本文關鍵詞：機械鍍鋅形層機理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

械合金化(以)中物理化學變化來研究、分析了機械鍍鋅鍍層的形層機理。論文借助金相顯微鏡、體視顯微鏡、目測等觀察鍍液中金屬鋅粉在鍍液環(huán)境中的存在狀態(tài)，金屬鋅粉的分散聚集過程，金屬鋅粉(團)的沉積規(guī)律，分析了金屬鋅粉、沖擊介質(zhì)、鍍件和鍍液之間的相互作用，找出金屬粉末的吸附沉積規(guī)律。討論“先導金屬”及表面活性劑的作用，提出理論解釋。結(jié)束了以前國內(nèi)外對機械鍍鋅形層過程簡單解說的局面。論文觀測了金屬鋅粉的變形程度，結(jié)合金屬鋅的臨界分切應力值，分析、討論機械作用力和鋅粉(或鋅粉藻團)之間的相互作用;得出機械鍍鋅鍍層鋅粉的變形規(guī)律;歸納出鍍層中鋅粉顆粒的變形機制。論文通過鍍層耐腐蝕性、附著性的試驗，并與其它鍍鋅層對比，就各項性能指標進行綜合分析。運用金相顯微鏡、掃描電鏡、牛津能譜分析等現(xiàn)代材料檢測手段，對鍍層中金屬鋅粉顆粒的形貌、相互結(jié)合、空間位置等進行觀察、研究。統(tǒng)計分析了工件的表層，鍍層的基層、中間層和鍍層表層的化學組成，建立了機械鍍鋅的鍍層結(jié)構(gòu)模型。論文對機械鍍鋅的定義提出了質(zhì)疑，從形層機理出發(fā)，根據(jù)機械鍍鋅形層機理所涉及的理論知識重新定義了機械鍍鋅，并將機械鍍鋅這一工藝做了較為合理的學科歸屬。由于機械鍍鋅形層機理所涉及的知識體系較為龐雜，液面下鋅粉吸附、沉積觀察的準確度難以掌握。所以本課題的研究中還有一些問題有待昆明理口二大學碩創(chuàng)七戈開究生學位士侖文一l一鍍鋅刃多層機理的月砰究摘要進行深入、定量的研究。愿本論文的研究工作能進一步完善機械鍍鋅工藝，指導實踐生產(chǎn)，促進機械鍍鋅工藝在生產(chǎn)中的推廣應用和發(fā)展。關鍵詞:機械鍍機械鍍鋅鍍鋅形層機理機械力化學昆明理日工大學不頁d忿不開鄉(xiāng)憶生學t立論文一11一鍍鋅開多層機理的研究ABSTRACTABSTRACT、Meeh而ealPlating，akindof“greenteelmology，，insurfaeeengineering，madeitsdebutinabout20yearsago.Withmanycharacteristiessuchaslowinzineandenergyeost，freefrompollutionandhydrogenembrimemeni，uniformincoatings，ithasbeenattachedinereasingimportancebythedevelopedeountries.ButthedeveloPmentofmeeh畫smofmech翻ealdepositedeoating15farbehindthatofProeessofmeeh耐ealPlating，whieheauseblindmanufac加ralaPPlieationofmeehaniealPlatingandhinderitsdeveloPmentandaPPlianee，Inallusiontothesefaets，面5thesis，starting誠thProeessofmech畫calPlating，andinrefereneetothetheoriesaboutPhysics，ehe而stryandmetallurgy，theProeessofmineralwhetting，而11runrnngandtheP勿siealehe而s仰aboutmeehaniealalloying，analyzedthemech如smoftheformationofmeehaniealdePositedeoating.

IJsingthemodemanalyzingmethodssuehasSEM，X一raydi價action，theStateofzinepowderinmeeh如ealPlatingliquld，theseParatingandeongregatingProeessof血epowderandthelawof血cPowderdepositionareobserved.Themut讓aleffeetbeb刀een乙ncpowder，glassbeads，叭icles，即dPlatingsltlnyareanal鄧edinthisthesis，thelawofadsorption一dePositionofmetalpowder，thefunctionofsurfactantandtheoretiealexPlanationaboutthemarealsoineluded，Whichendtheeraofs加PleexPlanationabouttheProeessofformationofmeeh耐ealdePositedcoating.Inthisthesis，thedistortiondegreeof左nePowdergralnwastested.Aftertheeritiealshe碩ngstressanalysis，thereeiProeitydiseussionbe七刀eenmachineandzinePowder，thedistortionruleofmeeh碗ealdePositedeoatingandthedistortionmech翻smofzinegrainwereeoneluded.Inthisthesis，theanti一eorrosionPerformanee，thebondingstrengthandPorositywerestudied.TheshapeandpositionofzinePowdergrainineoatingwereobservedandstUdiedthroughSEM，OM.Theehe而ealeomPositionofeoatingsuri池ee，artiesur丘‘eandmesosPhereweres七妓edandanalyZed.Aithesametime，thestrueturemodelwasalsobuiltuPinthisthesis.昆明理口二大學碩氣七毛開究生學亡立論文一111一械敏鋅天多層機理的籠開究ABSTRACTInthisthesis，theauthorqueriedthedefi正tionofmeeh翻ealPlatingandredefinedtheeoneePtionofmeehanicalPlatingaceordingtothemeeh耐smofthefonnationofmechanicaldepositedeoating.Thus，theProeedureofmeeh翻calPlatingwasattaehedtoareasonablesubjeet.BeeauseofthePartieularityandeomPlexityinobservingthePhenomenonofadsorbing一dePositing，therearestillsomeProblemswaitingforfortllerstu勿.It，smyhoPethattheresultseoneludedinthisthesiseouldeonsum-rnatethemeeh洲smofmeehaniealPlatingandPromoteitsapPlieationanddeveloPment.Keywords:meehan1ca1P1at1ng.meehan1ea1ga1van121ng.i呻aetp1at1ng.peenp1at1ng.21nceoat1ng.meehan1ea1dePos1t1on.mechanoehem1stry.昆明理口二大學周丙d匕花開究生學位論文一IV一鍍鋅月多層機理的籠開究第一章第一章機械鍍鋅的應用、發(fā)展和研究現(xiàn)狀1.1機械鍍鋅簡介1.機械鍍鋅機械鍍是19世紀40年代末，50年代初由M娜landBalt而ore市Tainton公司的ErithClayton發(fā)明的一種涂鍍工藝。機械鍍在工業(yè)生產(chǎn)中的成熟應用是近20年的事情【”。從嚴格意義來講，機械鍍分為干性機械鍍(dry而pactplating)和濕性機械鍍(wetimpactPlating)。鑒于論文內(nèi)容，干性機械鍍的詳細內(nèi)容這里不做介紹。本論文所述機械鍍?yōu)闈裥詸C械鍍(以下稱為機械鍍(meehaniealplating或meehaniealgalvanizing或peenplating或i哪aetPlating))。機械鍍(當鍍層厚度小于25urn時稱為mechanicalPlating，當鍍層厚度大于25um、小于110uln時稱為meeh耐calgalv儷zing)是在鋅粉及分散劑、促進劑、液體介質(zhì)等化學物質(zhì)存在的條件下，利用沖擊介質(zhì)(如玻璃珠)沖擊碰撞鋼鐵制件表面而在制件表面形成鍍鋅層的表面處

理工藝〔2〕。典型的機械鍍鋅工藝是把經(jīng)過鍍前處理的零件放入機械轉(zhuǎn)動的滾筒中，加入水和沖擊介質(zhì)(玻璃珠)，轉(zhuǎn)動滾筒形成一個具有碰撞和搓碾作用的流態(tài)環(huán)境。根據(jù)預定的鍍層厚度加入鋅粉和藥劑，在化學和機械碰撞的共同作用下使零件的表面形成鍍層。2.機械鍍鋅工藝流程機械鍍鋅的典型工藝流程簡介如下，工藝流程圖見圖1一1。1)清洗:除油、蠟后，如酸洗除銹、漂洗。2)裝料:清洗后的工件裝入滾桶中，加入玻璃丸和水，水量一般以保持水區(qū)為巧一20厘米。3)打底:加入初酸，使PH值1一2，加入第一次鋅粉的1/3，加入Ps或C液，轉(zhuǎn)動4一5分鐘后，所有被鍍表面應為銀亮色。4)增厚:加入活化劑A，以后按欲鍍的厚度分次加入Zn粉和B液，每次轉(zhuǎn)動3一5分鐘，過程中應保持pH值1一2，否則加入硫酸調(diào)整。5)強化:最后一次Zn粉和B液加入后2一3分鐘，加入適量的PS或C液，轉(zhuǎn)動1一2分鐘后加入適量的水(淹沒玻璃丸)，再轉(zhuǎn)動3一5分鐘后即可出料。昆明厭里J二大學石頁d二不開究生學位論文一1-械鍍鋅天多層機理的研究第一章玻玻璃珠脫脂脂脂準準準.工件脫脂脂備備備備備備備備備備備備備備備備備，，}}}}}工工工工作作作作作作作作作作作作作作作作作清清水洗干凈凈凈凈凈.工件酸洗洗玻璃用珠回硫硫酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸酸打打打打打打打打打鋅粉(第一一底底底底底底底底底’次加入量量CCC液液液液液的1/3)))...……鍍鍍鍍鍍鍍鍍鍍鍍鍍鍍層層層鋅粉粉保保持性性性增厚厚厚厚厚厚活活化劑劑劑劑劑劑劑劑劑劑沉沉沉沉沉沉沉沉沉沉沉沉積性性’’’’活化劑劑可可選擇鈍鈍鈍鈍鈍化化化化化化、染色等等CCC液液液液液液液液液液后處理理強強強強強強強強強化化化化化化化化化化化水水水水水舀圖1一l國內(nèi)機械鍍鋅典型工藝流程1.2機械鍍鋅設備機械鍍鋅設備的主要功能是提供機械碰撞力和使混合料液形成合理的流態(tài)。如果把工件、玻璃珠、水、金屬粉和添加劑視為一個流體，則機械鍍設備應滿足以下功能t3，:1)造成工件與玻璃珠的碰撞和搓碾運動。2)使流體處于被攪拌的混沌狀態(tài)，避免金屬粉、添加劑和工件形成按質(zhì)量和粒度的偏聚分布。3)具有裝卸料的功能或便于裝卸料。昆明理J二大學碩士研究生學位論文一2-鍍鋅天多層機理的研究第一章1.國外機械鍍設備因為國外的機械鍍發(fā)展比較早，從最初的簡單笨重型發(fā)展到現(xiàn)在的復雜、自動化型成套設備。設備的主要組成有:滾筒、電機、液壓裝置、控制板、輸送帶、分離器、介質(zhì)處理系統(tǒng)、鈍化槽

、干燥器。其功能比較完善，但是其價格比較昂貴，整套設備約17萬美元。2.國內(nèi)機械鍍鋅設備雖然國內(nèi)的機械鍍發(fā)展較晚，但是機械鍍鋅設備的發(fā)展比較迅速，從最初的蹺蹺板式到現(xiàn)在的專用設備的過程中也開發(fā)研制了多中機型。96年針對國內(nèi)的工廠情況，昆明理工大學研制出通用型機械鍍設備(JDXIOO一2)，在7個廠家運行幾年來得到用戶的好評。主要組成有:滾筒、電機、控制板。針對我國的基本國情，現(xiàn)在專用的機械鍍鋅設備沒有工件分離、干燥、介質(zhì)的回收、物料的加入、鈍化等配套設施;這些可根據(jù)客戶的需要隨時配置。1.3機械鍍鋅的形層機理機械鍍鋅的形層機理至今國內(nèi)外還沒有公認的解釋。國外的研究者認為:形層過程是由比欲鍍金屬(例如鋅)更惰性的金屬離子還原，引導欲鍍金屬粉的沉積，隨后在沖擊介質(zhì)的碰撞作用下“冷焊”(coldwelded)到工件的表面上〔‘〕。簡言之，鍍層形層的原理是由金屬離子的還原沉積并攜帶金屬粉沉積，，加之機械碰撞而形成緊密的鍍層。基于上述原理將加入的藥劑分為保持性和沉積性兩類活化劑。國內(nèi)研究者們認為機械鍍的形層過程首先是金屬粉在鍍液中富集成小團，進而吸附和沉積到工件表面上，在機械碰撞的作用下緊實變形最終鑲嵌成層。過程可以簡化為:富集一吸附沉積一緊實變形一鑲嵌成層〔5]。富集主要由金屬離子還原引起;吸附沉積是因為工件表面和鋅粉團兩者間的電位差而產(chǎn)生;緊實變形和鑲嵌成層則主要依賴機械碰撞力。被鍍表面(包括新形成的)與金屬粉團始終保持不同的電位，還原性離子才可以攜帶金屬粉團在上面不斷沉積，這是過程的最關鍵環(huán)節(jié)。總之，機械鍍鋅的形層機理用傳統(tǒng)的沉積和結(jié)晶理論難于解釋，鍍層金屬的結(jié)合原理與近年發(fā)展起來的機械合金化(MechhacalAlloying)的原理有許多類似之處，這些都有待于進一步研究。昆明理二二大學碩士研究生學位論文一3-械鍍鋅天多層機理的研究第一章1.4機械鍍鋅鍍層的特點(1)無氫脆和退火軟化現(xiàn)象。機械鍍既不會向電鍍那樣產(chǎn)生氫脆，也不會向熱浸鍍那樣產(chǎn)生退火軟化現(xiàn)象。采用機械鍍的最大優(yōu)點就是避免了氫脆〔61。(2)優(yōu)良的防腐性能機械鍍鋅有著優(yōu)良的耐腐蝕性能，其防腐性能可以根據(jù)服役環(huán)境通過改變鍍層厚度而調(diào)整。鍍層容易合金化，通過鍍層合金化可以大大提高其防腐性能。(3)所用原料無毒性、環(huán)境易治理、可實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。機械鍍鋅所用原料是普通的化工原料，無毒，無刺激性氣味。不象電鍍鋅和熱浸鍍鋅那樣，嚴重威脅操作者的身心健康。機械鍍鋅完全在室溫

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