1、粉末滲鋅基本原理

　　粉末滲鋅基本原理是利用加熱狀態(tài)下金屬原子的滲透擴散作用，在溫度低于AC1和基體金屬沒有相變的條件下，將金屬鋅滲入鋼鐵材料緊固件表面，形成不同Zn-Fe比例的合金保護層（簡稱滲層或涂層）。粉末滲鋅表面合金化的主要目的是改善和提高鋼鐵材料緊固件表面的抗腐蝕、抗表面氧化及耐磨損性能等。

　　粉末滲鋅防腐蝕涂層技術(shù)是在傳統(tǒng)粉末滲鋅工藝的基礎(chǔ)上，利用添加復合材料（CeO2、粉末滲鋅La2O3、LaF3等）滲鋅劑所具有的特殊熱學性能（表面性能高、活性大、金屬原子擴散過程溫度低）和化學性能（擴散速率高，可實現(xiàn)金屬材料的固態(tài)擴散連接結(jié)合）等特性，而研發(fā)的可實現(xiàn)機械化生產(chǎn)并能提高產(chǎn)品性能的全面升級技術(shù)；同時可實現(xiàn)多元復合（鋅、鋁、鎘、鉻、氧化物等共滲）粉末熱擴散涂層防腐技術(shù)。

　　粉末滲鋅共有五層FeZn₇+Zn、FeZn₇、Fe₁₁Zn₄₀富鋅層、Zn在Fe中的固溶體和鋼材基體組成。若加上表面達克羅涂覆封閉耐鹽霧試驗時間可達1000 h以上。

2、粉末滲鋅工藝特點

　　①涂層厚度均勻性好且可以準確控制。涂層厚度只取決于工藝過程，與緊固件的形狀和不同位置無關(guān)。對形狀、復雜的緊固件如內(nèi)螺紋、盲孔、內(nèi)壁或凹槽等，通過控制規(guī)范即可獲得在20～110μm之間變化滲層，其厚度幾乎相同。

　　②涂層硬度高，耐磨損和抗劃傷能力強。粉末滲鋅涂層鋅鐵合金的顯微硬度一般為220～420HV0.2，是目前鋅涂層中最硬的。

　?、弁繉优c基體金屬的結(jié)合強度高。滲鋅涂層為擴散鋅鐵合金，涂層很難剝落掉，只有用化學方法才能去掉。涂層與母材的界面拉伸強度600～700MPa；表面層拉伸強度為300～350MPa。

　?、芡繉幽透g性強。尤其是適合海洋大氣、惡劣的工業(yè)大氣等多種環(huán)境，耐腐蝕性優(yōu)于熱浸鍍鋅、電鍍鋅。可抵抗小于1000℃的高溫氧化腐蝕。

　?、萃繉油扛残阅芎谩B鋅涂層與各種油漆和高分子涂層材料之間具有很好的附著強度。

　?、逎B鋅涂層無本之木氫脆的危害。加工溫度低，不影響緊固件構(gòu)件機械性能。粉末滲鋅溫度在320～500℃，不會影響高強度緊固件的力學性能。并且滲鋅技術(shù)為綠色清潔技術(shù)，生產(chǎn)過程沒有“三廢”排放，節(jié)約原材料。

　　表1　常用鋅金屬涂層性能對比

技術(shù)要求	電鍍鋅	熱浸鍍鋅	達克羅	粉末滲鋅
涂層厚度	鍍層薄，一般小于10μm	15～10μm，厚度不容易控制	一般4～μm，增厚困難	20～110μm，厚度可控制在誤差10%之內(nèi)
厚度均勻性	均勻，內(nèi)孔槽深處鍍能力差	均勻，但表面有鋅瘤、突出缺陷	一般	涂層均勻性、連續(xù)性很好
表面狀態(tài)	銀白、表面光潔	銀白色	銀白色	灰色或淺灰色
附著強度	機械結(jié)合，強度低	冶金結(jié)合，強度高	機械結(jié)合，但強度比電鍍鋅和熱浸鍍鋅低	擴散冶金結(jié)合，結(jié)合強度很高
硬度	100HV0.2	70HV0.2	低6～10HV0.2	220～450HV0.2
污染	很嚴重	嚴重	嚴重	基本無污染

3、應用領(lǐng)域

　　粉末滲鋅緊固件可廣泛應用于鐵路、軌道交通、橋梁、電力通訊、市政建設(shè)等領(lǐng)域。近年來，隨著大規(guī)模鐵路、市政工程的上馬和鋼結(jié)構(gòu)件工程的廣泛應用，對所使用的各種緊固件和連接件的防腐性能都提出很高的要求。這些都為粉末滲鋅防腐技術(shù)提供了實際應用的場所。

　　注：天津市先知邦滲鋅防腐蝕金屬制品有限公司專利技術(shù)“納米復合粉末滲鋅防腐蝕涂層技術(shù)”于2010年確定為“四新”推廣技術(shù)。

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