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螺丝防蚀处理 (三)螺丝镀锌

  

螺丝镀锌

  因锌与其他电镀用金属相比,价格最廉,且锌之耐蚀性在多数情况下远优于钢铁,镀锌层能保护在不连续部分、小孔、破裂及切边处露出之钢铁。所以一般的螺丝或易遭受大气腐蚀作用的螺丝大都镀锌,但螺丝不像板或棒那样形状无变化或表面平滑,因此镀锌层的厚度在各部位难得均匀,常成头部最厚,螺纹山前端其次,螺纹谷最薄。为了配合螺丝之大量生产,降低成本及提高产量,通常采用电镀法成桶镀锌的方式,此法是从桶架的电极使电流通入桶内的导线,而导线与螺丝接触而导电,同时桶转动而搅拌螺丝,使螺丝与电极均匀接触。然而此时电流断断续续,很难形成均匀之电流密度,故镀锌厚度也易不同。

  电镀镀锌可采用酸性电镀液及碱性电镀液两种,酸性电镀液以硫酸锌为主要成份,价廉且效率大,电镀速度快,易于管理,也比碱性电镀液不易起氢脆性,但结晶稍粗,光泽不良,均镀能力差。而碱性电镀液以氰化锌为主要成份,虽然价格较高,但均镀能力好,只要管理得当,即可得有光泽的镀层,若进一步施行铬酸盐处理,即可获得更光亮的镀层且耐蚀性优良。

  热浸镀锌也用于螺丝、螺栓及螺帽之表面防蚀,热浸镀锌的螺丝比电镀锌的螺丝有较佳之抗蚀能力,惟成本较高,且高强度之结构用螺栓不适用热浸镀锌,因镀层表面易形成硬脆,在高温或高负荷情况时可能发生断裂。

  镀锌层在腐蚀性环境中之耐久性与其厚度成线性关系,即镀层愈厚寿命愈长,但在含硫化物之工业区其防蚀性则较差,同时在海洋性及热带性气候中会产生大量自色腐蚀性产物,必须施以铬酸盐处理以防止之。在美国曾以膜厚0.03mm之薄镀锌试片实施试验,结果发现在乡下地区、滨海地区及工业区之平均寿命约为3:2:1,表示在污染之空气中,镀锌层最容易发生腐蚀现象,因为在工业区由工厂排放出的废气中含有许多硫氧化物(SOx)及氮氧化物(NOx)会破坏镀锌层。在滨海地区由于大气中存在有大量之盐结晶及液体微粒(氯化物)会造成金属腐蚀,且大气相对湿度之大小亦明显影响腐蚀速率。北京科技大学材料保护研究所亦曾在大陆不同地区作镀锌层之大气暴露腐蚀试验,试验期一年,结果发现腐蚀速率最高的是在大气中之SO2、氯化物(海盐粒子)含量最高且相对湿度最大之地区。其中大气相对湿度被认为是造成腐蚀的主要因素,而大气中污染物,特别是SO2及氯化物是促进腐蚀的主要因素。

  镀锌螺丝在生产、储存、运送过程中,其镀锌层可能发生泛白、变暗、发黑等现象,主要是镀锌层与腐蚀性介质及大气中水份、氧、二氧化碳接触发生腐蚀的结果。要防止此种现象,可在螺丝加工前尽量选用表面状态较好的材料,因在镀锌过程中,螺丝表面的缺陷容易使酸、碱、盐等腐蚀介质渗入其内,难以清洗导致腐蚀。于螺丝加工时要尽可能减少应力集中,因应力集中区域,很容易在酸洗除锈过程中产生腐蚀。螺丝热处理时要尽量减少氧化膜厚度,尤其电镀前必须澈底除去表面油污及锈蚀物并适当控制酸洗除锈时间,以免影响电镀之品质。电镀之操作要注意选用良好深镀能力之镀锌溶液,加强槽液维护管理,妥善控制电流密度及添加剂用量。电镀后时须澈底洗净,以消除电镀液和有机物对镀层的危害,另外要尽量缩短螺丝在大气中的暴露时间,尽快进行封存处理。要合理选择包装材料,避免使用与锌不相容之塑胶制品,包装以金属材料如镀锌铁皮最好,包装箱内可放入适量之干燥剂以降低箱内湿度,库房的相对湿度要降低及防止有害气体侵蚀。

  目前市面上一种名为LONGZINC(达克锈)之金属表面处理,适用于螺丝及螺帽。其处理方式是将已脱脂及除锈的螺丝螺帽浸镀于达克锈防锈剂槽中或使用喷镀方式在金属表面形成锌与价铬化合物之保护膜,并予以烘干,冷却后再重复处理一次,所得膜厚约58μ(,呈银灰色,依据厂商提供之资料显示具有良好之防锈、耐蚀特性。台塑麦寮厂将此称为烘覆型锌铬酸盐皮膜处理,曾于高强度钢构螺栓上试验,试验两年后效果不错。

  台湾镀锌公司亦曾与工研院材料所合作开发一种使用于螺丝之高耐蚀锌基合金镀层(锌铝合金),经台电公司安装于澎湖外岛之电线杆上进行耐蚀试验,已获得成功。在锌中加入铝可以提高镀层的耐腐蚀性能,当铝含量为30%时,锌铝合金的耐蚀性最佳,所以这类镀层之化学稳定性与耐蚀性比单独镀锌要好。

 

 
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