涂镀产品知识手册..doc

1.镀锌概论 1.1热浸镀锌之历史 1.1.1镀锌(Galvanizing)之字源 (1)以热浸方式将锌镀在钢品表面以便防蚀之方法吾人称为镀锌(Galvanizing)，或称为热浸镀锌(Hot-dip Galvanizing)。Galvanizing一字起源于意大利科学家Luigi Galvani(公元1737－1798年)之姓氏。Galvani于1791年发现以两只脚分别用铁与铜制成之夹子，夹住一块已死去的青蛙腿时，青蛙腿会抽动。Galvani误认为系青蛙腿本身存有电流使之抽动。 (2)过了几年，另一位意大利科学家，Alessando Volta(1745-1827)解释青蛙腿系一导体，并指出Galvani发现了另一个新的可产生电(流)的方法，即以不同的金属相接或直放于酸液槽内，则其中一金属会得一正电压，而另一个得一负电压(即电位差)。如再以一条电线连接两金属则可发现电线有电流通过。Galvani与Volta系人类首次发现可产生稳定电流之科学家。从此很多科学家投入研究，而成为一门新的领域称为电化学(Electrochemistry)。如电池与电解均利用此原理制成。 (3)吾人为纪念Volta之发现而将电压称为Voltage，其单位则称伏特(Volt)。另将不同金属之间因电位差(电化学)产生电的流动现象称为Galvanic Action用以纪念Luigi Galvani。将锌热浸镀在钢品表面而防钢品腐蚀之方法，即利用锌与铁(不同金属)之电位差，锌之电子流向铁而保护铁之方法称为Galvanizing，并专用为镀锌之称呼。 1.1.2镀锌方式之演进 (1)板片镀锌 1786年在英国发明以氯化铵(NH4C1)作为助镀剂(Flux)镀锌之方法。 1800年在德国将上述之方法工业化，此后镀锌制程主要在欧洲发展。 1837年，切板之镀锌技术取得英国之专利。 1846年在镀锌槽出口侧装设一对辊轮以控制镀锌量之方法开发成功。但此后约一百年间镀锌制程并无多大改善。 (2)连续镀锌 a.Sendzimir制程 1931年波兰人Tardenz Sendzimir发现一套足以改变镀锌工业之制程，其方法为：冷轧后之钢带先在氧化气氛中预热，以去除在板面上之轧延残油，但也会在板面上形成一层薄氧化铁。钢带再进入氢—氮之还原气氛中高温将氧化铁还原，而使钢带表面达到适合镀锌之状况。接着钢带必须冷却控制以便在出炉时之温度适合镀锌。1936年美国Armco钢铁公司Butler工场成功地工业化故称为Armco—Sendzimir法，并于1938年取得美国专利。此制程亦称为氧化性直燃式炉(Oxidizing Direct—Fired Furnace)。Sendzimir法之另一优点在于不用助镀剂(Flux)故可在镀槽中加入铝(Al)以抑制硬脆之锌铁合金层(Zn-Fe Alloy Layer)过度形成，可提高锌之附着性与成形性。但因须在高温下将钢带表面氧化层还原，故无法生产全硬板。 参考:助镀剂(Flux) 钢带表面必须清净才能促使锌与铁反应而得良好之镀层。助镀剂之目的即在于防止杂质与铁锈之生成。最常用之助镀剂为氯化锌(ZnCl2)与氯化铵(NH4Cl)或两者混合使用。可分湿式(Wet Flux)与干式(Dry Flux)两种。 湿式助镀剂系直接浮在锌浴之上，除提供上述之功能外，更可与氧化锌(ZnO，系锌浴表面融锌氧化形成之白粉物)反应形成下列化合物，浮在锌浴上方形成无害物质。 2ZnO＋2(ZnCl2·NH4Cl) →ZnCl2·ZnO＋2ZnCl2·NH3＋H2O↑ 因湿式助镀剂浮在锌浴上故无法在锌槽中加铝(Al)以抑制锌铁合金之形成。此因铝比锌活泼，在锌槽中会与助镀剂作用产生低熔点之氯化铝(AlCl3)白烟消失。 2Al＋3ZnCl2→3Zn＋2AlCl3 2A1＋6NH4C1→2AlCl3+6NH3＋3H2 因此铝含量减少且破坏助镀剂而产生镀锌问题，故以湿式方式生产者，锌铁合金属较厚，成形性及附着性较差。 干式助镀剂则在钢带进入镀锌时先浸入助镀剂溶液并烘干后再进入镀槽。干式方式可在锌槽中加入铝以抑制合金层之形成，附着性及成形性优良，适用于扣锁成形用(Lock Forming)与冲压用途(Drawing)。 b.其它连续镀法 自Sendzimir法开发成功后，很多公司即研究尝试开发新的方法，下列依年代加以说明。 1939年 Sharon公司以气体盐酸去除板面残油。 1944年 美国Selas 公司开发无退火炉之直燃式炉、以生产全硬锌板为主，不需助镀剂。加热及还原之温度均较Sendzimir法低，故较经济。 1948年 美国钢铁公司(U.S.Steel)采用电解清洗之方式去除钢带表面之残油，再进入退火炉之方法。退火炉之制程与Semdzimir法大同小异。