鍍鋅：您需要了解的一切

「鐵鏽是金屬最大的敵人，它是由黑色金屬分子與水分的相互作用產生的，導致機械部件的退化和故障。鍍鋅通過形成耐腐蝕屏障來解決這個問題，不僅增強了產品的美觀性，而且增強了產品的耐用性。

您是否在金屬表面看到過橙棕色的東西？它被稱為鐵鏽，是金屬最大的敵人，是黑色金屬分子與水分反應的結果。生鏽會導致材料降解，最終導致產品和機械零件失效。鍍鋅透過在表面形成一層薄薄的屏障來解決生鏽問題，防止其在與環境反應時腐蝕。

此外，鍍鋅製程利用電流在導電金屬表面沉積一層薄薄的鋅層，從而增強其耐腐蝕性和改善表面外觀。鍍鋅是一種常用的表面處理方法，它透過電化學沉積將鋅層沉積在金屬表面。這種方法經濟高效，能夠有效保護金屬免受腐蝕，因此在許多行業中都至關重要。

鍍鋅是一種機械電鍍表面處理，涉及在金屬上塗上一層鋅以防止腐蝕。鋅是一種高活性金屬，當它與濕氣、氧氣或其他腐蝕性物質接觸時，會形成保護屏障。鍍鋅可以在許多金屬基材上進行，包括鋼、鐵和鋁。

在這篇文章中，我們將透過 鍍鋅的工作原理、涉及的步驟、影響因素、應用、優點和局限性.

什麼是鍍鋅？

黑色金屬零件和產品的一種表面處理方法是鍍鋅。它需要在不影響尺寸穩定性的情況下在表面上添加一薄層，留下光滑、暗灰色的表面。鍍鋅賦予產品極佳的美感，但更重要的是，它還使產品具有耐腐蝕性。鍍鋅製程透過在將要塗覆的金​​屬（也稱為基材材料）上電沉積鋅來形成薄薄的保護塗層。

鍍鋅如何發揮作用？

當鍍鋅暴露在空氣中時，它會像黑色金屬一樣與氧氣反應，生成氧化鋅 (ZnO)，然後與水結合生成氫氧化鋅 (ZnO)。

現在，當大氣中的二氧化碳和氧化鋅結合形成一層薄薄的碳酸鋅 (ZnCO3) 時，情況就出現了，該薄層附著在下面的鋅上，進一步保護其免受腐蝕。

電鍍的工作原理

電鍍利用電解質溶液中的電流將鋅沉積到帶負電荷的基材上，形成保護性鋅層。

鍍鋅的基本工作原理是向電解質溶液中施加電流。

當電流通過電解溶液時，會導致鋅離子溶解並向帶負電荷的金屬基材（待鍍部分）遷移。

當鋅離子與金屬基材接觸時，它們被還原並以薄層鋅的形式沉積在基材表面。

讓我們以鋼件電鍍為例，來了解鋅電鍍的工作原理。

在陽極（正極）：

鋅 → Zn2+ + 2e-

在陰極（負極）：

2H+ + 2e- → H2

整體反應：

Zn + 2H+ → Zn2+ + H2

在此過程中，鋅金屬在陽極被氧化，在溶液中產生鋅離子。這些鋅離子向鋼表面遷移，在陰極處被還原，在鋼表面形成一層薄薄的鋅金屬。

鍍鋅的工作原理

鍍鋅的工作原理是基於鋅與被鍍金屬基材之間的電化學反應。鋅是一種比鋼、鐵或鋁更具活性的金屬，鋼、鐵或鋁通常用作鍍鋅基材。

例如，在鋼基材鍍鋅過程中，在鋼和熔融鋅之間的界面處發生以下電化學反應。

Fe + Zn2+ → Fe2+ + Zn

鋼表面基體上的鐵原子與熔融鋅浴中的鋅離子反應生成亞鐵離子和鋅原子。然後鋅原子擴散到表面並與鐵原子反應形成一層金屬間化合物，在鋅塗層和鋼基材之間形成牢固的結合。

鍍鋅涉及的步驟

步驟一：表面清潔

鍍鋅的第一步是清潔待鍍表面，去除灰塵、油污和鐵鏽，使表面有效鍍上鋅。對於清潔來說，鹼性清潔劑是最好的清潔劑，不會降解表面。但是，可以在使用鹼性清潔劑之前先進行酸洗。

在使用鹼性清潔劑進行微觀清潔之前，先用 100 至 180 攝氏度的水浴有助於去除污垢。用鹼性清潔劑清潔後，立即用蒸餾水沖洗該區域，以避免損壞材料的主表面，而鹼性溶液可能會損壞材料的主表面。如果表面清潔不正確，可能會導致鍍鋅層剝落或損壞。

第2步：酸洗

表面可能存在許多氧化物，包括已經形成的鐵鏽。因此，在進行鍍鋅之前使用酸性溶液去除這些氧化物和氧化皮至關重要。過程中使用的兩種最典型的溶液是硫酸和鹽酸。產品浸沒在這種酸溶液中。浸漬時間、溫度和酸濃度取決於金屬類型和氧化皮厚度。

將零件浸入酸溶液中進行酸洗後，立即用蒸餾水清洗，以避免劇烈反應和降解表面。

步驟3：電鍍液的製備

下一步是準備電鍍過程的電解液，也稱為電鍍浴。該鍍液是一種離子鋅溶液，有助於簡化電鍍過程。可以是酸性鋅，也可以是鹼性鋅；

• 酸性鋅: 效率高，沉積速度快，覆蓋力優異，但深鍍能力差，厚度分佈弱。
• 鹼性鋅: 優異的厚度分佈，具有優異的均鍍能力，但電鍍效率較低，電沉積速率較低，

第 4 步：電解設定和引入電流

鍍鋅設置

在根據產品要求和規格選擇電解質後，實際的沉積過程從引入電流（DC）開始。鋅充當陽極並耦合到基板的負極端子（陰極）。當電流流過電解質時，鋅離子連接到陰極（基材），在表面形成薄薄的鋅阻擋層。

另外，電解還有掛鍍和滾鍍兩種方法。

• 機架： 將基材浸入電解液中，同時固定在機架上，適用於大型零件
• 桶： 將基材放入桶中，然後旋轉以獲得均勻的鍍層。

第 5 步：後處理

為了消除表面上的任何潛在污染物，電鍍完成後必須用蒸餾水清洗零件數次。鍍品清洗後送入庫前，必須進行乾燥處理。如有必要，也可以根據表面處理要求的標準使用鈍化劑和密封劑。

需要考慮的因素

了解該因素將有助於調節製程並獲得最佳電鍍效果。影響基材電鍍效果的因素很多。

當前密度

需要沉積在基材表面上的鋅層厚度受到通過電極的電流密度的影響。因此，較高的電流將產生較厚的層，而較低的電流將產生較薄的層。

電鍍槽溫度

影響鍍鋅的另一個因素是電解液（鍍液）的溫度。如果溫度較高，陰極從溶液中消耗的氫離子較少，同時消耗較多的光亮劑，由於鋅的金屬晶體沉積較多，鍍鋅層會更光亮。

鍍液中鋅的濃度

鍍液中的鋅濃度也會影響鍍層的質地和亮度。例如，高濃度會導致表面相對粗糙，因為鋅離子會分佈不均勻並快速沉積。另一方面，低濃度會導致鍍層更亮，因為細小的晶體會緩慢沉積。

其他因素包括 電極（陽極和陰極）的位置、基材的表面質量、鍍液中界面活性劑和光亮劑的濃度、污染物，等等。

鍍鋅和熱鍍鋅的差別

電鍍可提供更薄、更精密的塗層，而鍍鋅可為結構和戶外使用提供更厚、更耐用的保護。

電鍍和鍍鋅都是保護金屬免受腐蝕的有效方法。然而，在複雜性、塗層厚度、成本、耐用性、應用、精度、加工時間等方面存在許多差異。

讓我們透過比較表來概述主要差異。

閱讀更多：鍍鉻、鍍鋅、鍍鎳的差別

鍍鋅的優點

除了防鏽之外，鍍鋅還有其他幾個好處;讓我們透過簡短的描述來回顧一些。

• 低成本： 與其他方法（包括粉末塗層、黑色氧化處理和鍍銀）相比，這是一種經濟有效的表面處理方法。
• 加強： 黑色金屬、銅、黃銅和其他基材上的鋅塗層有助於提高這些材料的強度。
• 尺寸穩定性： 添加鋅層不會影響零件或產品的尺寸穩定性，
• 美感： 電鍍後，基材表面將呈現光澤亮麗的外觀，並可客製化。 鍍鋅顏色 可以添加後製。
• 延展性： 由於鋅是一種延展性金屬，因此底層基材的成型變得簡單。

鍍鋅的局限性

鍍鋅是一種經濟高效且環保的工藝，用於對鐵、鋼、銅、黃銅和其他類似材料製成的產品和零件進行防鏽。然而，它不適用於石油、製藥、航空航太和食品等經常浸入溶液中的產品。

了解更多：鍍鋅與鍍鎳：有什麼差別？

鍍鋅應用

鍍鋅螺紋

硬體

鍍鋅對於長期維護接頭起著重要作用。螺絲、螺帽、螺栓和其他緊固件均鍍有鍍鋅層，以防止生鏽，進而導致故障。

汽車產業

鍍鋅使零件耐腐蝕。煞車管、卡鉗、底座和轉向部件均經過鍍鋅處理。

管道

由於管道材料不斷與水相互作用，因此生鏽是使用它們時最嚴重的問題。鍍鋅徹底改變了鋼管的耐用性。鍍鋅管的使用壽命超過 65 年。

軍工

坦克、裝甲運兵車、車輛和其他軍事裝備使用鍍鋅。

結語

鍍鋅是一種複雜的表面處理工藝，需要專業工程師和操作員以及專門的先進設備。

我們一直在同一屋簷下提供從原型設計到產品精加工的製造服務。採用鍍鋅技術，我們一直提供高品質 鍍鋅服務 我們經驗豐富的工程師團隊擁有數十年的行業經驗，可為您提供產品和零件。如有任何疑問，請隨時與我們聯繫。 聯繫我們 如果您需要任何與鍍鋅相關的進一步服務。

常見問題解答

什麼是鍍鋅？

鍍鋅是一種重要的表面處理方法，在產品表面鍍上一層薄薄的鋅，使其具有優異的耐腐蝕性。

鍍鋅只能用於黑色金屬和合金嗎？

不，鍍鋅不僅適用於黑色金屬和合金，例如銅和黃銅。

影響鍍鋅製程的因素有哪些？

有幾個因素會影響鍍鋅的結果，例如電流密度、鍍液中的鋅濃度、溫度、電極位置等。

鍍鋅的步驟有哪些？

產品的清洗、酸洗、鍍液製備、電解和後處理是鍍鋅的主要步驟。

鍍鋅和電鍍鋅一樣嗎？

不，鍍鋅時，透過將其浸入鋅溶液中，鋅沉積在表面上。而電鍍則採用電解過程。