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3鍍層性能特點
機械鍍層是一種由均勻的扁平狀金屬顆粒組成的鍍層。按鍍層厚度可分為兩類：一類厚度為25.4—88.9µm，稱為MG(Mechanical galvanizing)，可代替熱鍍產(chǎn)品;另一類厚度小于25.4µm，稱為MP(Mechanical plating)，可代替電鍍產(chǎn)品。這兩類鍍層，除厚度及用選上有所區(qū)別外，其它性能基本相同。機械鍍層特點是：鍍層外觀為均勻的銀白色，但色澤不如電鍍，并有微小的凹凸點;鍍層的均勻性、附著力、涂覆能力均較好。這一點對一些具有深洞、溝槽、螺紋的工件尤為重要;鍍層耐蝕性能良好，通常用中性鹽霧試驗來衡量耐蝕性好壞。圖2是傳統(tǒng)的采用325目的電爐鋅粉制備的機械鍍鋅鍍層I表面形貌圖，鍍層中少數(shù)鋅粉顆粒由原來的球形變成橢球形，并且尺寸較大的鋅粉顆粒發(fā)生塑性變形的傾向更大;而尺寸較小的顆粒填充在大顆粒之間的間隙，或夾塞在變形顆粒之間。圖3是作者用片狀鋅粉制備的機械鍍鋅鍍層II表面形貌圖。發(fā)現(xiàn)用片狀鋅粉活性明顯增強，鍍覆效率提高。鍍層表面平整度明顯改善，片狀鋅粉層層疊加，形成排列密集的鍍層。光亮度也明顯提高，鈍化效果也好于鍍層I。用去離子水配制5%氯化鈉溶液，在35℃下進行中性鹽霧試驗，鍍層II達到1000小時無紅銹，接近達克羅涂層，這是國內(nèi)文獻報道中關(guān)于機械鍍鋅鍍層耐腐蝕性較長的。
兩圖中顯示顆粒之間有細毛狀連接，這便是惰性金屬的粘結(jié)作用，它與鋅粉顆粒發(fā)生焊合，或者和其他夾雜物混合在一起填充間隙，形成機械鍍層。因為在機械鍍鋅中加入比金屬鋅電位更正的金屬的離子M2+，它在酸性鍍液環(huán)境中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：M2++Fe→Fe2+十M，產(chǎn)生的M以細毛刷狀出現(xiàn)在鋅粉顆粒的表面，M的產(chǎn)生會導(dǎo)致鋅粉顆粒表面和鍍層表面上電荷的變化，促進它們之間的相互吸附，另外M作為一新相易于依附在鋅粉顆粒上形核長大，這些都會促進鋅粉顆粒的聚團、吸附和沉積。
4機械鍍技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀與動態(tài)
機械鍍的研究，始于50年代。1953年美國的Peen Plate Inc.取得了第一項專利技術(shù)。60年代機械鍍開始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
不過當時僅限于墊圈、墊片、彈簧等小工件的鍍鋅上，而且鍍覆時間長，效率低，鋅粉利用率僅有20%—30%。70年代后期至80年代，隨著工藝的改進;活化劑性能的提高，機械鍍被廣泛用于各類金屬零散件，如螺栓、螺母、釘子、水泥釘及可鍛鑄鐵管路連接件的鍍鋅。同時鍍覆時間縮短，效率顯著提高。現(xiàn)代的機械鍍工藝，鍍覆時間進一步縮短，金屬粉末利用率可達90--95%，通常在30--4min內(nèi)即可完成全過程，而厚度可在10一100μm之間任意調(diào)節(jié)。國外還專門制訂了有關(guān)機械鍍的相應(yīng)標準，如美國的ASTM
B635一鋼鐵表面機械沉積鎘、錫合金鍍層標準;B695一鋼鐵表面機械沉積鋅鍍層標準;B696一鋼鐵表面機械沉積鎘鍍層標準等。當前，國外的機械鍍工藝，己由單純的機械鍍鋅，發(fā)展到鍍鎘、錫、銅、銀、鉛、鉍、銦等金屬以及黃銅、鎘一錫、錫一鋅、鋅一鎘的合金。從而使鍍層的性能得到進一步改善，應(yīng)用范圍更加廣泛。
我國對機械鍍的研究，始于80年代中后期。但主要還局限于機械鍍鋅方面，應(yīng)用范圍很小，同國外相比，差距較大。究其原因，主要在于對機械鍍所形成的非光亮型鍍層，缺乏認同，沒有正確認識其優(yōu)異的無電鍍引起的氫脆和熱鍍鋅引起的高溫退火現(xiàn)象。盡管我國1999年頒布了《鋼鐵制件的機械鍍鋅》部頒標準，用機械鍍鋅工藝在我國機械零部件加工企業(yè)中仍是鳳毛麟角，主要分布在浙江、山東、福建、上海、江蘇等沿海出口加工企業(yè)，并且鍍層僅僅是單成分的鍍鋅層，加工鍍層厚度通常在20-60微米之內(nèi)。對10微米以內(nèi)鍍層厚度的超薄鍍層以及60-110微米鍍層超厚鍍層的組成、表面平整性、鈍化、及耐蝕性能，是今后重點研究的內(nèi)容。相信隨著我國機械加工業(yè)的日益國際化、我國基礎(chǔ)建設(shè)的需求以及環(huán)境保護意識的加強，機械鍍產(chǎn)品會逐漸替代部分電鍍、熱鍍鋅產(chǎn)品。機械鍍鋅具有污染少，能耗低，鍍層均勻.厚度易控制，無量脆影響，工藝簡單，操作方便，鍍件具有良好的機械性能和耐蝕性等特點，因而具有廣闊的發(fā)展前景。
