钢丝热镀锌(hot—dip   galvanizing   of   steel   witle)

用热镀的方法在钢丝表面镀上锌层的钢丝表面涂镀工艺。约在1741年始创于法国，是一种最古老、应用最广泛的镀锌方法。钢丝热镀锌的工艺过程是钢丝先经过去油、酸洗及水冲洗洁净，然后涂上溶剂(或称助镀剂)并经烘干后通过熔融锌，离开锌液面时用适宜的方法擦拭，最后经冷却后卷起。

锌层的形成过程洁净并涂上溶剂的钢丝浸入熔融锌，其表面为锌液润湿并形成锌铁合金层。这一锌铁合金层在钢丝浸于锌液直至离开锌液温度降至250℃期间一直继续发展。合金形成速度决定于温度、时间、钢丝成分与锌的成分。锌一铁合金的含铁量随着离铁基的距离之增大而降低(由28%逐渐降低至6.0%)。钢丝离开锌液，锌液粘附于锌一铁合金层表面，冷却凝固后形成纯锌层。钢丝离开锌液后可采用不同的擦拭方法，以获得不同厚度的纯锌层。厚纯锌层(用木炭擦拭)及薄纯锌层(用石棉夹擦拭)两种热镀锌层的显微照片分别如图a和图b所示。为了进行比较，图中也示出电镀锌层(c)的显微照片。由图可看出，图a的中下部为锌一铁合金层，上部为厚的纯锌层；图b的中上部的纯锌层极薄；图c的全部为纯锌层而无合金层。

基本工序(1)上线。将钢丝从线盘中引出送入热镀锌机组；(2)热处理。按照产品的技术要求，钢丝在热镀锌前可经过热处理或不经过热处理，一般中、高碳钢丝在成品镀之前不经过热处理；但用先镀后拉法生产中、高碳钢丝时需预先经过索氏体化处理；低碳钢丝镀锌前通常要经过再结晶退火；(3)去油。除去拉拔后残留于钢丝表面的润滑剂。若钢丝已经过热处理，由于它们已在热处理时除去而不需要这一工序。去油通常采用碱洗(在温度80℃以上的10%左右NaOH的水溶液中处理)，也可用加热至400～500℃的方法把它烧掉；(4)水冲洗。洁净表面，最好用热水；(5)酸洗。目的是除去氧化铁皮。通常使用盐酸酸洗法。酸洗液含HCl在18%以下，温度为室温。为防止酸对铁基过分侵蚀，溶液中可添加适当的缓蚀剂。酸洗时间一般为0.5～2min(氧化铁皮重和直径粗时采用上限值)；(6)水冲洗。可用冷水；(7)涂溶剂。一般为氯化铵或氯化锌一氯化铵的水溶液，温度为80℃以上，浓度为10%～20%；(8)烘干。温度100℃左右；(9)镀锌。锌液温度450±5℃，时间15s左右。钢丝离开锌液后经过不同方法的擦拭；(10)冷却。水、风混合冷却；(11)卷取。新型的机组采用倒立式收线机，单盘重量可达到0.5～t。

锌液擦拭方法常用的擦拭方法有：(1)钢丝擦拭：在钢丝上缠几圈软钢丝，在软钢丝上再可绕一层石棉绳。采用此法时纯锌层极薄；(2)石棉夹擦拭：钢夹上绕石棉绳后夹于钢丝上。纯锌层比钢丝擦拭法稍厚；(3)木炭擦拭：钢丝出口处的锌液面上铺一层混有油脂的木炭。采用此法时纯锌层较厚，其厚度还可通过改变线速度来加以调节(线速高可增厚纯锌层)；(4)气体擦拭：钢丝出口处用保护性气体密封。纯锌层更厚，其厚度也可通过改变线速度加以调节。

熔锌锅的加热方法和材料热镀锌的关键是锌锅的加热方法与制造锌锅的材料。热镀锌的质量主要决定于锌液温度的准确性和均匀性。热镀锌机组的生产效率受锌锅使用寿命的影响极大。加热锌锅可使用煤、油、气或电。加热方法有侧加热、底加热、上加热及内加热。采用侧加热及底加热时，锌锅用钢板焊接成，加热可使用上述任意一种燃料。制造锌锅应使用含碳量0.05%以下和含硅量低的钢板。钢制锌锅使用寿命不长，除了锌液温度及钢板的成分之外，其使用寿命主要决定于单位面积单位时间内的传热量。一般认为传热量应低于1×10⁸J／(m²•h)，在此条件下用35mm厚钢板焊成的锌锅使用寿命可达3年以上。为提高锌锅使用寿命也可采用在夹套中充铅液的办法，因为此时锌锅各处受热要均匀得多。采用上加热方法时锌锅用耐火材料砌成，其使用寿命要比钢制锌锅高，而且由于锌液不与钢接触而减少锌渣(锌一铁合金)的生成量。这一方法的缺点是锌液氧化损耗较大，热效率较低。内加热通常是采用工频电感应加热，锌锅也用耐火材料砌成。优点除了锌锅寿命长、热效率高、生成的锌渣量少之外，还有由于感应加热促使锌液循环而使锌液温度更加均匀。缺点是锌必须预先加热熔化后倒入锌锅，装满之后才能开始加热，停止加热时也必须将锌从锌锅内抽出。

锌层的质量指标(1)厚度(μm)或上锌量(g／m²)，镀锌层的使用寿命主要决定于其厚度。(2)韧性，锌一铁合金层比较脆，因此合金层厚度较大时易因钢丝受到变形而产生裂纹或脱落。检查方法是将钢丝缠于芯棒上一定圈数后观察镀锌层是否出现裂纹，以不出现裂纹时最小芯棒直径为钢丝直径的倍数表示其韧性。(3)镀锌层均匀性，检查方法是用硫酸铜溶液浸渍，由于Zn+Cu ²⁺一zn ²⁺ +Cu的反应，锌被溶解，当露出钢基表面时铜即镀在表面上。锌镀层的均匀性以出现镀铜点之前钢丝经受的浸渍次数(每次0.5或1.0 min)表示。

双锌锅镀锌法虽然采用气体擦拭法可使镀锌层上锌量提高到300g／m²以上，但在恶劣的条件下使用时镀层的上锌量仍感不足。为进一步提高上锌量(达500～600g／m²)，开发了双锌锅热镀锌法。采用这一方法时，在一个锌锅镀锌后立即在第二个锌锅中再镀一次。

钝化处理为提高镀锌层的耐蚀性广泛地采用钝化处理。钝化处理通常是使镀锌钢丝通过铬酸、铬酸盐或重铬酸盐的溶液，在锌层表面生成一层致密的铬酸盐薄膜。

先镀后拉法钢丝热镀锌时由于受到热的影响和镀锌层内合金层的影响，强度有较大的降低(冷拉中、高碳钢丝，抗拉强度可能降低100～300kPa)。为提高镀锌钢丝的强度，可采用先镀后拉法生产，即钢丝经等温淬火后镀锌再冷拉成成品。此法虽可提高镀锌钢丝的强度，但其镀锌层却很薄(上锌量一般低于100g／m²)。