CN108149179B - 一种紧固件热镀锌生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种紧固件热镀锌生产工艺，包括：化学脱脂：在安装有超声波发生装置的脱脂槽中，采用脱脂剂和超声波共同作用于紧固件，脱脂温度为20～40度，脱脂时间为1min；第一次水洗；第二次水洗；酸洗；第三次水洗；浸助镀溶剂；烘干预热:对紧固件进行烘干预热，烘干温度为80～100度；第一次镀锌：将紧固件浸入大镀锌锅中，镀锌温度为440～460度；烘干通道：通过大锌锅的烟气余热对大镀锌锅到小镀锌锅之间的转移通道预热；第二次镀锌：将紧固件浸入小镀锌锅中，镀锌温度为500～540度；离心；冷却；钝化。该工艺镀锌产能设计较单一法镀锌显著提高，投资成本及运行成本显著降低，生产效率高、镀锌效果好，且其锌耗和能耗均较低。
Description
技术领域
本发明涉及紧固件加工技术领域，具体是一种紧固件热镀锌生产工艺。
背景技术
现有技术中的，紧固件为了提高防腐性和光亮度，一般通过热镀锌工艺来进行处理， 将紧固件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层。近年来随高压输电、交通、通讯事业迅速发展，对紧固件防护有着越来越高的要求，同时，热镀锌件需求量也不断增加，现有的热镀锌工艺中不仅镀锌的锌耗较高，而且能源消耗也较大，从而造成了生产成本较高的现状。另外，目前的热镀锌工艺镀锌效率缓慢、镀锌效果不理想，已经无法满足生产的需要。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种紧固件热镀锌生产工艺，该生产工艺镀锌效率高、镀锌效果理想，且其锌耗和能耗均较低。
为了实现上述目的，本发明提供一种紧固件热镀锌生产工艺，包括以下步骤：
S1）化学脱脂：在安装有超声波发生装置的脱脂槽中，采用碱性脱脂剂溶液对紧固件进行处理，并利用超声波作用于紧固件，脱脂温度为20～40度，脱脂时间为1min；
S2）第一次水洗：在安装有超声波发生装置的水洗槽内，用流动水冲洗化学脱脂后的紧固件，并利用超声波作用于紧固件，冲洗水温为0～40度，冲洗时间1min；
S3）第二次水洗：在水洗槽内采用流动水进行冲洗，冲洗水温为0～40度，冲洗时间1min；
S4）酸洗：将第二次水洗后的紧固件浸入酸洗池中利用盐酸进行酸洗，酸洗温度为25度，酸洗时间5-10min；
S5）第三次水洗：在水洗槽内采用流动水进行冲洗，冲洗水温为0～40度，冲洗时间1min；
S6）浸助镀溶剂：将第三次水洗后的紧固件进行浸入浸助镀溶剂中；
S7）烘干预热: 将浸助镀溶剂后的紧固件进行烘干预热，烘干温度为80～100度；
S8）第一次镀锌：将烘干预热后的紧固件浸入大镀锌锅中，镀锌温度为440～460度；
S9）烘干通道：通过烟气余热对大镀锌锅到小镀锌锅之间的转移通道烘干预热；
S10）第二次镀锌：将经过第一次镀锌后的紧固件浸入小镀锌锅中，镀锌温度为500～540度；
S11）离心：将第二次镀锌后的紧固件在离心机内去除余锌，离心机转速750r/min，离心时间2～5s；
S12）冷却：将离心处理后的紧固件浸入冷却池中冷却1min；
S13）钝化:将冷却后的紧固件放入无铬钝化液中, 浸渍时间15s。
本发明采用大小镀锌锅两段法镀锌，可以在大镀锌锅中先对紧固件进行预热，经预热工件所需热量80%左右在低温段吸收，然后工件通过烘干通道，进入530℃小锌锅继续升温进行镀锌，这样能够显著提高镀锌层的均匀性，提高镀锌层的附着性，之后再离心、冷却、钝化。该两段法镀锌可以解决传统高温镀锌依赖的陶瓷锌锅内置加热方式存在的供电配置符合大，设备电功率高、电加热耗材及用电成本高；或者选择锌锅容量小，产能设计小等局限性，大大降低生产线投资及运行成本：本发明不仅大大的降低了镀锌的能源消耗，同时两段法较单一温度法镀锌锌耗成本通过镀锌时间及温度控制能够降低，又保证了理想的锌层厚度，相比传统螺栓热镀锌，锌耗下降显著。该镀锌工段提出了采用大、小锌锅，两段镀锌温度法镀锌工艺，相较之一个锌锅、单一温度镀锌的传统镀锌工艺，两段法的镀锌工艺有效的降低了投资成本、运行成本、镀锌的锌耗和能源消耗。
进一步，为了提高脱脂效果，所述S1）中脱脂剂的浓度为6-10%。
进一步，为了提高紧固件镀锌的稳定性，所述S1）中的脱脂过程连续进行四次；S4）中的酸洗过程连续进行四次；S5）中水洗过程连续重复两次。
进一步，为了便于分离油脂，S1）中脱脂槽的外部设置有与其相连通的循环槽，所述循环槽中设置油脂分离装置。
进一步，为了提供去除余锌的效果，所述S11）中离心的时间3s。
进一步，为了提高酸化效果，所述S4）中盐酸浓度为15%；且酸洗池内添加有酸雾抑制剂，酸雾抑制剂的浓度0.5-1kg/m3。
进一步，为了提高镀锌效果，所述S8）镀锌温度为445度；S10）镀锌温度为530度。
进一步，所述S8）中的大镀锌锅采用钢制锌锅，并采用天然气加热，燃烧余热再次利用于烘干工序以节约能源；钢制锌锅避免了高温时锌锅材料的选择及使用的特殊材料带来的锌锅制作不能过大的限制，以及制作成本及加热成本的增加。S10）中的小镀锌锅采用陶瓷锌锅，并采用电加热。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种紧固件热镀锌生产工艺，包括以下步骤：
S1）化学脱脂：在安装有超声波发生装置的脱脂槽中，采用碱性脱脂剂溶液对紧固件进行处理，并利用超声波作用于紧固件，为了提高脱脂效果，脱脂剂的浓度为6-10%；脱脂温度为20～40度。温度对脱脂有明显影响。随着温度的升高，脱脂效果更好。如温度升高10℃，脱脂速度增加1倍。温度高还可以改善油垢的物理形态。脱脂液的温度有一定的要求，因此需要定期的测定，以便及时的调节温度。在脱脂过程中，可以对脱脂液的成分进行分析用滴定法来进行；脱脂液的碱度采用0.5N的盐酸或者硫酸测定，通常是取10ml，用滴管逐滴向脱脂液中加酸，直至指示剂（甲基橙或者酚酞）的颜色改变。当脱脂液的有效成分下降至某一数值时，需要添加或者更新脱脂液。脱脂时间为1min；脱脂过程连续进行四次；在脱脂槽的外部设置有与其相连通的循环槽，所述循环槽中设置油脂分离装置，以用来从脱脂液中去除油脂，这些油脂一般都会在脱脂液表面形成泡沫。脱脂液的湿着性能是评价脱脂液脱脂效率的重要条件之一。湿着性能好的脱脂液能将待清楚的油污迅速湿润。脱脂的目的主要是从螺栓表面上去除油脂以及其他的杂物。采用超声波和脱脂剂共同进行脱脂作业，能全方位快速高效的对工件表面进行清洗作业，并且能彻底清洗死角、凹槽、缝隙等；其中脱脂废液的处理，废脱脂液里含有碱的化合物和油脂颗粒，它需要中和至pH为6-8，再进行大于12小时的沉淀，上清液进废水处理设备，沉淀物收集，以便于处理。
S2）第一次水洗：在安装有超声波发生装置的水洗槽内，用流动水冲洗化学脱脂后的紧固件，并利用超声波作用于紧固件，冲洗水温为0～40度，冲洗时间1min；脱脂后的水洗主要是为了去除残留的脱脂液，避免在后续酸洗处理过程中发生中和反应，增加酸耗并产生大量的盐的累积。
S3）第二次水洗：在水洗槽内采用流动水进行冲洗，冲洗水温为0～40度，冲洗时间1min；
在S3）和S3）中的水洗液碱度的测定通过pH值为6-12的指示试纸检验，以确保pH值小于8，其中水洗水通过气浮设备进行处理，以能进行循环利用；
S4）酸洗：为了提高酸化效果，将第二次水洗后的紧固件浸入酸洗池中利用盐酸进行酸洗，酸洗温度为25度，酸洗时间5-10min；酸洗池内添加酸雾抑制剂的目的是保护工件基体不受酸液的侵蚀，作用机理是在工件的表面形成一层薄膜把酸液与铁基体隔开了。由于酸雾抑制剂有效成分中含有表面活性剂，会在酸液表面形成泡沫。酸雾抑制剂的投加浓度过高，会导致酸洗速度降低，影响生产效率；投加浓度过低，难以起到保护铁基体的作用，基体受到侵蚀，产生氢脆。在酸洗池内添加有酸雾抑制剂，酸雾抑制剂的浓度0.5-1kg/m3；酸雾抑制剂的投加浓度的具体投加量依据生产条件来定。酸洗时，盐酸的初始浓度为15%，酸洗槽中的酸的含量在慢慢下降，消耗的盐酸生成了铁盐，铁盐一部分停留在工件表面上，另一部门则在酸洗池内沉积。在铁盐增加的情况下，盐酸的活性曲线是上升到下降的过程。该酸洗过程连续进行四次；酸洗的目的是去除螺栓等工件在加工过程中生产的氧化皮和在运输与储存过程中产生的铁锈；酸洗是去除工件上铁锈和氧化皮的最普遍的方法之一。在浸渍酸洗过程中，主要是酸液内的化学反应、电化学反应、机械作用的综合过程。在化学酸洗过程中，酸液不仅同铁锈和氧化皮反应，而且也同金属发生反应。
主要反应：
副反应：
副反应过程中产生的氢气，一是可以起到机械剥离氧化皮的作用，二是可以还原三价铁离子，避免三价铁在工件表面上沉积。
酸洗槽内的盐酸化验室通过滴定法分析，以便定期补充新酸。当酸洗槽内的盐酸浓度低于5%时，废酸用于生产加工液态絮凝剂。
S5）第三次水洗：从酸洗池内取出的工件表面上带有残留的酸和铁盐，因此酸洗后的工件需在干净的清水中漂洗，去除工件表面残留物。工件的酸洗应当在酸洗完成后，立刻进行。水洗槽内的废水通过废水一体化设备循环处理回用。在水洗槽内采用流动水进行冲洗，冲洗水温为0～40度，冲洗时间1min；该水洗过程连续重复两次；
S6）浸助镀溶剂：将第三次水洗后的紧固件进行浸入浸助镀溶剂中；
S7）烘干预热: 将浸助镀溶剂后的紧固件进行烘干预热，烘干温度为80～100度；
S8）第一次镀锌：将烘干预热后的紧固件浸入大镀锌锅中，镀锌温度为440～460度；镀锌温度优选为445度；大镀锌锅优选采用钢制锌锅，优选采用天然气进行加热；热镀锌需要的热能80%为该镀锌环节提供，一次镀锌锌锅制造，燃烧余热能再次利用于烘干工序，从而节约了产线的能源消耗；
S9）烘干通道：通过烟气余热对大镀锌锅到小镀锌锅之间的转移通道烘干预热；通过烟气余热对通道进行加热，确保工件在大锌锅转移至小锌锅的过程中，温度下降最少，降低陶瓷锌锅的负荷。
S10）第二次镀锌：为了便于分离油脂，将经过第一次镀锌后的紧固件浸入小镀锌锅中，镀锌温度为500～540度；镀锌温度优选为530度；小镀锌锅优选采用陶瓷锌锅，优选采用电加热；此环节只需要吸收传统单一温度镀锌法20%左右的热量，从而不仅提高了生产线的产能，而且减少了生产线因产能设计带来的供电配置高，能耗大、运行成本高等弊端；
S11）离心：为了提供去除余锌的效果，将第二次镀锌后的紧固件在离心机内去除余锌，离心机转速750r/min，离心时间2～5s；离心的时间3s；这个过程能使锌层厚度均匀、且光洁平整。
S12）冷却：将离心处理后的紧固件浸入冷却池中冷却1min；
S13）钝化:将冷却后的紧固件放入无铬钝化液中, 浸渍时间15s。
目前的紧固件热镀锌工艺产能40T/天，供电配置需要800KW，本发明两段法镀锌工艺在保证产能提高100T/天的基础上，供电配置只需要200KW,镀锌效率显著提高，镀锌成本及质量，显著改善。
Claims (8)
1.一种紧固件热镀锌生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1）化学脱脂：在安装有超声波发生装置的脱脂槽中，采用碱性脱脂剂溶液对紧固件进行处理，并利用超声波作用于紧固件，脱脂温度为20～40度，脱脂时间为1min；
S2）第一次水洗：在安装有超声波发生装置的水洗槽内，用流动水冲洗化学脱脂后的紧固件，并利用超声波作用于紧固件，冲洗水温为0～40度，冲洗时间1min；
S3）第二次水洗：在水洗槽内采用流动水进行冲洗，冲洗水温为0～40度，冲洗时间1min；
S4）酸洗：将第二次水洗后的紧固件浸入酸洗池中利用盐酸进行酸洗，酸洗温度为25度，酸洗时间5-10min；
S5）第三次水洗：在水洗槽内采用流动水进行冲洗，冲洗水温为0～40度，冲洗时间1min；
S6）浸助镀溶剂：将第三次水洗后的紧固件进行浸入浸助镀溶剂中；
S7）烘干预热: 将浸助镀溶剂后的紧固件进行烘干预热，烘干温度为80～100度；
S8）第一次镀锌：将烘干预热后的紧固件浸入大镀锌锅中，镀锌温度为440～460度；
S9）烘干通道：通过烟气余热对大镀锌锅到小镀锌锅之间的转移通道烘干预热；
S10）第二次镀锌：将经过第一次镀锌后的紧固件浸入小镀锌锅中，镀锌温度为500～540度；
S11）离心：将第二次镀锌后的紧固件在离心机内去除余锌，离心机转速750r/min，离心时间2～5s；
S12）冷却：将离心处理后的紧固件浸入冷却池中冷却1min；
S13）钝化:将冷却后的紧固件放入无铬钝化液中, 浸渍时间15s。
2.根据权利要求1所述的一种紧固件热镀锌生产工艺，其特征在于，所述S1）中脱脂剂的浓度为6-10%。
3.根据权利要求1或2所述的一种紧固件热镀锌生产工艺，其特征在于，所述S1）中的脱脂过程连续进行四次；S4）中的酸洗过程连续进行四次；S5）中水洗过程连续重复两次。
4.根据权利要求3所述的一种紧固件热镀锌生产工艺，其特征在于，S1）中脱脂槽的外部设置有与其相连通的循环槽，所述循环槽中设置油脂分离装置。
5.根据权利要求4所述的一种紧固件热镀锌生产工艺，其特征在于，所述S11）中离心的时间3s。
6.根据权利要求5所述的一种紧固件热镀锌生产工艺，其特征在于，所述S4）中盐酸浓度为15%；且酸洗池内添加有酸雾抑制剂，酸雾抑制剂的浓度0.5-1kg/m3。
7.根据权利要求6所述的一种紧固件热镀锌生产工艺，其特征在于，所述S8）镀锌温度为445度；S10）镀锌温度为530度。
8.根据权利要求7所述的一种紧固件热镀锌生产工艺，其特征在于，所述S8）中的大镀锌锅采用钢制锌锅，并采用天然气加热，燃烧余热再次利用于烘干工序以节约能源；S10）中的小镀锌锅采用陶瓷锌锅，并采用电加热。
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