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【簡介】
趙增典 教授
山東理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院（255091）
據(jù)估計(jì)，全世界每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬材料和設(shè)備的量約為金屬年產(chǎn)量的四分之一到三分之一。可見，研究金屬的腐蝕與防護(hù)是一項(xiàng)非常重要的工作。其中應(yīng)用較為廣泛的是電鍍與熱鍍工藝。但這兩種工藝在應(yīng)用中存在著能耗較大，污染嚴(yán)重等缺陷。尤其是對(duì)高強(qiáng)度工件的鍍覆，效果不理想。因?yàn)殡婂冎械臍浯啵瑢?duì)工件機(jī)械強(qiáng)度影響極大：而熱鍍中，因溫度過高（≥450℃）鋼材產(chǎn)生高溫退火不良影響。這些問題的存在，促使人們不斷探討新的防腐工藝。
機(jī)械鍍工藝，就是歐美及日本等發(fā)達(dá)國家近二三十年來開始進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用的一種新興的表面防護(hù)技術(shù)。鋅層、錫層、鎘層、鋁層和這些金屬的混合層，都能通過機(jī)械鍍獲得。在混合層中，能沉積各種比例的鋅和鎘、鋅和鋁、鋅和錫、鎘和鋁，從而提供優(yōu)越的耐腐蝕防護(hù)，每種金屬沉積層都有許 多耐蝕優(yōu)點(diǎn)。其它軟的延展性的金屬粉末，例如：銅、黃銅、銦、金、銀和鉛也能被機(jī)械沉積。這高性能的鍍層能在野外、工業(yè)和海洋環(huán)境中提供犧牲陽極保護(hù)，可防護(hù)10—30年或更長。近幾年，機(jī)械鍍以其在室溫下進(jìn)行、能耗小、成本低、工藝簡單、配方多樣、操作方便、生產(chǎn)效率高、無氫脆現(xiàn)象、環(huán)境污染少等待點(diǎn)，越來越受到金屬零部件行業(yè)的關(guān)注，應(yīng)用前景十分廣闊。作者在機(jī)械鍍技術(shù)工藝方面潛心研究近十年，在涂層表面光亮度、復(fù)合涂層選擇、耐受中性鹽霧試驗(yàn)時(shí)間延長等方面取得了較好進(jìn)展。
1 機(jī)械鍍工藝過程
機(jī)械鍍工藝是將活化劑、金屬粉末、沖擊介質(zhì)和一定量的水混合為漿料，與工件一起放人滾筒中、借助干滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能的作用，在活化劑及沖擊介質(zhì)機(jī)械碰撞的共同作用下，在鐵基表面逐漸形成鋅鍍層的過程。顯然，這一過程原理既不同于熱浸鍍，也不同于電鍍。在室溫下進(jìn)行，不存在高溫下的冶金反應(yīng)，也不存在熱鍍所形成的樹枝狀結(jié)晶組織和金屬化合物，從而避免了高溫退火引起的對(duì)工件強(qiáng)度性能的影響。該過程中沒有電場直接作用在工件表面上，所以更不存在電鍍過程中的還原反應(yīng)，同時(shí)從根本上避免了氫脆的產(chǎn)生及危害。
典型的機(jī)械鍍工藝大至可歸納為四個(gè)階段：(1)表面預(yù)處理：該階段主要是去除工件表面上的油污及氧化物使工件裸露出金屬基體，以利鍍覆。(2)閃鍍：為防止鐵基的氧化，促進(jìn)鍍層與基體的緊密結(jié)合，在鍍覆之前，往往要在經(jīng)預(yù)處理的工件表面上形成一層較薄的金屬層，一般為銅層，而此過程僅需30一90s，習(xí)慣上稱為“閃銅”。(3)鍍覆：閃鍍后即進(jìn)入鍍覆階段。鍍覆過程所需金屬粉末和活化劑的數(shù)量，主要取決于工件表面積及鍍層厚度。如在總表面積為1m2工件上，鍍25μm的鋅層，大約需200g鋅粉。 (4)后處理：鍍覆后的分離--漂洗--干燥--鈍化—密封等均屬此階段。鍍后工件與介質(zhì)等分離、通常借助于振動(dòng)篩與磁分離器進(jìn)行。分離出的介質(zhì)可返回滾筒重復(fù)使用，而工件則經(jīng)漂洗、干燥后裝箱。如需要，工件可進(jìn)一步鈍化或有機(jī)物封膜，以提高耐蝕性。
機(jī)械鍍鋅工藝按照工藝順序可分為：脫脂→漂洗→酸洗（或噴丸）→漂洗→閃鍍→機(jī)械鍍覆→分離→漂洗→干燥→鈍化等操作過程。
2 機(jī)械鍍?cè)O(shè)備及原料
