5. Hot Dip Galvanizing (热浸镀锌)5. Hot Dip Galvanizing (热浸镀锌).doc

五、熱浸鍍鋅 (Hot Dip Galvanizing) 熱浸鍍鋅是將鋼鐵含浸於熔融的鋅液中，以鍍上一層鋅。鍍層是由純鋅與鐵-鋅合金組成的複合鍍層。 應用： 曝露在大氣與某種液體的環境中，需要耐腐蝕處理的大部份鋼鐵件。 1. 製程 工業上的熱浸鍍鋅製程可分成兩種：分批浸鍍製程與連續浸鍍製程 1.1 分批浸鍍製程 1) 應用 應用在成型物件，如螺拴，螺帽，鋼構，燈桿……等。 2) 作業流程 物件在適當的表面清潔並浸助熔劑（Flux）之後，將物件浸入熔融的鋅液中。流程如下所示： 物件 ( 噴砂 ( 脫脂 ( 水洗 ( 酸洗 ( 水洗 ( 助熔劑 ( 烘乾 ( 熱浸鍍鋅 ( 水淬 ? i) 噴砂：清除嚴重腐蝕的工件表面鐵鏽、鑄件黑皮、銲渣 ii) 脫脂:一般使用加熱的氫氧化鈉水溶液（60~70℃）清除油脂的污染物。 iii) 酸洗:利用鹽酸或硫酸水溶液清除表面氧化物。 iv) 助熔劑：一般使用的助熔劑是ZnCl2-NH4Cl水溶液。ZnCl2含量在70﹪左右會形成共晶組成，其融點約在150℃，在350℃左右則會發生氣化；(NH4)2ZnCl4 會產生鹽酸以達到清潔表面的目的。 v) 預熱：目的是乾燥助熔劑以避免噴濺。 vi) 熱浸鍍鋅：將塗有助熔劑的物件含浸在450~520℃的鋅液中。為了控制鋅鍍層的表面型態，會添加鋁在熔融的鋅液中，或是添加鉛以延緩散熱速度。鋅液氧化或鋅與鐵於浸鍍反應時，會在熔融鋅液表面生成一層浮渣，在浸鍍之前須將浮渣清除。 vii) 水淬：目的是加速鍍層固化與冷卻物件，使物件在製程中方便運輸。另外可抑制鋅鍍層的氧化。 1.2????? 連續浸鍍製程 1) 應用 連續浸鍍製程是應用於鋼捲或鋼線熱浸鍍鋅，鍍鋅鋼捲通常會再經切割以進行加工。 2) 作業流程 物件 ( 還原退火 ( 熱浸鍍鋅 ( 氣刀噴拭 ( 退火（Galvanneal） ( 整平 ( 冷卻 i) 還原退火：將鋼捲運送經過溫度200~400℃且含有氫氣/氮氣保護還原氣氛的加熱爐，使鋼捲表面油脂蒸發，氧化物被還原而達到清潔的效果，以便進行熱浸鍍鋅。 ii) 熱浸鍍鋅： iii) 氣刀噴拭： iv) 退火(鍍鋅退火)：一種退火機制，鍍鋅退火可控制氣刀噴拭後鍍層的結構。未經鍍鋅退火的物件，鍍層會形成多層結構，其中的η相鍍層與(相鍍層非常軟，經加工時易有粉屑產生。而經鍍鋅退火的物件，其η相與(相鍍層會轉變成硬度較大的(相鍍層，易加工成形且避免粉屑問題。鍍鋅退火的處理溫度約在550℃左右，但處理時間很短。 2. 鍍層的形成 2.1 鐵－ 從鐵－70 DPN，ζ：179 DPN，δ：244 DPN，而一 般碳鋼的硬度則是159 DPN。 2.2 影響鍍層成長的因素 影響鍍層成長的因素有鋅液的溫度，浸鍍時間，基材厚度與基材的組成。在長時間反應中，不同相的成長速率如下: δ ζ Γ；但若是短時間反應時，ζ相鍍層的成長速率會大於δ相鍍層的成長速率。而最外層的純鋅鍍層（η相）的厚度則與物件脫離熔融鋅液的速度有關，當脫離的速度較快，純鋅鍍層（η相）的厚度會較厚。 1) 鋅液的溫度 鍍層成長速率一般與鍍液的溫度成比例。但是在500℃時鋅與鐵會產生異常快速的反應。 2) 浸鍍時間 鋅鍍層通常是隨著鋅與鐵之間的擴散機制而成長。 3) 基材的厚度 鍍層的厚度會受基材的厚度所影響。太薄的基材上無法析鍍出厚的鍍層。因此欲析鍍出厚的鍍層需考慮基材的厚度。舉例來說，ASTM A153在厚度上的要求如下g/m2（盎司/英吋2）： 表5-1 ASTM A153在基材厚度上的要求 表5-1 ASTM A153在基材厚度上的要求 ? 材料種類 鋅鍍層最小 平均附著量 任何單一試樣 A種類 鑄件－可鍛造用鐵，鋼 610(2.00) 550 B種類 滾壓,鍛煉的物件 ? ? B-1 厚度大於或等於3/16英吋(4.76公釐)，長度要大於15英吋 (381公釐) 610(2.00) 550 B-2 厚度小於或等於3/16英吋(4.76公釐)，長度要大於15英吋 (381公釐) 458(1.50) 381 B-3 厚度不限，但長度要小於15英吋 (381公釐) 397(1.30) 336 C種類 扣件的直徑要大於3/8英吋 (9.52公釐)，墊圈的厚度約3/16 與1/4英吋 381(1.25) 305 D種類 鉚釘，釘子等的扣件直徑要小於或等於3/8英吋 (9.52公釐)，墊圈的厚度約3/16英吋（4.76公釐） 305(1.00) 259 4) 基材的成份 除了矽與磷