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镀锌涂层的金相制备(一)

2016-06-24 17:18:00

  采用各种工艺在钢或铁表面涂敷一层锌的过程被称为“镀锌”。锌用于铸铁、低碳钢和低合金钢的防腐处理。锌或锌合金对钢表面具有阴极保护作用。零件若暴露于空气和水中,其锌涂层中的锌可形成碳酸锌,增强锌涂层的防腐作用。镀锌产品主要用于各种外露的汽车零件、家居用品、电气设备及建筑业等。锌涂层外涂敷金箔涂料或油漆等有机涂层还可增强镀锌钢板的防腐性或装饰性。尽管镀锌钢板生产的一般控制以在线方式完成,并与各种物理测试同时进行,金相结构分析仍然是一种重要的工具,可获得各种其它分析方法无法获得的信息。只有金相显微结构分析能够提供产品成型、焊接和修整等过程所需要的信息,以及产品研发和失效分析时必需的数据。

  实例:如果锌涂层太厚会给后续的焊接带来困难;如果锌涂层在成型过程中被擦破,将直接影响后续的涂漆工序,从而降低防腐性能。因此,金相结构分析在提高产品质量和改进涂层技术方面发挥着相当作用。

  镀锌产品的金相结构分析包括涂层厚度测量、涂层和基体金属的显微结构分析、粘结力测定和失效分析。镀锌方法不同,锌涂层的硬度、厚度也不同,因此不同试样在金相制备过程中的表现也各不相同。此外,一些锌涂层会与水反应,使金相制备特别困难。

  用于显微观察的镀锌涂层在制备时面临的难题主要有:

  1. 镶样树脂与涂层钢板间的收缩间隙。这些间隙增大了试样清洗的难度,对紧固的薄板叠来说,这一问题尤其突出。镀锌涂层镶样成为一个主要难题是因为镶样时需确保树脂与试样材料正确粘附,避免出现间隙。如果制备镀锌涂层金相用于生产控制,那么试样数量和试样可用时间就会形成一对矛盾,人们一般会采取折衷方法来解决这个矛盾。但后果通常是:采用在镀锌涂层附近形成收缩间隙的镶样方法,增大了试样清洗难度,难以做到最佳的边角保护。收缩间隙中残留的水渍和酒精渍会影响涂层厚度的正确测量以及涂层结构的正确分析。

  2. 锌的柔软性以及与水的反应会产生涂层划痕、褪色、甚至蚀刻等缺陷。涂层中锌的纯度越高,其硬度越小,水敏感性越高。因此,普通热浸涂层和电镀涂层较为柔软,易产生机械变形,不可用水清理。清洁时须使用乙醇或异丙醇。由于添加了铝,热处理涂层、GalfanTM涂层、GalvalumeTM涂层和Galvaneal涂层的硬度均高于热浸涂层和电镀涂层。这些涂层在抛光过程中产生的问题一般较少,与水的反应程度也较低。

  钢板切割难度不大,采用合适的氧化铝切割砂轮即可完成。有时用剪床或铁皮剪切割钢板时,虽然这些工具足以切割很薄的钢板,但可能会使钢板严重弯曲,涂层

  较厚时会使涂层产生裂纹。对钢板的未受损区域必须进行更长时间的后续研磨。在这种情况下,采用砂轮切割更为经济。

 

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