家。 机械镀锌工艺的选择建议 目前，我国的小五金表面镀锌处理基本上采用电镀锌工艺，即通常采用电镀中的滚镀。对于某些特定的工程领域，由于对小五金件的使用是以性能使用为主，如高强度螺栓，弹簧垫片及一些野外或室外使用的线路金具、高速公路护栏配件、农用大棚小五金配件、沿海地区的防护链条、海港上的起重链、码头上的锚链等，这些是以五金件的强度和耐腐蚀性能要求为主。 电镀锌层一般较薄（5－12微米），镀层光滑、细致，镀锌可经钝化获得白色、黑色、彩色、军绿色等外观，一般用于室内或其它干燥环境，不适于室外或野外的防腐要求。高强度五金件一般不允许电镀加工，若进行电镀加工一定要彻底除氢防止氢脆的发生，以保证足够的强度。对于20微米以上的镀锌层，电镀锌工艺达不到要求。另外，电镀锌工艺污染严重，主要是废酸、废弃镀液排放、一般镀液中含有络合剂，甚至有的企业仍在沿用古老的氰化物镀锌，镀液中络合剂、有毒金属离子、重金属离子严重超标，废液处理成本高。 热浸锌主要用于大的钢结构件或连续钢带、线材、钢筋等表面镀锌处理。其镀锌层较厚，一般锌层厚度60－150微米，镀层呈白灰色，不如电镀锌层光滑、细致，一般不要求钝化，主要用于耐腐蚀要求较高的应用领域，如建筑、通讯、电力、油气输送管道等。热浸锌不会发生氢脆，但对于高强度件易发生退火软化现象。热浸锌的工艺特点决定了其不适合小五金件的镀锌处理，生产率低，成本较高，对于有配合要求的五金件难以保证镀锌后的配合。热浸锌污染严重，氧化粉尘、锌蒸汽等使得工作环境恶劣。 机械镀主要用于小五金的表面镀锌处理，镀层厚度可根据五金件的服役环境及客户要求人为调控（10－100微米），镀层呈白灰色，不如电镀锌层光滑、细致，一般不要求钝化，钝化后镀层外观颜色色泽不如电镀锌层钝化后美观。机械镀锌不会发生氢脆，也不会发生退火软化现象，其操作是在室温下操作，镀锌过程没有电解沉积过程，也没有锌－铁高温冶金反应，所以对高强度五金的机械性能不会产生影响。机械镀锌的镀液排放中只是锌离子超标，废水容易处理，且可循环使用。机械镀锌的缺点是只适合于形状不复杂的小五金件镀锌处理，对于深的凹槽、内孔易产生漏镀。 所以用户在针对自己的五金件选择镀锌工艺时一定要先清楚五金件的服役环境以及客户的质量、外观要求，当地环保部门的环保文件及要求。当然，