本工藝為獨創(chuàng)的無機酸、鹽與復(fù)合表面活性劑活化工藝。加進由幾種表面活性劑合成的保持性活化劑，形成穩(wěn)定的沉積環(huán)境。隨后交替加進鋅粉,逐次增加厚度。由于活化劑活性高，保持時間長，使沉積過程穩(wěn)定快速，結(jié)合強度增加，是國外研究發(fā)展的比較成熟的工藝。所有的化學(xué)原料實現(xiàn)國產(chǎn)化，設(shè)備的性能和價格也適合我國的經(jīng)濟發(fā)展水平。因而機械鍍鋅產(chǎn)品，在原料的生產(chǎn)上具有資源上風(fēng)，工藝技術(shù)、鍍件質(zhì)量、設(shè)備功能及生產(chǎn)本錢等方面在國際市場上均具有較強的競爭力。 該項目獲美國FF-N-1058認證制程及質(zhì)量獲美軍方規(guī)格MIL-C8156及ASTM-5-695-82認證。

一、市場遠景分析：

據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)適合于機械鍍的產(chǎn)品有電力、交通、機械用的緊固件，水熱管件、射釘、水泥釘、環(huán)鏈等(每年約200萬噸)。目前實際應(yīng)用機械鍍的每年僅有1萬噸左右的產(chǎn)量，并以加工出口為主。隨著市場發(fā)展，對金屬表面處理的要求越來越高，機械鍍鋅必將在相當多種別的工件鍍鋅上取代傳統(tǒng)電鍍、熱鍍鋅工藝，而且產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家的五金產(chǎn)品逐步向高中檔產(chǎn)品發(fā)展，已將中低檔五金產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家設(shè)廠生產(chǎn)。與印度、韓國、越南等國相比，中國具有更大的市場潛力，這包括了國內(nèi)和加工出口市場，目前正逐步發(fā)展成為世界五金加工和出口大國。近年來隨著我國機械鍍鋅工藝技術(shù)的發(fā)展，國外委托國內(nèi)加工的量逐年增加，分布于四川、浙江、河南、河北及沿海各省?？梢姍C械鍍在國內(nèi)有著巨大的發(fā)展空間，再加上國外機械鍍鋅設(shè)備和原料昂貴(整套設(shè)備42萬美元)，工藝復(fù)雜，這些都為國內(nèi)機械鍍鋅工藝及設(shè)備創(chuàng)造了良好的發(fā)展機遇。

隨著人們的環(huán)保意識增強，以及環(huán)保法規(guī)的落實，傳統(tǒng)鍍鋅工藝技術(shù)的發(fā)展將受到限制，機械鍍鋅技術(shù)屬于“綠色”表面處理技術(shù)，因良好的社會和經(jīng)濟效益，機械鍍鋅工藝有極好的應(yīng)用遠景。

二、工藝簡介

機械鍍鋅所用的設(shè)備

機械鍍所用的設(shè)備主要功能是提供機械碰撞力使混合料液形成公道的流態(tài)。如把工件、玻璃珠、水、金屬(鋅)粉和添加劑視為一個流體，則主設(shè)備就滿足以下功能：

1、造成工件與玻璃珠的碰撞和搓碾運動。

2、流體處于被攪拌的渾沌狀態(tài)，避免金屬(鋅)粉、添加劑和工件按質(zhì)量和粒度的偏聚分布。

3、具有裝卸料的功能或便于裝卸料。

機械鍍設(shè)備具有調(diào)速的鍍筒，可翻轉(zhuǎn)以滿足不同位置裝卸料，滿足了機械鍍的動作功能。生產(chǎn)率為最大250公斤/小時。設(shè)備主要組成有：滾筒(采用液動系統(tǒng))、電機(動力部分)、控制板。

三、工藝特點：

1、鍍層均勻光亮，厚度可按用戶要求在5～100um內(nèi)可控制，輕易實現(xiàn)鍍層合金化。主要鍍種有：機械鍍鋅、機械鍍銅等。

2、在室溫下操縱，鍍件無鍍后氫脆，也無鍍后回火軟化現(xiàn)象。

3、當零件鍍層厚度相同時，耐腐蝕性可超過電鍍和熱浸鍍。鍍鋅層厚度相同時生產(chǎn)本錢低于電鍍和熱浸鍍。 4、機械鍍不像電鍍需要整流電源，也不像熱浸鍍需要加熱裝置。因此設(shè)備簡單、輕易操縱，占地面積小，耗能少，適應(yīng)性強，同時又可實現(xiàn)批量生產(chǎn)。在本錢上機械鍍有著電鍍和熱浸鋅不可相比的上風(fēng)。

5、操縱環(huán)境好，無高溫、粉塵、煙霧，鍍后廢水經(jīng)簡單處理即可達到排放標準，易實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

6、在同等產(chǎn)量時，所需職員比傳統(tǒng)鍍鋅行業(yè)少，且操縱有序，過程簡單。

四、應(yīng)用范圍：

機械鍍鋅應(yīng)用范圍比較廣泛，不但適用于五金產(chǎn)品，標準件、緊固件、制釘、五金小沖壓件、高強度零件的鍍鋅防腐，而且還廣泛應(yīng)用于機械、儀器儀表、市政建設(shè)、建筑建材、礦山冶金等。特別適用于戶外要求長期不銹蝕的建筑五金件、電力傳輸緊固件、彈簧鋼沖壓件、造船與橋梁緊固件。

機械鍍鋅產(chǎn)業(yè)應(yīng)用與上風(fēng)

機械鍍鋅鐵是一種與電鍍鋅、熱鍍鋅鐵、達克羅處理不同工藝過程的防腐鍍層，它的工藝特點是：室溫條件生產(chǎn)操縱、鍍層形成不屬于電沉積，是由裝載零件鍍筒的旋轉(zhuǎn)，使筒內(nèi)的零件介質(zhì)的相互碰撞、實現(xiàn)機械能傳遞來形成鍍層;鍍層結(jié)構(gòu)為微粒級球形鋅粉受機械力傳遞碰撞變形、成為扁平、碟形鋅顆粒的層狀疊加來凝聚為鍍層，這種結(jié)構(gòu)鍍層具有金屬鋅的基本物理特征，鍍層的功能作用是陽極性保護鍍層。工藝特性是：對高強鋼產(chǎn)業(yè)零部件不產(chǎn)生氫脆危害及小型可滾鍍零件的重防腐鍍層(25-110um)替換熱浸鍍鋅工藝具有產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的競爭上風(fēng)。

1.機械鍍鋅主要式藝過程

1.1 機械鍍鋅鐵主要工藝流程

零件前處理、除油、除銹(可線下處理)→水洗→閃鍍置換銅→水洗→機械鍍鋅沉積過渡底層→機械鍍鋅沉積→水拋光→零件倒出分離→熱水洗(或按要求零件表面鉻鈍化、浸相關(guān)保護層)→甩干并烘干→檢測驗收。

1.2零件前處理、除油、除銹

對普通件，可按表面處理常規(guī)方法，但對高強鋼基體零件的除銹、除氧化皮，尤為留意，由于不能較長時間采用含氫離子的強酸性化學(xué)材料對零件表面進行除銹及除氧皮，這樣處理會對零件鋼基產(chǎn)生一定滲氫影響，所以應(yīng)采用機械法來解決：如噴沙、振動光飾、拋丸工藝等。

1.3閃鍍置換銅

置換銅層無厚度要求，但要完全覆蓋零件基體表面，它的作用是：進步鍍層結(jié)協(xié)力、有利于鍍層表面狀況的均勻性、阻擋工藝過程產(chǎn)生的氫離子對基體的滲透。另一作用發(fā)現(xiàn)，由于銅層具有良好的電導(dǎo)，相同鋅鍍層厚度的機械鍍鋅零件與滲鋅零件同在鹽霧箱進行試驗考核比較，在鹽霧試驗達到11個周期時，發(fā)現(xiàn)由于鹽霧水流的沖洗，滲鋅零件的棱角處批量件出現(xiàn)紅銹，而機械鍍鋅棱角處固然已見露基體，但棱角均不產(chǎn)生紅銹：這是由于置換銅層的電阻小、電子導(dǎo)電暢通，保證了鐵基體正常的電化學(xué)陰極狀態(tài)。所以該置換銅層對機械鍍鋅鍍層結(jié)構(gòu)的電化學(xué)防腐能力尤為重要。關(guān)于內(nèi)鍍置換工序，美國機械鍍鋅的通用技術(shù)標準，指定的ASTM—B695—91,就有內(nèi)閃鍍置換銅工序的技術(shù)要求：而我國國家機械產(chǎn)業(yè)局2000年1月1日頒布實施的“鋼鐵制件機械鍍鋅”、機械行業(yè)標準JB/T8928—1999對機械鍍鋅工藝中的置換銅層不作規(guī)定，對此：可按供、需雙方的要求來確定。

1.4機械鍍鋅沉積過渡底層

這一工序是針對置換銅層而言，實施步驟是定量的機械鍍鋅專用引發(fā)劑和少量的鍍覆鋅粉加進轉(zhuǎn)動的鍍筒內(nèi)，轉(zhuǎn)動3—5min就可以形成使原來零件基本的銅層轉(zhuǎn)變?yōu)殂y灰色的復(fù)合鍍鋅層。該鍍鋅層質(zhì)量的優(yōu)劣將影響后續(xù)加厚鍍層的韌性與鍍層結(jié)協(xié)力。

1.5機械鍍鋅沉積

定量分批次加進沉鋅引發(fā)劑、鍍層厚度要求鋅粉可在15—30min可完成此工序，達到產(chǎn)業(yè)零件要求的鍍鋅層厚度。

1.6水拋光

機械鍍鋅粉表面為非鏡面半光亮鍍層，水拋光工序就是機械鍍鋅的引發(fā)劑及鋅粉都沖洗掉后。鍍筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使零件鍍層表面達到均勻光亮的銀白色表面，一般需要轉(zhuǎn)動5—10min，固然該鍍層達不到電鍍具有的鏡面光澤，但表面的光滑、光亮度要優(yōu)于熱浸鍍鋅層。水拋光的鍍筒轉(zhuǎn)動時間有一個極大值，超過特定的極大值時鋅鍍層將有一定程度的切削破壞。

1.7零件表面鉻鈍化

機械鍍鋅層特別是在最初條件下，在濕潤的空氣中易在鍍層表面產(chǎn)生白色腐蝕物，必須通過透明鉻鈍化、黃色鉻鈍化，使所形成鉻的鈍化膜防止白色腐蝕物產(chǎn)生。

1.8檢測驗收

機械產(chǎn)業(yè)鍍鋅厚度、鍍層質(zhì)量，取決于工藝操縱、工藝配方及工藝定性、定量的規(guī)范控制，所以鍍層質(zhì)量的檢測認定尤為重要，合格的檢驗結(jié)果將指導(dǎo)機械鍍鋅工藝對不同零件批次量的正確生產(chǎn)。

2.國內(nèi)機械鍍鋅初期研發(fā)與應(yīng)用歷史

2.1國內(nèi)機械鍍鋅初期研發(fā)與應(yīng)用

國內(nèi)機械鍍鋅工藝的技術(shù)文獻報導(dǎo)，最早由上海開關(guān)廠的吳載昌工程師發(fā)表于《材料保護》1975年第六期文章題目為“機械鍍”：到目前，應(yīng)用于生產(chǎn)的報導(dǎo)，基本上是機械鍍鋅技術(shù)。在生產(chǎn)實際應(yīng)用上，上個世紀八十年代中期，由香港引進機械產(chǎn)業(yè)鍍鋅滾筒設(shè)備及化學(xué)原料在廣州水熱器材廠進行瑪鋼管件的機械鍍鋅，為國內(nèi)機械鍍鋅工藝技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的開始。我國的機械鍍工藝技術(shù)的自主研發(fā)是從二十世紀年代的中、后期開始的，這得益于改革開放后與世界產(chǎn)業(yè)交流的啟迪。

2.2 國內(nèi)機械鍍鋅工藝技術(shù)水平的基本定位

國內(nèi)從1989年在天津及其它地區(qū)開始把國內(nèi)自主研制的機械鍍鋅工藝技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)業(yè)零部件上，如：碟形彈簧、制釘、瑪鋼管件等;但當時的機械鍍鋅滾筒設(shè)備僅為單一轉(zhuǎn)速，工藝技術(shù)在國內(nèi)尚無標準依據(jù)、技術(shù)水平定量控制并不完善：在此條件下，進人產(chǎn)業(yè)應(yīng)用市場，違反市場發(fā)展規(guī)律，所以，這一時期的機械產(chǎn)業(yè)鍍鋅工藝的技術(shù)水平與生產(chǎn)應(yīng)用基本處于踏步不前狀態(tài)，這表現(xiàn)在瑪鋼管件行業(yè)應(yīng)用機械鍍鋅較為突出，究其原因，機械鍍鋅生產(chǎn)的應(yīng)用，參照熱浸鍍鋅技術(shù)標準的考核，從硫酸銅試驗次數(shù)要求、厚鋅鍍層結(jié)協(xié)力、鍍層表面光亮度、厚鍍層的韌性等，在批量生產(chǎn)上均表現(xiàn)為重現(xiàn)性不穩(wěn)定。這就是當時的機械鍍技術(shù)特有的定性、定量工藝控制技術(shù)仍未達到產(chǎn)品質(zhì)量要求的技術(shù)水平。

產(chǎn)業(yè)市場的需求是引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的動力，由于機械鍍鋅零部件產(chǎn)品的出口需求增加、機械鍍工藝特有的技術(shù)功能，如對高強淬火鋼零件的鍍鋅無氫脆危害、對使用滾鍍方法的產(chǎn)業(yè)零部件鍍厚鋅要求時，采取機械鍍鋅替換熱浸鍍鋅具有的綜合的競爭上風(fēng)，推動了國內(nèi)機械鍍鋅的較快發(fā)展;從二十世紀90年代中期開始，國內(nèi)機械鍍鋅工藝技術(shù)有了長足的發(fā)展：體現(xiàn)機械鍍鋅新技術(shù)水平應(yīng)用的有，如經(jīng)淬火的硬質(zhì)射釘產(chǎn)品的穩(wěn)定批量出口，單件重量1.3kg、50um以上鍍層厚度的40