金属表面处理：热渗镀.pptVIP

实际生产中，理想的镀ZN温度一般在450±5℃，正常的镀ZN温度范围是430～460℃，而且锌液中添加有合金元素，合金层很薄。ZN液温度太低，ZN耗量大，而且镀层质量也不好，ZN液温度太高，达到或超过480℃,会引起合金层的快速生长，使镀层的附着力降低； 镀锌层的厚度，若无气刀控制，则取决于从ZN液中的抽出速度和ZN液温度，而与镀ZN时间无关，一般ZN层厚度随抽出速度增加而增加，速度过高，带出的ZN液来不及滴尽，会使镀层凹凸不平，速度过低则使纯ZN层太薄甚至消失，塑性降低。 * 6.4.3镀锌层的性能 渗锌是钢铁材料防蚀的一种最经济和最普遍的方法，他对在大气中使用的钢材的防腐蚀效果是十分显著的.它对钢铁的保护作用主要有两个方面: 1隔离作用：ZN在大气中容易生成一层致密、坚固、耐腐蚀的保护层，既减少了ZN的腐蚀，又将FE与外界隔绝。 2电化学保护作用：ZN的电极电位比FE负，ZN作为牺牲阳极保护了FE。 此外，渗锌层的硬度较电镀层为高，具有一定耐磨性，可用于在摩擦条件下工作的某些零部件。 * 6.2.4热渗镀速度 在渗镀的三个基本过程中，最值得注意的是进行最慢的那个步骤，或者说控制步骤，它决定了热渗镀的速度。实践证明：热渗镀过程的速度经常是由第一个步骤的速度或第三个步骤的速度所决定。一般来说，在渗镀的最初阶段是由第一个步骤，即产生渗剂活性原子的步骤来控制整个渗速的；当渗层具有一定厚度后，渗镀速度就改由第三个步骤，即原子的扩散过程来控制了，而第二个步骤，原子的吸附一般是较快的，它对渗镀速度影响不大。 * 影响渗镀速度的因素有： 1.渗镀速度受化学反应速度控制的阶段 ①反应物浓度：增加渗剂中反应物的含量，可以加快它们的化学反应速度，使渗剂活性原子浓度增大，从而加速渗镀的过程。但过多增加活性原子，则会使基体金属表面很快饱和，那些来不及被基体金属吸收的活性原子就互相结合，沉积在基体表面上形成沉积层，反而阻碍了渗镀过程的顺利进行，使渗速下降。 ②温度：温度对化学反应速度的影响特别显著。温度升高，反应速度加快，活性原子浓度增加，使渗镀速度升高。 ③活性剂：又称触媒。对反应速度的影响也很大，一般能提高渗速。如钢基体中渗Cr时，往往在渗剂中加入少量活性剂NH4Cl，以靠其分解出的HCl气体将钢表面氧化膜还原，从而使表面活化，达到加速渗镀过程的目的。 * 2.渗镀速度受扩散速度控制的阶段 对渗镀过程的速度经常起控制作用的因素还是扩散速度。就是说，除渗镀初始阶段的短暂时间外，渗镀的大部分过程都是受扩散控制的，其含义包括由渗剂活性原子向渗层内的扩散和基体金属原子通过渗层向外的扩散。因此，研究扩散速度及其主要影响因素对于了解渗镀速度是非常重要的。 * 渗入金属元素的原子在基体金属内部扩散的宏观规律，可用著名的Fick的两个定律。 对一维的稳态扩散过程（浓度及浓度梯度不随时间而变）可以用著名的Fick第一定律表示： ?????????????? J＝-D·dc/dx 其中：?? J-----扩散通量（G/cm2·s） ???????????? D------扩散系数（cm2/s） ???????????? dc/dx--------浓度梯度 第一定律表明：渗入金属元素在单位时间内通过垂至于x轴平面上单位面积的物质量J与该物质在x方向上的浓度梯度dc/dx成正比。 * 而实际情况一般是非稳态过程，对于这种情况,扩散过程可用Fick第二定律来描述。 对一维来说，Fick第二定律可写为： ?????????? 由扩散方程我们可以看出，影响扩散速度的参数主要有两个，即扩散系数D和浓度梯度 * 几个主要的影响因素为： ①温度：扩散系数D与温度之间的关系为：D＝D0EXP(-Q/RT)，可见扩散系数随温度升高而急剧增大。 ②晶体结构：原子排列越紧密，扩散时点阵畸变大，所需扩散激活能升高，扩散越困难（如在其它条件相同的前提下，体心立方的扩散系数要比面心立方大），此外，晶体结构的对称性越差，越易产生扩散的各向异性，降低扩散速度。 ③晶体缺陷：基体中的位错、空位和晶界等缺陷都是有利于扩散的。 ④基体合金成分：基体中的合金元素对渗入元素的扩散影响很大，有的促进扩散，有的阻碍扩散，甚至还影响到扩散方向。 ⑤渗剂金属原子浓度的影响：在其他条件相同时，基体金属表面渗剂金属原子的起始浓度愈高，表层与基体内部间的浓度差愈大，浓度梯度愈大，故使扩散速度增大，涂层增厚。 * 6.2.5多元共渗的特点 多元共渗：指同时或顺序渗入两种或两种以上元素的渗镀过程。如：CN共渗，Cr-Al共渗，CNB三元共渗等。由于多元共渗时渗入元素不止一种，所以他们之间在渗入时就可能相互影响，从而使多元共渗与单元共渗有一些不同的性质。 * 1.多元共渗对渗剂活性的影响 渗镀时，各渗入