机械镀锌工艺的应用状况分析

　　机械镀锌作为一种新型的镀锌工艺正日益受到人们的欢迎，本文介绍了国内机械镀锌的研究，以及以三个厂家为例对国内镀锌工艺的应用情况做了说明。

　　1前言

　　从严格意义上来讲，机械镀锌有干性机械镀锌和湿性机械镀锌，干性机械镀锌在日本发展较快，现在太平洋沿洋各国和欧洲许多国家得到开发利用。本文所述机械镀锌为湿性机械镀锌（以下简称机械镀锌）。

　　机械镀锌是一种80年代末在美国发展起来并进人工业应用的表面处理新工艺，可用于替代热镀和电镀。机械镀锌是一种在常温常压下利用化学吸咐沉积和机械碰撞使金属粉在工件表面形成锌镀层的工艺。

　　典型的机械镀锌工艺是把经过镀前处理的零件放人机械转动的滚筒中，加入水和冲击介质（玻璃丸），转动滚筒形成一个具有碰撞和搓碾作用的流态环境。根据预定的镀层厚度加入锌粉和药剂，在化学和机械碰撞的共同作用下使零件的表面形成锌镀层。机械镀锌所用原料无毒性，环境易治理，可实现过程无工业污染，镀后无氢脆和退火软化现象，可满足高强度零件的使用要求，例如汽车的高强度紧固件、射钉和高强度环链。机械镀锌层的厚度可以根据需要通过加料量控制，例如美国的ASTM标准中机械镀锌的厚度范围为5～135um，我国机械部标准中为5—110um（11个等级），生产中可依零件的防腐蚀要求选择适合的厚度，实现防腐功能与生产成本的合理控制。此外，工艺的动作原理使得专用设备容易实现机械化生产和自动控制，许多工业发达国家在高强度紧固件和一些小五金制品上逐渐采用。

　　2我国机械镀锌的应用状况

　　我国的机械镀锌工艺发展稍晚，只有十几年的历史。目前国内在生产上应用的机械镀锌工艺主要有两种：美国工艺的转化型和昆明理工大学的工艺。80年代末期，广东、云南、天津和四川的几家科研单位对机械镀锌的工艺及理论进行了研究。1992年，我国**台完全由Pc机控制的机械镀锌机及其配套的工艺、原料在云南出台，由于其价格太昂贵，且当时人们对该技术没有一点认识，结果并没有在生产上获得应用，但它使人们意识到机械镀锌对传统镀锌工艺的挑战与此同时，国外公司的机械镀锌技术开始进军我国，但是因其设备、工艺原料价格太高（小型设备约40万元一套，且原料的购置费也高），原料的购买源不广泛，主要技术保密，其结果也是没有被国内的客户接受，只有一两个厂家引进该项技术，且运行状况不尽人意。以后的几年里，国内的几家科研单位分别研制除了自己工艺的机械镀锌工艺及设备。如天津的机械镀锌工艺，其产品表面光滑，镀样均匀美观，结合力强；但原料较贵（700—800元/T），且加料较难，因为化学药剂稍稠，锌粉必须均匀地撒在玻璃珠和工件上。因此其实际应用效果并不理想。山东的机械镀锌工艺发展也较快，但在实际生产中还没有得到很好的推广、应用。还有，象广东、北京的科研单位研究的机械镀锌工艺因各种原因也没有得到推广、应用。昆明理工大学研制的机械镀锌工艺是国内*成功的，其操作简便、工艺成熟，所有的化学原料实现国产化，设备的性能和价格也适合我国的经济发展水平；在工艺技术、镀件质量、设备功能及生产成本等方面在国际市场上具有较强的竞争力，已在国内多个厂家得到成功应用。

　　2.1机械镀锌工艺的应用情况

　　笔者有机会对国产的机械镀锌工艺及设备在几个转让单位的应用、适应情况进行了调研，调研单位有H省××厂（私营企业，以下简称为A），于2000年6月引进机械镀锌工艺及设备（JDX100—2型一台）；J省XX厂（私营企业，以下简称为B），于1999年l0月引进机械镀锌工艺及设备（JDX100—2型一台）；Z省xx厂（私营企业，以下简称为c），于2000年1月引进机械镀锌工艺及设备（JDX100—2型3台，JDX300—1型一台）。下面就国产机械镀锌的应用情况介绍一下，希望引起广大表面处理工作者的注意，促进我国机械镀锌工艺的发展。

　　总的来讲，机械镀锌工艺在三家单位的应用都很正常，达到了预期的生产、经济目标，没有出现“水土不服的现象但是，由于我国地域间的经济发展不平衡，以上各厂家的规模和待镀锌件的类别、来源的不同，又使得机械镀锌在工艺应用多少存在些差异。

　　A厂的机械镀锌主要是针对外来件的加工，加工件的来源多为私营企业，也有国有企业；加工件的种类主要有标准件，高速公路上的高强度紧固件，农用棚中的紧固、扣、环件。加工的*大件为60cm长的螺杆，*小件是3~4mm的小螺丝，所得镀锌层都非常令人满意。A厂建有机械镀锌的专用厂房，若再进一步加强管理、规划，可发挥机械镀锌工艺的潜能，提高产品质量和生产率。

　　B厂机械镀锌也主要是对外来件加工，主要是高速公路上的高强度紧固件、线路金具及邮电器件。机械镀锌和电镀在同一车间内进行，合理地利用厂房空间。若进一步规划，可以使机械镀锌和电镀锌相互补充，满足不同客户的要求，获得更好的经济效益。

　　C厂是专业生产链条的厂家，产品主要是承重链，也有部分锚链、防滑链。C厂生产规模较大，且用户对产品质量要求较高，这更显示了机械镀锌工艺的优越性。生产的链条主要是出口美国和欧洲一些国家，主要应用于海港、口岸的货物搬运过程中的乘重。用于机械镀锌的链条，大部分是自己生产的链条，其余的是外来的链条和一些小件；主要目的是在保证链条强度的前提下增加链条的抗腐蚀性能，获得优美的外观。机械镀锌车问管理完善。规划合理，劳动强度小、工作环境好、操作简单、生产效率高、镀锌效果佳，尤其是高强度链条机械镀锌受到美国用户的极高称赞。

　　三厂家机械镀锌工艺流程如下：

　　A厂：除油→酸洗→机械镀锌→烫干→包装

　　B厂：除油→酸洗→机械镀锌→晾干→包装

　　c厂：盘链→酸洗→机械镀锌→烘干→检验→包装→精包装（盘链这一步骤非常重要，它对*后的镀锌结果影响很大。）

　　机械镀锌的工艺过程变化不大，几家单位的稍微不同之处主要是在前、后处理阶段。

　　脱脂是一个表面处理领域令人头疼的问题。

　　A厂采用火烧。就是在燃煤上面放一块厚铁板，然后将工件放在烧红的铁板上在露天下烧。这样热量的利用率不高，且工件脱脂不均匀，铁板经常烧损，环境效益较差。脱脂效果远不如电炉加热脱脂，但相比之下，烧煤要比用电便宜得多若考虑自建一反射炉，既可以增大处理量。又可以避免以上各种弊端，增强脱脂效果。

　　B厂采用碱水化学脱脂。将配好的碱水、表面活性剂连同工件加入可转动的滚筒中，在化学反应和机械摩擦的作用下脱脂，效果不太佳，若采用80—90℃的热水配碱溶液效果较好。

　　C厂的前处理较为简单，因为编好的链条上投有油脂，可省去除油这一工序。外来的链条基本上没有油脂，即使有少量的油脂存在，在滚筒中加碱水一滚就掉了。