镀锌件的表面处理知识

1、什么是镀锌件

镀锌件通常的处理是热浸镀锌（Hot Dip Galvanising） ，它是钢结构重要的防腐蚀处理工艺，广泛应用于高速公路护栏、屋顶压型钢板、输电塔、电视塔、栏杆等等。

热浸镀锌即是把钢铁浸入温度达 440－465℃或者更高温度的熔化锌中进行处理的过程，铁基体与熔锌反应，形成铁－锌合金层覆盖在整个工件表面。镀锌表面有一定的韧性，可耐很大的摩擦及冲击，与基体有着良好的结合。

2、镀锌件的腐蚀产物

锌作为一种活泼金属，会空气中的氧气进行氧化反应。氧化锌在镀锌后 24－48 小时内就会形成，覆盖整个表面大约需要一年时间。在雨水、露水和高湿环境下，氧化锌会转化为氢氧化锌。最后的情形是氧化锌和氢氧化锌与二氧化碳形成碳酸锌。碳酸锌，是一种致密不可溶的物质，形成一种保护膜。氧化锌和氢氧化锌是可溶不致密的。它们松散地附着于表面，所以在氧化锌或氢氧化锌表面的涂料不能很好地附着。实际的问题是氧化锌，氢氧化锌和碳酸锌都是白色的，在镀锌表面形成钝暗的灰色外观，所以肉眼不能分辨出到底形成了哪种物质。

如果工件在装运时层叠放在一起，自由流动的空气不能进入，二氧化碳就不能与其形成碳酸锌。只有松散的氧化锌和氢氧化锌会形成。没有包装的镀锌件上面我们会看到松散的白色沉淀物，如果这种反应过程可以持续进行，它就使工件间的湿气与锌反应而消耗锌层。没有受到保护的钢板就会锈蚀， 在沉积物下面就会看到红锈。这种白色沉降物叫 “湿存污点” （Wet Storage Stain）。

厂家有时为在镀锌件会在表面涂上一层油，防止水汽和锌反应。另一种方法是铬酸或磷酸钝化。在水槽中冷却的钝化过程对其本身无害，但是钝化槽可能会有少量的油脂在表面，当镀锌件提离时，会附着于镀锌件表面。油漆对于铬酸钝化的表面是不能附着的，但对磷化表面却有着很好的附着力。如果镀锌工进行了很好预处理，可惜我们不知道是采用的哪一种。所以建议在镀锌前就咨询一下。

3、全面曝晒和长期使用过的镀锌件全面曝晒过一年，最好是两年的镀锌件，会全面覆盖着保护层碳酸锌。其表面处理的通常方法是淡冲洗97 bar (1,450 psi)，局部破损的修补也是有必要的。多年使用的镀锌件会看到有锌层缺陷，呈红棕色污点，可能会被人认为是锈蚀到了裸钢表面，而实际上热浸镀锌构件在其纯锌下面是锌－铁合金层，那些污点可能来自于该合金层。当然区分是锈蚀还是合金层是困难的。最好的方法是使用电子或磁性测厚仪， 因为镀锌层一般都在50－125微米， 如果不能测量出相应的厚度，说明产生了锈蚀。

对于锈蚀或露出锌－铁合金层的局部区域，可以进行局部打磨，有必要把周围的镀锌层也打掉一些以形成良好坡状过渡层。使用有机富锌进行修补是良好的手段。要得到最好的附着力，建议进行扫砂处理。

4、镀锌件的损伤修补

损伤的镀锌件可以用环氧富锌漆进行修补， 依据的标准是 SSPC Guide 14“使用有机富锌对镀锌和无机硅酸锌铁材的缺陷修补”。另一种有效的方法是使用冷镀锌产品，除了普通包装外，还有喷壶型包装。

5. 表面处理

有时对于氧化锌或氢氧化锌的初步处理可能是不彻底的，为了涂漆的良好的附着，有必要进行很好的表面处理。常用的方法有：磷化处理、丙烯酸钝化、磷化底漆、扫砂。

5.1、理磷化处理 Phosphating

磷化处理就是在在镀锌件表面用磷酸溶液形成不活泼的磷酸盐涂层。它可以轻微地蚀刻地表面防止氧化锌的产生。溶液可以浸，可以喷，或刷。留在表面3～6钟后再用水冲洗。在表面会形成黑色，所以很容易看到表面有否被磷化处理。涂漆前表面必须干燥。在镀锌后进行磷化处理要比在现场进行的质量可靠得多。如果要涂富锌底漆，就不宜进行磷化处理。

5.2、漆磷化底漆 Wash Primers

磷化底漆是一种用于中和表面的氧化物和氢氧化物的涂料，起到蚀刻镀锌表面的作用。常用的磷化底漆是聚乙烯醇缩丁醛（SSPC Paint 27）。它涂得非常薄，只有7–13微米[0.3 to 0.5 mil]，镀锌表面如果全部被遮盖掉，说明喷得太厚了，这会引起内聚力降低，导致漆膜撕裂。

5.3、化丙烯酸钝化 Acrylic Passivation

这是一种成熟的工艺，用酸性丙烯酸溶液对表面进行钝化并粗糙表面。厚度在1微米（(0.04 mils），实质上这是一种表面处理方法。在涂漆前，它必须干透。

5.4、扫砂处理

对于镀锌表面进行扫砂，是有些车间内进行的工作。扫砂必须非常小心，不能损伤过多的锌层。注意扫砂程序不要除去超过 10 微米的锌层。请参考下列建议：

a、磨料：氧化铝、硅酸铝、橄榄石和矿渣

b、莫氏硬度低于 5

c、粒度：0.2-0.5 mm

d、压力：2 - 3 bars

e、距离：300 - 500 mm

f、角度：30 - 60°

g、环境温度：20 - 25 °C

h、相对湿度：RH< 50 %

施工时间：喷砂后 1 小时内进行涂漆

6、镀锌件表面的油漆

很多种油漆都可以用于镀锌件，有时这种选择取决于表面处理。然而，有些涂料是不能用于镀锌件的，特别是油性类的醇酸漆。用于镀锌件最多的涂料是环氧涂料和水性丙烯酸涂料。环氧涂料有很多种。它们必须是专门用于镀锌件的才可选用。环氧在阳光下会粉化，所以面漆最好涂上脂肪族聚氨酯面漆，外观好又耐化学性。

水性丙烯酸涂料干燥很快。是很好的面漆又易于覆涂。然而，水性乳胶漆干燥虽快，但却要2～4周才会完全固化。因此在最初时期它们的附着力和耐磨性较差。对于新建结构来说，可能会产生搬运损伤。丙烯酸漆能直接涂在镀锌件表面，当然有磷化底漆打底更好。有些丙烯酸漆含有氨，如果ph值较高，就会使涂料剥落。如果镀锌件是埋在地下的，通常可以涂上沥青漆或焦油环氧漆。焦油环氧在扫砂处理或磷化底漆表面最好。环氧富锌漆，能直接涂上镀锌件表面。不过并非所有的环氧富锌漆都可以，请检查涂料产品说明书。

油性漆和醇酸漆不能用于镀锌层表面除非是特别的配方。因为锌是碱性金属，这样锌和油漆的基料就会皂化反应，有时加点水会有肥皂出来。皂化需要水汽，很好附着的漆膜只有水汽透过漆膜后，油漆才会脱落。经验表明，在室外6～12个月后，油漆才会剥落。有些醇酸可以用于镀锌件，比如加入一定的水泥可以防止皂化。