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机械镀锌工艺在油箱体内表面的应用试验

放大字体  缩小字体发布日期:2012-06-27  浏览次数:687
核心提示:机械镀锌工艺多年来一直被用于加工结构简单、尺寸小的五金件的表面防护,而对于箱体结构很少见过报道。

机械镀锌工艺多年来一直被用于加工结构简单、尺寸小的五金件的表面防护,而对于箱体结构很少见过报道。挖掘机用油箱属于尺寸较大的箱体结构,根据国外客商的要求对其内表面进行镀锌保护,从而达到腐蚀防护目的,以提高油箱的使用寿命。目前挖掘机油箱的制造工艺为:电镀锌板下料→冲压→焊接成型→清理,由子锌的沸点是907℃,焊接过程造成焊缝区及热影响区钢板表面镀锌层汽化,钢板表面氧化,油箱在使用前就已发生严重腐蚀。若采用钢板焊接成型后再进行电镀锌,需要在箱体中灌人镀液,插人阳极,由于仅有一个直径150mrn的孔可以利用,阳极的放置和分布均存在问题,此外箱体内充满镀液,反应生成的气体难以逸出;采用热浸镀则由于油箱尺寸和结构的原因,箱体浸人锌池后锌液的进入与倒出都很困难,并可能会发生爆炸(按热浸镀的工艺要求工件不能是封闭或近似于封闭体)。另外该箱体锌层厚度要求为8-15μm,而热浸镀锌层厚度一般为50-125μm,锌层厚度不易控制;如果采用热喷涂.也会因箱体结构的原因使得操作十分不便.使镀层质量难以保证。针对以上情况,本工作采用钢板焊接成油箱再进行机械镀锌的工艺方法,取得了较好的效果。2挖掘机油箱及机械镀锌设备2.1挖掘机油箱

油箱采用3.3mm的Q235热轧钢板。箱体结构见图1.2,种油箱尺寸为:723×688mrn×7rnm

机械镀锌设备应具备以下主要功能;

1〕提供机械碰撞力和使混合料液形成合理的流态运动,造成工件与玻璃丸的碰撞、搓碾和摩擦运动。

2)使工件翻滚或自旋,随时改变所处的位置,使流体处于被搅拌的浑沌状态,避免金属粉、添加剂和工件形成按质量和粒度大小的偏聚分布。

3)具有装卸料功能或便于装卸料.

针对挖据机油箱的结构,其机城镀锌设备设计的基本思路二是:在设备上设里一个能嵌人油箱的矩形框架,使油箱既作为镀捅又作为被镀件。为了保证油箱的6个内表面都能完整施镇,设备在运转过程中须使油箱内的混合浆液的流态呈三维旋转运动。

3.1镀前处理

为了清除油箱镶获表面的油污和焊缝及热影响区的氧化物和焊渣,在机械铰锌前进行脱脂和酸洗处理,工艺方法见表1。


 3.2镀锌

挖掘机油箱内表面机械被锌的工艺流程:

上机→装水、玻璃珠→调整施镀环境→镀锌→倒出水、玻璃珠→冲洗→干燥→清洁→检验

(1)上机:将前处理合格的油箱装人镀锌设备的框架中,并夹紧牢固。

(2)装水、玻璃珠:将一定量的自来水和玻璃珠(100-150kg)加人油箱,

(3)调整施被坏境:加入一定量的无机矿物酸,调整油箱内的pH值到1.5一2。

(4)镀锌:采用少锡盐沉积工艺,包括预镀基层和镀层增厚两个阶段:

a.预镀基层;加人少量的锌粉和沉积剂(主要成分是锡盐》,约5min即可在油箱内壁工件表面上形成一层锌锡基层。

b.镀层增厚:加入长效活化剂A(主要成分是表面活性物质)。为锌粉的沉积提供一个活性环境,然后加人超细锌粉和沉积剂B(主要含有金属离子M2+),3~5rnin后加人清水,进行约3~5min的滚光强化。

(5)出水、玻璃珠:将油箱内的水和玻璃珠从油箱口倒出。

(6)冲洗:加水冲刷油箱的内表面,

(7)干燥强化:将油箱从被锌机上卸下,放人烘箱,将油箱内壁的水分烘干,并在150℃左右保温1h。强化镀层.

(8)清洁:用吸尘器将油箱内部的残留物(玻璃珠等)吸出。

(9)检验:用光照,肉眼观察油箱内壁是否有漏镀,用手指触摸镀锌层表面,检验镀锌层的致密度和均匀性。抽样剖开检查镀层的均匀性和耐盐雾性能。

机械镀锌镀层是由超细金属锌粉相互堆积、镶嵌而成,表面成银灰色,且有细微的凹凸起伏。没有电镀锌层那样的光滑和细致。镀层无起皮、无夹杂、无结瘤、无气孔及其它影响镀层外观和性能的缺陷。油箱内壁整体镀层均匀〔经涂层测厚仪侧试6个内表面的厚度在10-13μm之间),无漏镀现象发生。而电镀锌板制作的油箱,锌层在制作过程中难免会有损伤〔划痕、剥落),特别是焊缝及热影响区部位锌层的烧损,致使油箱内璧整休镀层不完整,甚至造成短时间内焊缝部位腐蚀生锈。

4.}镀层性能比较及分析

  

表2的10项内容对比表明,镀锌层的划线、划格、拉力和剥离、浸油等5项性能无明显差别,表明热轧板镀锌层的耐油性、结合强度等与电镀锌层性能相当。但是焊缝处的耐蚀性显著优于用镀锌钢板制作的油箱,这是由于:

(1)镀锌层的防护作用可以用阻挡作用、电化学保护两种机制解释:阻挡作用要求锌层完整地覆盖于钢铁表面,电化学保护是以锌作为牺牲阳极对钢铁起到保护作用。而镀锌板焊接的油箱则由于焊缝及热影响区锌层的气化,使得铁基失去锌层的两种保护作用,并且锌的气化增加了焊缝缺陷(气孔、夹杂等),从而造成腐蚀现象的发生。另外,油箱体的焊缝将会产生焊接应力,焊缝区易发生应力腐蚀和缝隙腐蚀,采用机械镀锌,碰撞介质的多次小能量冲击可以松弛焊接应力。因此,内表面采用机械镀锌的油箱,其防腐性能优于镀锌板焊接翻作的油箱.

(2)中性盐雾实验(NSS)、大气暴露试验。结果表明:对于箱体内表面的防腐蚀,机械镀锌有着镀锌板无法可比的优搜性。

(3)箱体内壁锌层保护面积率采用公式〔S内-S腐)/S内进行计算,计算结果表明:机械镀锌可以对整个箱体内壁完全保护。

镀锌板油箱捍接时,由于焊接参数不易控制,质量不稳定,焊接一段时间后,焊枪上产生锌层,影响焊接质量;焊接造成焊接部位的防腐蚀性能遭到破坏,使得镀材的整体性能不一致。另外锌层的熔化与蒸发会导致焊缝产生气孔和熔渣。国产热轧板焊接后内表面采用机械镀锌的油箱则不会出现上述问题.

另外生产中对油箱外表面需进行喷涂处理,但是电镀锌板表面光滑,涂膜与锌层结合力较差,而热轧钢板在硕涂前进行了磷化处理甲磷化膜的多孔性能可明显改善涂膜的结合力.使涂膜不易脱落;同时磷化膜具有绝缘性,可以防止锈蚀从被破坏的局部扩展开来,抑制磷化膜不腐蚀。


 

 

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