» » Флюсование поверхностей
10.02.2017

Хорошо протравленные и промытые изделия поступают на заключительную подготовительную операцию — флюсование. Ее проводят для удаления солей и оксидов металлов с поверхности цинкуемого изделия, а также с поверхности расплавленного цинка в месте погружения изделия и, кроме того, для улучшения смачивания поверхности изделия расплавленным цинком путем снижения поверхностного натяжения расплава цинка. Летучие соединения, образующиеся при разложении флюса, способствуют механическому удалению загрязнений па зеркале ванны и создают нейтральную атмосферу в месте погружения изделий в расплав цинка.
В качестве флюса при цинковании в расплаве чаще всего используют смесь из солей хлористого аммония (NH4Cl) я хлористого цинка (ZnCb). Основную роль в таком флюсе играет хлористый аммоний, так как он является поставщиком газообразных хлоридов, образующихся при разложении KH4Cl при контакте с расплавленным цинком:
Флюсование поверхностей

Эта реакция идет в присутствии влаги, которая в большем или меньшем количестве всегда присутствует на изделиях. Влага способствует разложению хлористых солей с образованием активной соляной кислоты. Хлористый водород взаимодействует с оксидом железа (73), цинка (74) и других элементов, присутствующих на поверхности изделии и на зеркале ванны:
Флюсование поверхностей

Большинство образующихся хлоридов (алюминия, олова, сурьмы, FeCl3) испаряются, так как имеют более низкую температуру кипения, чем температура расплава цинка.
С хлоридом железа (FeCl2) связано образование гарт-цинка — нежелательного продукта процесса горячего цинкования. При контакте с расплавленным цинком FeCl2 восстанавливается до железа:
Флюсование поверхностей

Образовавшееся железо, взаимодействуя с жидким цинком, переходит в гартцинк, который осаждается на дно ванны цинкования. С увеличением количества железных солей резко увеличивается образование гартцинка. Это еще раз подтверждает необходимость хорошей промывки изделий после операций травления и декапирования.
В практике цинкования в расплаве цинка сложилось два основных процесса: «мокрый» способ цинкования и «сухой». В связи с этим и флюсовую обработку1 изделий выполняют двумя способами: в расплавленном флюсе или в водном растворе флюса с последующей его сушкой.
Расплавленный флюс готовят из смеси сухих солей (% по массе): NH4Cl (55,4) и ZnCl2 (44,6). Целесообразно применять готовую соль ZnCl2*3NH4C1. Это более удобно, экономично, при этом снижается дымообразование.
Для поддержания активности флюса в него добавляют глицерин, древесные опилки, оксид цинка и другие добавки. Они предотвращают быстрое уменьшение аммиака во флюсе, делают его пенистым.
Применяют флюс, состоящий из ZnCl2*3NH4Cl с добавкой 6 % глицерина, или флюс, следующего состава, % (по массе): NH4Cl—42—43; ZnCl2—42—43; ZnO—13—14.
При «сухом» способе цинкования флюсовую обработку стальные изделия проходят в водном растворе флюса с последующей сушкой в специальных сушильных печах (сушилах).
Основные составляющие водных растворов флюсования — хлорид цинка и хлорид аммония. Для повышения эффективности раствора флюсования в него добавляют различные поверхностно-активные вещества (например, ОП-7, ОП-10, сульфопонат). Растворы флюсования подогревают до 50—60 °С, что улучшает обработку изделий и способствует более быстрому высыханию флюса. Подогрев раствора обычно осуществляют паром, который пропускают через змеевик, уложенный на дно ванны флюсования.
Растворы флюсования контролируют по содержанию хлорида цинка и хлорида аммония, железа, а также по плотности и кислотности. Для поддержания необходимой кислотности флюса на дно ванны флюсования помещают чушки цинка. Следует строго следить за содержанием железа в растворе флюсования, так как его увеличение ведет к повышению образования гартцинка. Обычно, если содержание железа достигает 1,5—2 г/л в растворе флюсования, его направляют на регенерацию. После регенерации и корректировки раствор можно снова использовать для обработки изделий. Заключительная стадия флюсовой обработки — сушка флюса.
В процессе сушки на поверхности изделий образуется равномерный высушенный слон флюса. При этом происходит подогрев изделий, что облегчает нагрев ванны цинкования и улучшает технико-экономические показатели ее работы. Кроме того, образующаяся плотная пленка из солей предохраняет поверхность изделий от окисления до погружения их в расплавленный цинк. Когда слой флюса достаточно высушен, исключаются всплески расплавленного цинка при погружении изделий в ванну цинкования.
Сушку офлюсованных изделий проводят в сушильных печах (камерах) с газовым или электрическим обогревом. Температура в печи и продолжительность обработки должны обеспечивать полное высыхание флюса на изделии. При использовании водных растворов флюсования на основе хлорида цинка и хлорида аммония оптимальная температура поверхности изделия 120—150°C (флюс сохраняет свои свойства, не происходит его разложение). В связи с этим режим сушки устанавливают в каждом конкретном случае в зависимости от массы и вида изделий.