1、國內(nèi)機械鍍鋅初期研發(fā)與應(yīng)用

國內(nèi)機械鍍鋅工藝的技術(shù)文獻報導(dǎo)，最早由上海開關(guān)廠的吳載昌工程師發(fā)表于《材料保護》1975年第六期，文章題目為“機械鍍”：到目前，應(yīng)用于生產(chǎn)的報導(dǎo)，基本上是機械鍍鋅技術(shù)。在生產(chǎn)實際應(yīng)用上，上個世紀八十年代中期，由香港引進機械工業(yè)鍍鋅滾筒設(shè)備及化學原料在廣州水暖器材廠進行瑪鋼管件的機械鍍鋅，為國內(nèi)機械鍍鋅工藝技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的開始。我國的機械鍍工藝技術(shù)的自主研發(fā)是從二十世紀年代的中、后期開始的，這得益于改革開放后與世界工業(yè)交流的啟迪。

2、國內(nèi)機械鍍鋅工藝打樁水平的基本定位

國內(nèi)從1989年在天津及其它地區(qū)開始把國內(nèi)自主研制的機械鍍鋅工藝技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)零部件上，如：碟形彈簧、制釘、瑪鋼管件等；但當時的機械鍍鋅滾筒設(shè)備僅為單一轉(zhuǎn)速，工藝技術(shù)在國內(nèi)尚無標準依據(jù)、技術(shù)水平定量控制并不完善：在此條件下，進人工業(yè)應(yīng)用市場，違背市場發(fā)展規(guī)律，所以，這一時期的機械工業(yè)鍍鋅工藝的技術(shù)水平與生產(chǎn)應(yīng)用基本處于踏步不前狀態(tài)，這表現(xiàn)在瑪鋼管件行業(yè)應(yīng)用機械鍍鋅較為突出，究其原因，機械鍍鋅生產(chǎn)的應(yīng)用，參照熱浸鍍鋅技術(shù)標準的考核，從硫酸銅試驗次數(shù)要求、厚鋅鍍層結(jié)合力、鍍層表面光亮度、厚鍍層的韌性等，在批量生產(chǎn)上均表現(xiàn)為重現(xiàn)性不穩(wěn)定。這就是當時的機械鍍技術(shù)特有的定性、定量工藝控制技術(shù)仍未達到產(chǎn)品質(zhì)量要求的技術(shù)水平。

工業(yè)市場的需求是引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的動力，由于機械鍍鋅零部件產(chǎn)品的出口需求增加、機械鍍工藝特有的技術(shù)功能，如對高強淬火鋼零件的鍍鋅無氫脆危害、對使用滾鍍方法的工業(yè)零部件鍍厚鋅要求時，采取機械鍍鋅替代熱浸鍍鋅具有的綜合的競爭優(yōu)勢，推動了國內(nèi)機械鍍鋅的較快發(fā)展；從二十世紀90年代中期開始，國內(nèi)機械鍍鋅工藝技術(shù)有了長足的發(fā)展：體現(xiàn)機械鍍鋅新技術(shù)水平應(yīng)用的有，如經(jīng)淬火的硬質(zhì)射釘產(chǎn)品的穩(wěn)定批量出口，單件重量1.3kg、50um以上鍍層厚度的40Cr高強度鋼螺栓產(chǎn)品的質(zhì)量合格出口，證明國內(nèi)機械鍍技術(shù)工業(yè)應(yīng)用與國外技術(shù)水平的拉近，這時的機械工業(yè)鍍鋅工藝可人為控制50~70um、硫酸銅試驗通過4-6次，并且鍍層韌性優(yōu)良，這三個技術(shù)指標的應(yīng)用控制，確保了采用的機械鍍鋅產(chǎn)品的戶外長期防腐能力不低于熱浸鍍鋅。同時國家機械工業(yè)局2000年1月1日頒布實施機械工業(yè)行業(yè)技術(shù)標準：“鋼鐵制件機械鍍鋅”(JB/T8928-1999)。入20001年，隨著淬火鋼五金零件機械鍍鋅產(chǎn)品出口的增長，外商要求產(chǎn)品鍍層表面亮度的質(zhì)量，要與國內(nèi)從美國引進的機械鍍鋅技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品、達到表非面裝飾的一致性，針對這種情況，由國內(nèi)自主技術(shù)基礎(chǔ)研發(fā)機構(gòu)，在原機械鍍鋅工藝基礎(chǔ)的平臺上，通過創(chuàng)新、在所用原料完全產(chǎn)化的條件下，使國內(nèi)機械鍍鋅生產(chǎn)的產(chǎn)品與發(fā)達國家生產(chǎn)的機械鍍鋅產(chǎn)品，達到了一致的鍍層質(zhì)量水平。

1、機械鍍鋅鐵主要工藝流程

零件前處理、除油、除銹（可線下處理）→水洗→閃鍍置換銅→水洗→機械鍍鋅沉積過渡底層→機械鍍鋅沉積→水拋光→零件倒出分離→熱水洗（或按要求零件表面鉻鈍化、浸相關(guān)保護層）→甩干并烘干→檢測驗收。

2、零件前處理、除油、除銹

對普通件，可按表面處理常規(guī)方法，但對高強鋼基體零件的除銹、除氧化皮，尤為注意，因為不能較長時間采用含氫離子的強酸性化學材料對零件表面進行除銹及除氧皮，這樣處理會對零件鋼基產(chǎn)生一定滲氫影響，所以，應(yīng)采用機械法來解決：如噴沙、振動光飾、拋丸工藝等。

3、閃鍍置換銅

置換銅層無厚度要求，但要完全覆蓋零件基體表面，它的作用是：提高鍍層結(jié)合力、有利于鍍層表面狀況的均勻性、阻擋工藝過程產(chǎn)生的氫對基體的滲入。另一作用發(fā)現(xiàn)，因為銅層具有良好的電導(dǎo)，相同鋅鍍層厚度的機械鍍鋅零件與滲鋅零件同在鹽霧箱進行試驗考核比較，在鹽霧試驗達到11個周期時，發(fā)現(xiàn)由于鹽霧水流的沖刷，滲鋅零件的棱角處批量件出現(xiàn)紅銹，而機械鍍鋅棱角處雖然已見露基體，但批量六件均不產(chǎn)生紅銹：這是由于置換銅層的電阻小、電子導(dǎo)電暢通，保證了鐵基體正常的電化學陰極狀態(tài)，所以，該置換銅層對機械鍍鋅鍍層結(jié)構(gòu)的電化學防腐能力尤為重要。關(guān)于內(nèi)鍍置換工序，美國機械鍍鋅的通用技術(shù)標準，指定的ASTM—B695—91,就有內(nèi)閃鍍置換銅工序的技術(shù)要求：而我國國家機械工業(yè)局2000年1月1日頒布實施的“鋼鐵制件機械鍍鋅”、機械行業(yè)標準（JB/T8928—1999）對機械鍍鋅工藝中的置換銅層不作規(guī)定，對此：可按供、需雙方的要求來確定。

4、機械鍍鋅沉積過渡底層

這一工序是針對置換銅層而言，實施步驟是定量的機械鍍鋅專用引發(fā)劑和少量的渡覆鋅粉加入滾動的渡筒內(nèi)，滾動3—5min就可以形成使原來零件基本的銅層轉(zhuǎn)變?yōu)殂y灰色的復(fù)合鍍鋅層。該鍍鋅層質(zhì)量的優(yōu)劣將影響后續(xù)加厚渡層的韌性與渡層結(jié)合力。

5、機械鍍鋅沉積

定量分批次加入沉鋅引發(fā)劑、渡層厚度要求韻鋅粉可在15cm—30min定成此工序，達到工業(yè)零件要求的防腐鍍鋅層厚度。

6、水拋光

機械鍍鋅粉表面為非鏡面半光亮渡層，水拋光工序就是機械鍍鋅的引發(fā)劑及鋅粉后。鍍筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使零件鍍層表面達到均勻光亮的銀白色表面，一般需要轉(zhuǎn)動5—10in，雖然該鍍層達不到電鍍具有的鏡面光澤、但表面的光滑、光亮度要優(yōu)于熱浸鍍鋅層。水拋光的鍍筒轉(zhuǎn)動時間有一個極大值，超過特定的極大值時鋅鍍層將有一定程度的切削破壞。

7、零件表面鉻鈍化

機械鍍鋅層，特別是在最初條件下，在潮濕的空氣中，易在鍍層表面產(chǎn)生白色腐蝕物，必須通過透明鉻鈍化、黃色鉻鈍，使所形成鉻的鈍化膜防止白色腐蝕物產(chǎn)生。

8、檢測驗收

機械工業(yè)鍍鋅厚度、鍍層質(zhì)量，取決于工藝操作、工藝配方及工藝定性、定量的規(guī)范控制：所以鍍層質(zhì)量的檢測認定尤為重要，合格的檢驗結(jié)果將指導(dǎo)機械鍍鋅工藝對不同零件批次量的正確生產(chǎn)。

鍍層厚度的測量方法主要有：楔切法，光截法，電解法，厚度差測量法，稱重法，X射線熒光法，β射線反向散射法，電容法、磁性測量法及渦流測量法等等。這些方法中前五種是有損檢測，測量手段繁瑣，速度慢，多適用于抽樣檢驗。

X射線和β射線法是無接觸無損測量，測量范圍較小，X射線法可測極薄鍍層、雙鍍層、合金鍍層。β射線法適合鍍層和底材原子序號大于3的鍍層測量。電容法僅在薄導(dǎo)電體的絕緣覆層測厚時采用。

hardness of electrodeposited coatings

電鍍層抗機械作用如沖擊、刻痕、劃傷的能力。

可通過顯微硬度試驗測量。其原理是利用儀器所附的金剛石壓頭加一定負荷，在被測試樣表面壓出壓痕，用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕的大小，經(jīng)計算求鍍層硬度。

顯微硬度試驗有布氏法、維氏法和努氏法。維氏法測得的結(jié)果受基體和所加負荷的影響較小，故經(jīng)常采用。努氏法對薄鍍層硬度的測定靈敏度較高，也常采用。

也可以采用超聲波硬度計來進行硬度測量,這是便攜式的測量方法，速度快、效率高。

電鍍鋅可獲得任意厚度的鋅層。

鍍鋅鋼絲繩的捻制。 從理論上講，鍍鋅鋼絲繩的捻制與普通圓股鋼絲繩相同。但根據(jù)鋼絲繩使用的工作前提，對原料鋼絲的鋅層厚度有不同的要求：直徑0.25.0mm特號和I號鍍鋅鋼絲繩鋼絲，鍍層厚度可分為3組：薄鍍層組上鋅量為15135gm2用于輕度侵蝕前提；中鍍層組上鋅量為60200gm2用于中等侵蝕前提；厚鍍鋅組上鋅量為75260gm2用于嚴峻侵蝕前提。而熱鍍鋅上鋅量最高值也不外593gm2目前實用的電鍍鋅上鋅量可達1200gm2。

用電堆積的方式獲得鍍層，電鍍鋅是通過外加電源。獲得的鍍層是由細密的純鋅晶粒所組成。一般電鍍鋅層上鋅量也可達750gm2當鍍鋅鋼絲呈螺旋狀環(huán)繞糾纏在直徑為鋼絲直徑5倍或10倍的芯桿上時，鋅層不應(yīng)脫落或開裂。對鍍鋅層的耐侵蝕能力，也應(yīng)做相應(yīng)的檢修。

為確保鋼絲繩的質(zhì)量，鋼絲鍍鋅層外表應(yīng)平滑、完整、平均和牢固。熱鍍鋅會降低鋼絲的力學機能，要求強度高及耐侵蝕性高的鍍鋅鋼絲繩，多采用電鍍鋅鋼絲捻制。熱鍍鋅是靠物理的熱擴散作用形成鍍層，首先形成鐵一鋅化合物，接踵在鐵一鋅化合物外表天生純鋅層。鍍鋅鋼絲繩的鍍鋅有兩種方法—多線連續(xù)熱鍍和電鍍。

鍍鋅鋼絲繩的單絲，規(guī)定有鋅層重量、硫酸銅試驗次數(shù)與時間，并注明執(zhí)行的標準。如：GB/T8918—1996中，對直徑>0.55～0.6mm的鍍鋅單絲按表3規(guī)定，且分別按GB2973—91和GB2972—91，GB2973—91試驗方法進行。而日本標準JISG3525中僅規(guī)定鋅層重量，對于直徑0.5～0.8mm鋅絲按表4所列要求，且按JISH0401試驗方法。

物理性能檢驗

(1)力學指標　①總合破斷力：指整繩的破斷拉力，分為三種：a.理論計算破斷拉力(Fr)：等于鋼絲繩的真正截面積gm與鋼絲公稱強度σ2的積：Fr=gmσ2；b.實測破斷拉力(Fe)：等于繩中全部單絲實測破斷力的總和：Fe=∑f;c.實際破斷拉力(Fw)：等于整根繩實際拉斷時的力。在各國標準中列出的為Fr，檢驗時所得到的為Fe或Fw或兩者。這是一個重要的力學指標。　②單絲抗拉強度：一般指公稱強度，是決定整繩實際力學特性的重要基礎(chǔ)之一。單絲的實測強度同公稱強度的差異，各國標準中都明確訂出，有嚴格控制。如德國標準只允許一定的范圍正差，見“7.常用標準”(19)。　③單絲扭轉(zhuǎn)、反復(fù)彎曲、纏繞或打結(jié)，均系塑性與韌性方面指標。對保證整繩的力學 性能都有重要作用，一般標準都有規(guī)定。應(yīng)注意以上力學指標，各國標準中規(guī)定的檢驗項目不同，如我國與德國對單絲規(guī)定有：強度、扭轉(zhuǎn)、反復(fù)彎曲(打結(jié))；而日本標準則規(guī)定：強度、扭轉(zhuǎn)、纏繞。其次同樣尺寸和強度級別的單絲，光面與鍍鋅的力學指標規(guī)定也有所不同，如中國標準，見“7.常標準”(2)所列。

(2)檢驗各力學指標的檢驗，均據(jù)各標準中列明的試驗方法，見“7.常用標準”中所列。表5與表6分別為中國與德國標準〔“7.常用標準”中(2)(19)〕中部分直徑范圍的單線扭轉(zhuǎn)、反復(fù)彎曲的規(guī)定。