常用鋼材表面處理工藝流程

1、常用鋼材表面處理工藝流程（1） 鋼鐵件電鍍鋅工藝流程酸性鍍鋅除油 除銹 純化 干燥堿性鍍鋅（2） 鋼鐵件常溫發(fā)黑工藝流程 浸脫水防銹油 烘干除油除銹常溫發(fā)黑 浸肥皂液 浸錠子油或機(jī)油浸封閉劑（3） 鋼鐵件磷化工藝流程除油除銹表調(diào)磷化涂裝（4） ABS/PC塑料電鍍工藝流程除油 親水 預(yù)粗化（PC50%） 粗化 中和 整面 活化 解膠 化學(xué)沉鎳 鍍焦銅 鍍酸銅 鍍半亮鎳 鍍高硫鎳 鍍亮鎳 鍍封 鍍鉻（5） PCB電鍍工藝流程除油 粗化 預(yù)浸 活化 解膠 化學(xué)沉銅 鍍銅 酸性除油 微蝕 鍍低應(yīng)力鎳 鍍亮鎳 鍍金 干燥（6） 鋼鐵件多層電鍍工藝流程除油 除銹 鍍氰化銅 鍍酸銅 鍍半亮鎳 鍍高硫鎳 鍍

2、亮鎳 鎳封 鍍鉻（7） 鋼鐵件前處理（打磨件、非打磨件）工藝流程1、打磨件 除蠟 熱浸除油 電解除油 酸蝕 非它電鍍2、非打磨件 熱浸除油 電解除油 酸蝕 其它電鍍（8） 鋅合金件鍍前處理工藝流程除蠟 熱浸除油 電解除油 酸蝕 鍍堿銅 鍍酸銅或焦磷酸銅 其它電鍍（9） 鋁及其合金鍍前處理工藝流程除蠟熱浸除油電解除油酸蝕除垢化學(xué)沉鋅 浸酸 二次沉新 鍍堿銅或鎳 其它電鍍除蠟熱浸除油電解除油酸蝕除垢鋁鉻化 干燥 噴沫或噴粉 烘干或粗化 成品除蠟熱浸除油電解除油酸蝕除垢陽(yáng)極氧化 染色 封閉 干燥 成品（10） 鐵件鍍鉻工藝流程：除蠟 熱浸除油 陰極 陽(yáng)極 電解除油 弱酸浸蝕 預(yù)鍍堿銅 酸性光亮銅（選

3、擇） 光亮鎳 鍍鉻或其它除蠟 熱浸除油 陰極 陽(yáng)極 電解除油 弱酸浸蝕 半光亮鎳 高硫鎳 光亮鎳 鎳封（選擇） 鍍鉻（11） 鋅合金鍍鉻工藝流程除蠟 熱浸除油 陰極電解除油 浸酸 堿性光亮銅 焦磷酸銅（選擇性） 酸性光亮銅（選擇性） 光亮鎳 鍍鉻（12） 電叻架及染色工藝流程前處理或電鍍 純水洗（2-3次） 預(yù)浸 電叻架 回收 純水洗（2-3次） 烘干 成品電鍍鋅的技術(shù)很多，提供一些專利技術(shù)的給你看看。一種電鍍鋅鋼板及鋼板鍍鋅工藝，電鍍鋅鋼板包括鋼板及其上的電鍍鋅層，該電鍍鋅層含有15-8000ppm的錫。鋼板鍍鋅工藝包括按常規(guī)技術(shù)對(duì)鋼板進(jìn)行脫脂處理、酸洗處理以及在處理后的鋼板表面電鍍鋅，其特

4、點(diǎn)是，在電鍍?nèi)芤褐刑砑佑?-500ppm的Sn2+。本發(fā)明的電鍍鋅鋼板由于在電鍍鋅層中含有15-8000ppm 的錫，大大提高了鍍鋅層的硬度，其硬度相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)電鍍鋅鋼板的鍍鋅層硬度的2倍或更高。本發(fā)明的鋼板鍍鋅工藝由于在鍍液中添加了微量的Sn2+，有效的改變了電鍍鋅層的組織結(jié)構(gòu)，使電鍍鋅層中含有15-8000ppm的錫，獲得具有高鍍層硬度的電鍍鋅鋼板。希望對(duì)你有用鍍鋅防腐工藝近年來(lái)，隨著工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染不斷加劇，鋼鐵材料的腐蝕問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，因而材料的保護(hù)逐漸受到重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬材料量大約為金屬年產(chǎn)量的12，即使腐蝕報(bào)廢的金屬材料可以回收23，每年還是有相當(dāng)于

5、年產(chǎn)量10的金屬損失掉。更何況腐蝕損失的價(jià)值不能僅僅以所損失的金屬的質(zhì)量來(lái)計(jì)算，應(yīng)包含冶煉金屬時(shí)所消耗的能源。所以被腐蝕報(bào)廢的金屬材料的制造價(jià)值往往比金屬本身價(jià)值高得多。因此，為了節(jié)約鋼鐵材料并保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行，解決好鋼鐵材料的防腐蝕問(wèn)題，才符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。目前防治鋼鐵材料腐蝕的有效方法有兩大類：一是金屬的合金化；二是金屬鍍層防腐法。金屬合金化是將鋼鐵材料制成含有特定金屬元素的不銹鋼，以達(dá)到提高耐腐蝕性的目的。由于這些鋼種的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，所以它的普及性受到限制。采用金屬鋅鍍層防腐方法主要有熱鍍法、電鍍法、滲鍍法、熱噴涂法，以及近年發(fā)展起來(lái)的機(jī)械鍍等。滲鍍法生產(chǎn)周期長(zhǎng)、表面

6、質(zhì)量低、容易造成漏鍍；熱噴涂法的孔隙率較高并且鋅的利用率較低。因而主要以熱鍍法、電鍍法和機(jī)械鍍法為例簡(jiǎn)要概述了鍍鋅防腐工藝的發(fā)展現(xiàn)狀。熱鍍法、電鍍法和機(jī)械鍍法所用的陽(yáng)極材料大部分是鋅，因?yàn)殇\的標(biāo)準(zhǔn)電極電位較低，鐵基上的鍍鋅層在一般的腐蝕介質(zhì)中為陽(yáng)極鍍層，對(duì)基體起到電化學(xué)保護(hù)作用，而且鋅在腐蝕環(huán)境中能在表面形成耐腐蝕性良好的薄膜，不僅保護(hù)了鋅層本身，還保護(hù)了鋼鐵基體，并且鋅鍍層無(wú)毒、廉價(jià)、防護(hù)性能優(yōu)良，因此鍍鋅在防腐中占有重要的地位。1 熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅是由古老的熱浸鍍錫發(fā)展而來(lái)的一種應(yīng)用最廣泛和最有效的金屬防銹方法，自應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以來(lái)已有近170年的發(fā)展歷史，是一種防止鋼鐵大氣腐蝕的有效方法

7、。由于熱鍍鋅產(chǎn)品具有良好的耐蝕能力、美好的外觀、有利于后續(xù)加工、可降低成本和減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因而深受廣大用戶的歡迎。熱浸鍍鋅是將被鍍金屬(基體)材料經(jīng)預(yù)處理后，浸入液態(tài)金屬鋅中，從而在金屬表面鍍覆上一層薄薄的具有防護(hù)性的鋅鍍層，以達(dá)到提高材料抗腐蝕能力、改善材料性能的一種工藝方法。此工藝特點(diǎn)是基體金屬與鍍層金屬間形成冶金結(jié)合的合金層。被鍍金屬一般為普碳鋼、合金鋼和鑄鐵。此外，用于熱鍍的低熔點(diǎn)金屬還有鋁、鉛、錫等有色金屬及其合金。一般認(rèn)為，熱浸鍍鋅鍍層是按下列步驟形成的：首先，固體鐵溶解在熔融鋅中；其次，鐵和鋅形成鐵一鋅化合物；最后，在鐵一鋅合金層表面生成純鋅層。該過(guò)程中的物理化學(xué)反應(yīng)可以分

8、為以下幾個(gè)階段：鋅原子通過(guò)鋼鐵表面擴(kuò)散到鋼鐵材料的亞表面，形成鋅鐵固溶體；以此固溶體為界，鐵原子和鋅原子進(jìn)行反方向的擴(kuò)散，鋅原子繼續(xù)向鋼鐵內(nèi)表面擴(kuò)散，使固溶體層增厚，同時(shí)固溶體中的鐵原子溶解于工件表面吸附在熔鋅中，鐵和鋅生成Fe-Zn合金層；當(dāng)工件從鋅鍋中提出時(shí)，鍋中的純鋅熔融體粘附在Fe-Zn合金層表面，冷卻后形成純鋅結(jié)晶層。1.2 工藝流程及鍍層特性目前的熱鍍鋅生產(chǎn)工藝流程如下：預(yù)鍍件一脫脂一水洗一酸洗一水洗一擠干一涂水溶劑一烘干一鍍鋅一冷卻一矯直一涂油一打包。由ZnFe狀態(tài)圖可以看出，當(dāng)鍍鋅溫度在450670范圍內(nèi)時(shí)，所產(chǎn)生的相層，由鐵開(kāi)始其順序?yàn)椋篴固溶體，a+r的共晶混合物，r相，r

9、+1的包晶混合物，1相，1相+相的包晶混合物，相和相。在熱鍍鋅生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)際獲得的鍍層不一定完全含有上述8種相層。研究結(jié)果表明，當(dāng)鍍件在鋅液中浸沒(méi)時(shí)間很短時(shí)，根本不會(huì)形成a固溶體，而a+r共晶、r+1包晶和1+包晶分別在623、672和530時(shí)才能形成。所以，鍍鋅溫度在450470范圍時(shí)，不會(huì)形成上述4種相層，只可能形成r相、1相、相及相等4種相層。當(dāng)浸鋅時(shí)間極短，如5s左右時(shí)，r相也不會(huì)形成，相幾乎由純鋅組成，所以此相又被稱為純鋅層。此時(shí)，鐵鋅合金層中就只存在1相和相。2 電鍍鋅以電化學(xué)方法使金屬離子還原為金屬的過(guò)程稱為金屬電沉積。如果在電沉積過(guò)程中，能在金屬和非金屬制品表面形成符合要求的

10、平滑致密的金屬覆蓋層，則稱為電鍍。鋅的電沉積是指在直流電流作用下，電解液中的鋅離子還原并沉積在工件表面上形成鋅鍍層的過(guò)程。電鍍時(shí)，溶液中的鋅離子在陰極還原形成鍍層，同時(shí)，陽(yáng)極進(jìn)行氧化反應(yīng)，金屬鋅變成鋅離子。鍍層金屬?gòu)碾x子態(tài)到結(jié)晶態(tài)需經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟。(1)離子液相傳質(zhì)鋅離子在陰極還原時(shí)消耗的是陰極附近的離子，溶液中的鋅離子通過(guò)電遷移、擴(kuò)散和對(duì)流等形式進(jìn)行補(bǔ)充，以保持溶液中鋅離子的均衡。(2)界面轉(zhuǎn)化在還原前，遷移到電極溶液界面雙電層處的鋅離子在還原反應(yīng)前首先發(fā)生均相前置反應(yīng)，如單位溶液中金屬離子水化程度的降低和重排，鉻鹽溶液中鉻離子的配體發(fā)生交換或配位數(shù)下降。(3)電荷轉(zhuǎn)移這是金屬離子得到電子

11、的還原過(guò)程，但電荷轉(zhuǎn)移不是一步完成的，必須經(jīng)過(guò)中間活性離子狀態(tài)。這種活性離子通常被稱為吸附原子，是保留著部分水化分子和部分電荷的粒子。隨后吸附原子失去剩余的水化分子并進(jìn)入金屬晶格，完成電荷轉(zhuǎn)移的全過(guò)程。(4)形成晶體吸附原子通過(guò)表面擴(kuò)散到達(dá)生長(zhǎng)點(diǎn)進(jìn)入晶格生長(zhǎng)，或通過(guò)吸附原子形成晶核長(zhǎng)大成晶體。電鍍鋅的基本工藝流程如下：預(yù)鍍件一除油一侵蝕一拋光一鍍鋅一除氫一鈍化染色。電鍍鋅可以形成均勻、致密的鍍鋅層，鍍層的質(zhì)量均勻性比熱鍍鋅好，但鍍層沒(méi)有熱鍍鋅鍍層厚，所以耐蝕性也不如熱鍍鋅制品。盡管電鍍鋅應(yīng)用廣泛，特別是常規(guī)零部件的電鍍鋅防腐，但是電鍍鋅的局限性也顯而易見(jiàn)。首先是“三廢”的處理問(wèn)題。由于電鍍過(guò)程

12、會(huì)產(chǎn)生大量的廢水、廢氣和廢渣，其中含有重金屬鉻、氫氰根等劇毒物質(zhì)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。目前，對(duì)電鍍企業(yè)，環(huán)保是一道很難逾越的關(guān)卡。另外，氫脆問(wèn)題也不可小視。工件在侵蝕、陰極電解除油和電解過(guò)程中都可能在鍍層和基體金屬的晶格中滲氫，而氫的滲入往往將造成材料脆性增加，從而導(dǎo)致在某些條件下發(fā)生突然斷裂。3機(jī)械鍍目前，電化學(xué)沉積和高溫冶金反應(yīng)是獲得金屬鍍層最常用的方法。在電化學(xué)沉積方法中的電鍍、電刷鍍以及化學(xué)鍍的過(guò)程中，欲鍍金屬發(fā)生了“固態(tài)一離子態(tài)一固態(tài)”的變化。在高溫冶金反應(yīng)中的熱浸鍍、熱噴涂的過(guò)程中，欲鍍金屬發(fā)生了“固態(tài)一液態(tài)一固態(tài)”的變化。欲鍍金屬因離子態(tài)或液態(tài)等中間態(tài)的轉(zhuǎn)變，在生產(chǎn)過(guò)程中不可避

13、免需額外消耗能量，而且因?yàn)閺U液處理、排放和金屬蒸氣、金屬沉渣會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。如果使欲鍍金屬在形層過(guò)程中僅發(fā)生“固態(tài)一固態(tài)”的轉(zhuǎn)移，不但可以大大降低能耗，而且可以緩解工藝本身對(duì)環(huán)境的壓力。而借助機(jī)械能形成鍍層的方法就可以使欲鍍金屬只發(fā)生固態(tài)轉(zhuǎn)移，而且在工件表面形成致密的金屬或合金鍍層，這就是機(jī)械鍍。機(jī)械鍍于20世紀(jì)50年代初發(fā)明，于80年代進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用，是一種比較實(shí)用的新型表面處理防腐技術(shù)，可在鋼鐵零件上形成Zn、Sn、Cu、ZnAl、SnZn、ZnSn和ZnCo等合金鍍層，對(duì)鋼鐵基體起到防護(hù)作用，并且具有一定的裝飾性。典型的機(jī)械鍍工藝是把經(jīng)過(guò)鍍前處理的零件放入轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒中，加入水和沖擊介

14、質(zhì)(玻璃丸)，轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒形成一個(gè)具有碰撞和搓碾作用的流態(tài)環(huán)境。根據(jù)預(yù)定的鍍層厚度加入金屬微粉和活化劑，在化學(xué)藥劑和機(jī)械碰撞的共同作用下使零件表面逐漸形成鍍層，鍍層的形成過(guò)程為：聚集一吸附一沉積一形層。由于機(jī)械鍍是在常溫及常壓下,利用物理、化學(xué)吸附沉積和機(jī)械碰撞使金屬微粉在工件表面形成鍍層，沒(méi)有高溫下的化學(xué)冶金反應(yīng)，也無(wú)外電場(chǎng)作用下的電解沉積效應(yīng)，僅依靠運(yùn)動(dòng)介質(zhì)以較低的沖擊能量使金屬粉末與工件表面“冷焊”在一起，鍍層與工件表面之間沒(méi)有發(fā)生合金化。鍍層的形成原理既不同于熱浸鍍，也不同于電鍍，因此具有能耗低、有色金屬利用率高、原料無(wú)毒、鍍后不出現(xiàn)氫脆及退火軟化等現(xiàn)象、生產(chǎn)環(huán)境安全、生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染等特點(diǎn)

15、，屬于清潔式生產(chǎn)工藝。國(guó)外研究者認(rèn)為機(jī)械鍍鍍層的形層過(guò)程為：由比欲鍍金屬更惰性的金屬離子的還原沉積引導(dǎo)欲鍍金屬粉的沉積，隨后在沖劑介質(zhì)的碰撞作用下“冷焊”到工件的表面上，使已沉積的各種金屬微粒擠壓變形進(jìn)而形成鍍層。國(guó)內(nèi)研究者認(rèn)為機(jī)械鍍是在常溫和常壓下利用化學(xué)、物理的吸附沉積和機(jī)械碰撞使金屬粉在工件表面上形成鍍層，其形層過(guò)程經(jīng)過(guò)了金屬粉在工件附近富集成小團(tuán)，進(jìn)而吸附和沉積于工件表面，在機(jī)械碰撞的作用下緊實(shí)變形后鑲嵌成層，最終形成整體性結(jié)構(gòu)。其形層過(guò)程可簡(jiǎn)化為：富集一吸附沉積一緊實(shí)變形一鑲嵌成層。近期的研究結(jié)果表明，組成鍍層的金屬微粉只發(fā)生了微粒單元的彈性、塑性變形，以及微粒相互位置的重構(gòu)，不發(fā)生

16、結(jié)構(gòu)的原子重組，以無(wú)結(jié)晶方式形成金屬鍍層主體。3.2.1 工藝流程目前，在工業(yè)中成功進(jìn)行批量運(yùn)行的機(jī)械鍍鋅工藝的流程如圖1所示。不同的工藝主要區(qū)別在建立基層和鍍層增厚的方法上，大致可分為兩種。(1)錫鹽沉積工藝錫鹽沉積工藝為美國(guó)工藝在我國(guó)的轉(zhuǎn)化工藝，其特點(diǎn)是：工件鍍前經(jīng)硫酸銅處理形成預(yù)鍍銅層，稱為“閃銅”。隨后加入錫鹽在銅層上沉積出一層錫層，在此基礎(chǔ)上加入檸檬酸、檸檬酸氨、聚氧乙烯乙二醇等復(fù)合的保持性活化劑，然后逐次加入鋅粉和錫鹽，逐漸形成鍍層。(2)少錫鹽沉積工藝少錫鹽沉積工藝特點(diǎn)是：無(wú)預(yù)鍍銅處理，僅加入少量的無(wú)機(jī)酸調(diào)整鍍液的pH值。加入鋅粉和少量的錫鹽形成鋅一錫基層(12m)，再加入由幾種

17、表面活性劑合成的保持性活化劑，形成穩(wěn)定的沉積環(huán)境，隨后交替加入鋅粉和無(wú)錫鹽復(fù)合沉積劑，逐次增加厚度。以上兩種工藝均可得到合格的機(jī)械鍍鋅產(chǎn)品，但鍍層成分和生產(chǎn)成本存在差異。通常，錫鹽沉積工藝鍍層中的錫含量高于少錫鹽沉積工藝，生產(chǎn)成本也高。建立基層時(shí)是否采用預(yù)鍍銅處理，質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中并無(wú)明確規(guī)定。有研究表明：對(duì)于厚度小于30m的鍍鋅層，預(yù)鍍銅層可以提高鍍層的表面平整性，并增加鍍層的自腐蝕電流，降低其耐腐蝕性；厚度超過(guò)30m的鍍鋅層，預(yù)鍍銅層將降低鍍層整體與基體的結(jié)合強(qiáng)度。3.2.2 鍍層特性機(jī)械鍍鋅的鍍層結(jié)構(gòu)可以分為兩層：基層和增厚層?；鶎优c工件的表面相結(jié)合，厚度為12m。增厚層是隨后形成的鍍層本

18、身，成分隨加入的金屬粉和沉積劑而變化。在透射電鏡下觀察可見(jiàn)，鍍層斷口是由金屬鋅粉顆粒經(jīng)受力變形后密集堆砌或鑲嵌成層(圖2)，與熱浸鍍鋅層和電鍍層的結(jié)構(gòu)完全不同。對(duì)比結(jié)果表明，在鋅層厚度相同的情況下，機(jī)械鍍鋅層的耐腐蝕性與電鍍鋅層和熱鍍鋅層相當(dāng)，腐蝕速率介于電鍍鋅層和熱浸鍍鋅層之間；機(jī)械鍍鋅層外觀為均勻的銀白色，薄鍍層比較光亮，有少量尺寸為0.10.5 mm的小團(tuán)粒，中、厚鍍層具有接近鋁制品噴砂后的毛面效果；機(jī)械鍍鋅層的結(jié)合強(qiáng)度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但是從結(jié)構(gòu)和工業(yè)應(yīng)用效果看，薄鍍層不存在結(jié)合強(qiáng)度差的問(wèn)題，厚鍍層的結(jié)合強(qiáng)度則低于熱浸鍍鋅層。另外，機(jī)械鍍過(guò)程中無(wú)電解沉積效應(yīng)，氫原子不易在基體中析出，零

19、件不會(huì)發(fā)生氫脆，適合于高強(qiáng)度零件的表面處理。3.3 工藝特點(diǎn)3.3.1 無(wú)氫脆和退火軟化現(xiàn)象與電鍍鋅相比機(jī)械鍍可以完全消除氫脆或把氫脆的危險(xiǎn)性降到最低程度。因?yàn)闄C(jī)械鍍不需要電流，雖然在鍍層形成過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生氫氣，但因?yàn)殄儗又写嬖谖⒖祝瑲錃獠豢赡芫奂?，更不?huì)在金屬顆粒之間阻塞，因此氫氣通過(guò)鍍層滲出或外溢比其深入基體的傾向更大，所以不會(huì)在鍍層中長(zhǎng)時(shí)間滯留，也不會(huì)像熱浸鍍那樣因高溫而產(chǎn)生退火軟化現(xiàn)象。3.3.2 鍍層厚度及種類容易控制機(jī)械鍍層厚度易于控制，即根據(jù)需要可通過(guò)控制加料量來(lái)實(shí)現(xiàn)。如美國(guó)的ASTM B 695-00標(biāo)準(zhǔn)。中機(jī)械鍍鋅層的厚度范圍為5135m，國(guó)內(nèi)機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為5110m (1