1、国内机械镀锌初期研发与应用

国内机械镀锌工艺的技术文献报导，最早由上海开关厂的吴载昌工程师发表于《材料保护》1975年第六期，文章题目为“机械镀”：到目前，应用于生产的报导，基本上是机械镀锌技术。在生产实际应用上，上个世纪八十年代中期，由香港引进机械工业镀锌滚筒设备及化学原料在广州水暖器材厂进行玛钢管件的机械镀锌，为国内机械镀锌工艺技术工业应用的开始。我国的机械镀工艺技术的自主研发是从二十世纪年代的中、后期开始的，这得益于改革开放后与世界工业交流的启迪。

2、国内机械镀锌工艺打桩水平的基本定位

国内从1989年在天津及其它地区开始把国内自主研制的机械镀锌工艺技术应用在工业零部件上，如：碟形弹簧、制钉、玛钢管件等；但当时的机械镀锌滚筒设备仅为单一转速，工艺技术在国内尚无标准依据、技术水平定量控制并不完善：在此条件下，进人工业应用市场，违背市场发展规律，所以，这一时期的机械工业镀锌工艺的技术水平与生产应用基本处于踏步不前状态，这表现在玛钢管件行业应用机械镀锌较为突出，究其原因，机械镀锌生产的应用，参照热浸镀锌技术标准的考核，从硫酸铜试验次数要求、厚锌镀层结合力、镀层表面光亮度、厚镀层的韧性等，在批量生产上均表现为重现性不稳定。这就是当时的机械镀技术特有的定性、定量工艺控制技术仍未达到产品质量要求的技术水平。

工业市场的需求是引领技术发展的动力，由于机械镀锌零部件产品的出口需求增加、机械镀工艺特有的技术功能，如对高强淬火钢零件的镀锌无氢脆危害、对使用滚镀方法的工业零部件镀厚锌要求时，采取机械镀锌替代热浸镀锌具有的综合的竞争优势，推动了国内机械镀锌的较快发展；从二十世纪90年代中期开始，国内机械镀锌工艺技术有了长足的发展：体现机械镀锌新技术水平应用的有，如经淬火的硬质射钉产品的稳定批量出口，单件重量1.3kg、50um以上镀层厚度的40Cr高强度钢螺栓产品的质量合格出口，证明国内机械镀技术工业应用与国外技术水平的拉近，这时的机械工业镀锌工艺可人为控制50~70um、硫酸铜试验通过4-6次，并且镀层韧性优良，这三个技术指标的应用控制，确保了采用的机械镀锌产品的户外长期防腐能力不低于热浸镀锌。同时国家机械工业局2000年1月1日颁布实施机械工业行业技术标准：“钢铁制件机械镀锌”(JB/T8928-1999)。入20001年，随着淬火钢五金零件机械镀锌产品出口的增长，外商要求产品镀层表面亮度的质量，要与国内从美国引进的机械镀锌技术所生产的产品、达到表非面装饰的一致性，针对这种情况，由国内自主技术基础研发机构，在原机械镀锌工艺基础的平台上，通过创新、在所用原料完全产化的条件下，使国内机械镀锌生产的产品与发达国家生产的机械镀锌产品，达到了一致的镀层质量水平。

1、机械镀锌铁主要工艺流程

零件前处理、除油、除锈（可线下处理）→水洗→闪镀置换铜→水洗→机械镀锌沉积过渡底层→机械镀锌沉积→水抛光→零件倒出分离→热水洗（或按要求零件表面铬钝化、浸相关保护层）→甩干并烘干→检测验收。

2、零件前处理、除油、除锈

对普通件，可按表面处理常规方法，但对高强钢基体零件的除锈、除氧化皮，尤为注意，因为不能较长时间采用含氢离子的强酸性化学材料对零件表面进行除锈及除氧皮，这样处理会对零件钢基产生一定渗氢影响，所以，应采用机械法来解决：如喷沙、振动光饰、抛丸工艺等。

3、闪镀置换铜

置换铜层无厚度要求，但要完全覆盖零件基体表面，它的作用是：提高镀层结合力、有利于镀层表面状况的均匀性、阻挡工艺过程产生的氢对基体的渗入。另一作用发现，因为铜层具有良好的电导，相同锌镀层厚度的机械镀锌零件与渗锌零件同在盐雾箱进行试验考核比较，在盐雾试验达到11个周期时，发现由于盐雾水流的冲刷，渗锌零件的棱角处批量件出现红锈，而机械镀锌棱角处虽然已见露基体，但批量六件均不产生红锈：这是由于置换铜层的电阻小、电子导电畅通，保证了铁基体正常的电化学阴极状态，所以，该置换铜层对机械镀锌镀层结构的电化学防腐能力尤为重要。关于内镀置换工序，美国机械镀锌的通用技术标准，指定的ASTM—B695—91,就有内闪镀置换铜工序的技术要求：而我国国家机械工业局2000年1月1日颁布实施的“钢铁制件机械镀锌”、机械行业标准（JB/T8928—1999）对机械镀锌工艺中的置换铜层不作规定，对此：可按供、需双方的要求来确定。

4、机械镀锌沉积过渡底层

这一工序是针对置换铜层而言，实施步骤是定量的机械镀锌专用引发剂和少量的渡覆锌粉加入滚动的渡筒内，滚动3—5min就可以形成使原来零件基本的铜层转变为银灰色的复合镀锌层。该镀锌层质量的优劣将影响后续加厚渡层的韧性与渡层结合力。

5、机械镀锌沉积

定量分批次加入沉锌引发剂、渡层厚度要求韵锌粉可在15cm—30min定成此工序，达到工业零件要求的防腐镀锌层厚度。

6、水抛光

机械镀锌粉表面为非镜面半光亮渡层，水抛光工序就是机械镀锌的引发剂及锌粉后。镀筒继续转动，使零件镀层表面达到均匀光亮的银白色表面，一般需要转动5—10in，虽然该镀层达不到电镀具有的镜面光泽、但表面的光滑、光亮度要优于热浸镀锌层。水抛光的镀筒转动时间有一个极大值，超过特定的极大值时锌镀层将有一定程度的切削破坏。

7、零件表面铬钝化

机械镀锌层，特别是在最初条件下，在潮湿的空气中，易在镀层表面产生白色腐蚀物，必须通过透明铬钝化、黄色铬钝，使所形成铬的钝化膜防止白色腐蚀物产生。

8、检测验收

机械工业镀锌厚度、镀层质量，取决于工艺操作、工艺配方及工艺定性、定量的规范控制：所以镀层质量的检测认定尤为重要，合格的检验结果将指导机械镀锌工艺对不同零件批次量的正确生产。

镀层厚度的测量方法主要有：楔切法，光截法，电解法，厚度差测量法，称重法，X射线荧光法，β射线反向散射法，电容法、磁性测量法及涡流测量法等等。这些方法中前五种是有损检测，测量手段繁琐，速度慢，多适用于抽样检验。

X射线和β射线法是无接触无损测量，测量范围较小，X射线法可测极薄镀层、双镀层、合金镀层。β射线法适合镀层和底材原子序号大于3的镀层测量。电容法仅在薄导电体的绝缘覆层测厚时采用。

hardness of electrodeposited coatings

电镀层抗机械作用如冲击、刻痕、划伤的能力。

可通过显微硬度试验测量。其原理是利用仪器所附的金刚石压头加一定负荷，在被测试样表面压出压痕，用读数显微镜测出压痕的大小，经计算求镀层硬度。

显微硬度试验有布氏法、维氏法和努氏法。维氏法测得的结果受基体和所加负荷的影响较小，故经常采用。努氏法对薄镀层硬度的测定灵敏度较高，也常采用。

也可以采用超声波硬度计来进行硬度测量,这是便携式的测量方法，速度快、效率高。

电镀锌可获得任意厚度的锌层。

镀锌钢丝绳的捻制。 从理论上讲，镀锌钢丝绳的捻制与普通圆股钢丝绳相同。但根据钢丝绳使用的工作前提，对原料钢丝的锌层厚度有不同的要求：直径0.25.0mm特号和I号镀锌钢丝绳钢丝，镀层厚度可分为3组：薄镀层组上锌量为15135gm2用于轻度侵蚀前提；中镀层组上锌量为60200gm2用于中等侵蚀前提；厚镀锌组上锌量为75260gm2用于严峻侵蚀前提。而热镀锌上锌量最高值也不外593gm2目前实用的电镀锌上锌量可达1200gm2。

用电堆积的方式获得镀层，电镀锌是通过外加电源。获得的镀层是由细密的纯锌晶粒所组成。一般电镀锌层上锌量也可达750gm2当镀锌钢丝呈螺旋状环绕纠缠在直径为钢丝直径5倍或10倍的芯杆上时，锌层不应脱落或开裂。对镀锌层的耐侵蚀能力，也应做相应的检修。

为确保钢丝绳的质量，钢丝镀锌层外表应平滑、完整、平均和牢固。热镀锌会降低钢丝的力学机能，要求强度高及耐侵蚀性高的镀锌钢丝绳，多采用电镀锌钢丝捻制。热镀锌是靠物理的热扩散作用形成镀层，首先形成铁一锌化合物，接踵在铁一锌化合物外表天生纯锌层。镀锌钢丝绳的镀锌有两种方法—多线连续热镀和电镀。

镀锌钢丝绳的单丝，规定有锌层重量、硫酸铜试验次数与时间，并注明执行的标准。如：GB/T8918—1996中，对直径>0.55～0.6mm的镀锌单丝按表3规定，且分别按GB2973—91和GB2972—91，GB2973—91试验方法进行。而日本标准JISG3525中仅规定锌层重量，对于直径0.5～0.8mm锌丝按表4所列要求，且按JISH0401试验方法。

物理性能检验

(1)力学指标　①总合破断力：指整绳的破断拉力，分为三种：a.理论计算破断拉力(Fr)：等于钢丝绳的真正截面积gm与钢丝公称强度σ2的积：Fr=gmσ2；b.实测破断拉力(Fe)：等于绳中全部单丝实测破断力的总和：Fe=∑f;c.实际破断拉力(Fw)：等于整根绳实际拉断时的力。在各国标准中列出的为Fr，检验时所得到的为Fe或Fw或两者。这是一个重要的力学指标。　②单丝抗拉强度：一般指公称强度，是决定整绳实际力学特性的重要基础之一。单丝的实测强度同公称强度的差异，各国标准中都明确订出，有严格控制。如德国标准只允许一定的范围正差，见“7.常用标准”(19)。　③单丝扭转、反复弯曲、缠绕或打结，均系塑性与韧性方面指标。对保证整绳的力学 性能都有重要作用，一般标准都有规定。应注意以上力学指标，各国标准中规定的检验项目不同，如我国与德国对单丝规定有：强度、扭转、反复弯曲(打结)；而日本标准则规定：强度、扭转、缠绕。其次同样尺寸和强度级别的单丝，光面与镀锌的力学指标规定也有所不同，如中国标准，见“7.常标准”(2)所列。

(2)检验各力学指标的检验，均据各标准中列明的试验方法，见“7.常用标准”中所列。表5与表6分别为中国与德国标准〔“7.常用标准”中(2)(19)〕中部分直径范围的单线扭转、反复弯曲的规定。