热浸锌是一种常见的金属表面处理工艺，主要用于钢铁制品，能有效防止金属生锈和腐蚀，延长其使用寿命。以下是热浸锌的详细工艺流程：
## 一、预处理
1. **脱脂**
- **目的**：去除金属表面的油脂、油污等有机污染物。这些污染物会影响锌层与基体金属的结合力。
- **方法**：通常采用化学脱脂法，将工件浸泡在碱性脱脂剂溶液中。碱性脱脂剂一般含有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠等成分。例如，对于油污较重的工件，可使用浓度为5% - 10%的氢氧化钠溶液，在温度60 - 80℃下浸泡10 - 30分钟。浸泡过程中，碱液会与油脂发生皂化反应，将油脂分解成可溶于水的物质，从而达到脱脂的目的。
- **清洗**：脱脂后，工件需要用清水彻底冲洗，以去除表面残留的脱脂剂。通常采用流动的清水冲洗2 - 3次，确保表面无脱脂剂残留，否则会影响后续的处理工序。
2. **酸洗**
- **目的**：去除金属表面的铁锈、氧化皮等杂质。钢铁在空气中容易氧化形成铁锈，这些铁锈会阻碍锌层的附着。
- **方法**：一般使用盐酸或硫酸溶液进行酸洗。例如，采用浓度为10% - 20%的盐酸溶液，在常温下将工件浸泡10 - 30分钟。在酸洗过程中，酸会与铁锈和氧化皮发生化学反应，将其溶解。化学反应式以盐酸酸洗为例：\(Fe_2O_3 + 6HCl = 2FeCl_3 + 3H_2O\)，\(FeO + 2HCl = FeCl_2 + H_2O\)。
- **抑制过酸洗**：为防止金属基体被过度酸洗而受到腐蚀，酸洗溶液中通常会加入缓蚀剂。缓蚀剂能在金属表面形成一层保护膜，减缓酸对金属基体的腐蚀速度。同时，酸洗时间也需要严格控制，避免过酸洗。
- **清洗**：酸洗后的工件同样需要用清水冲洗干净，以去除表面残留的酸液和反应产物。冲洗后，工件表面应呈银灰色金属光泽。
3. **助镀**
- **目的**：在工件表面形成一层保护膜，防止在浸锌过程中工件表面再次氧化，同时改善锌层与基体金属的结合力。
- **方法**：常见的助镀剂是氯化锌和氯化铵的混合溶液。工件在助镀剂溶液中浸泡一段时间，通常为1 - 3分钟。在浸泡过程中，助镀剂会在工件表面发生反应，形成一层锌 - 铵 - 氯的复合盐膜。这层膜在浸锌时能够起到活化表面的作用，使锌层更容易附着。
- **干燥**：助镀后的工件需要进行干燥处理，一般采用热风吹干或自然晾干的方式。干燥后的工件表面应无明显的水分残留，否则在浸锌时会产生飞溅和锌层质量问题。
## 二、热浸锌
1. **浸锌**
- **原理**：将经过预处理的工件浸入温度约为450 - 460℃的熔融锌液中。在这个温度下，锌液具有良好的流动性，能够均匀地覆盖在工件表面。当工件浸入锌液时，由于锌和铁之间存在着一定的亲和力，在工件表面会发生铁 - 锌合金化反应，形成一层锌 - 铁合金层，这是热浸锌层的重要组成部分，它能够提供良好的附着力和防腐性能。
- **浸锌时间**：浸锌时间根据工件的尺寸、形状和材质等因素而有所不同。一般来说，小型简单工件的浸锌时间可能在1 - 3分钟，而大型或复杂形状的工件可能需要3 - 10分钟。例如，对于直径为10 - 20mm的钢管，浸锌时间约为2 - 3分钟。浸锌时间过短，锌层可能过薄，无法提供足够的防腐保护；浸锌时间过长，则可能导致锌层过厚，增加成本，并且可能会影响工件的尺寸精度。
2. **锌层调整（可选）**
- **目的**：在一些情况下，为了获得更均匀或更符合要求的锌层，可以在浸锌后进行锌层调整。例如，对于一些对锌层厚度和外观要求较高的产品，如建筑用的热浸锌型钢。
- **方法**：可以通过在特定的锌液成分或温度下进行短暂的二次浸锌，或者采用机械振动、气吹等方式来调整锌层的厚度和均匀性。例如，通过在锌液中添加少量的合金元素（如铝、镁等），可以改善锌层的性能，然后将工件再次浸入调整后的锌液中，使锌层更加均匀和致密。
## 三、后处理
1. **冷却**
- **目的**：浸锌后的工件温度很高，需要进行冷却处理，使锌层凝固并稳定下来。
- **方法**：通常采用风冷或水冷的方式。风冷是让工件在空气中自然冷却，这种方式冷却速度较慢，但对锌层的影响较小，适用于对锌层质量要求较高的工件。水冷则是将工件放入水中进行快速冷却，冷却速度快，但如果操作不当可能会导致锌层产生裂纹或脱落。例如，对于一些小型的热浸锌螺栓，采用水冷方式可以快速完成冷却过程，但需要控制入水的速度和角度，避免锌层损坏。
2. **钝化（可选）**
- **目的**：钝化处理可以在锌层表面形成一层保护膜，进一步提高锌层的耐腐蚀性。这层保护膜可以阻止空气中的氧气、水分等与锌层接触，减缓锌层的腐蚀速度。
- **方法**：常见的钝化方法是采用铬酸盐溶液进行钝化。将冷却后的工件浸泡在含有铬酸盐的钝化液中，浸泡时间一般为30 - 60秒。在钝化过程中，铬酸盐会与锌层表面发生化学反应，形成一层铬酸盐保护膜。不过，由于铬酸盐含有六价铬，对环境和人体健康有一定危害，现在也在研究和应用一些无铬钝化的方法，如采用钼酸盐、钨酸盐等作为钝化剂。
3. **检验与包装**
- **检验**：对热浸锌后的工件进行质量检验，主要包括锌层的厚度、外观、附着力等方面的检查。锌层厚度可以使用磁性测厚仪或显微镜等设备进行测量，厚度应符合相应的标准要求。外观检查主要看锌层是否均匀、有无漏镀、锌瘤、毛刺等缺陷。附着力检验可以采用划格法或锤击法，检查锌层与基体金属的结合力是否良好。
- **包装**：检验合格的工件进行包装，以防止在运输和储存过程中锌层受到损坏。可以采用塑料薄膜、纸盒、木箱等包装材料，根据工件的尺寸、形状和数量等因素选择合适的包装方式。例如，对于小型的热浸锌五金件，可以采用塑料薄膜包装后放入纸盒；对于大型的热浸锌型钢，可以采用钢带捆扎后再用塑料薄膜包裹。