锌镍合金技术在煤矿紧固件长期防腐中的应用

锌镍合金技术在煤矿紧固件长期防腐中的应用 易春龙，欧雪梅，唐大方（中国矿业大学，江苏徐州 221008） 锌镍合金性能的系统研究涂料。

1 概述煤矿井下环境恶劣，水质复杂，并伴有二氧化硫等多种有害气体。矿山中的紧固件多年处于潮湿和腐蚀性环境中。镀锌等传统防腐紧固件方法在地下使用1年。左右会生锈咬人。随着电弧喷涂长效防腐技术在井筒设备上的成功应用，煤矿紧固件长效防腐问题日益突出，对紧固件的防护技术也提出了更高的要求。

目前紧固件的防护处理大多采用镀锌、热镀锌等传统工艺。在恶劣的环境下，耐腐蚀性不能满足要求。在严重的情况下，甚至腐蚀会导致早期失效并导致安全事故。因此，研究紧固件的防腐技术具有重要意义。

(3)应用于煤矿辅助井口堆场，用机械代替手推车，减轻劳动强度。每班可节省2名手推车工人，节省中转作业的辅助作业时间，改善作业管理和维修条件。

(4)可用于副井井场配其他设备（：i99911，责任编辑：王宗奇）禹）井下整体要求，具有中国煤矿的特点。

转盘可以一个方向进车，两个方向出车，或者两个方向进车，以及一个方向出车的要求。

根据场地布置要求，设计驱动单元在下方，也可将驱动单元置于上方。

3 设备先进性的延续性。矿车电动转盘使矿车在转弯时连续运转。因此，矿车转弯时通过能力大，缩短了矿车的循环时间。

5t矿车可以由同一设备转移，大大减少了设计工作和其他辅助工作量。降低加工成本，便于设备通用化、标准化、科学化管理。

易于应用微机监控，实现机械化、自动化管理，提高劳动生产率。

可用于煤矿井下水平停车场，可减少巷道长度100m以上，节省建设资金。

副井的副井采用电动井道转盘，可减少工业方环场的占地面积。这在工业煤支柱范围有限的情况下尤为重要。

副井循环场采用电动井道转盘，使矿车不出井口，解决高寒地区结冰问题。

减少井口房屋的建筑面积和建筑体积，有利于井口保温。

项目监理总工程师，发表多篇论文。

加量加g加2紧固件常用防腐方法对比21电镀锌紧固件镀锌层在煤矿环境中的防腐寿命仅为1～2年。电镀锌虽然对钢构件有防腐作用，至今仍被广泛使用，但随着使用环境对防腐要求的不断提高，电镀锌已不能满足需要。

热镀锌热镀锌镀层比电镀锌厚，耐腐蚀性比电镀锌高。但是，对于紧固件零件，由于螺纹的公差，涂层的厚度不能无限增加。其次，热镀锌表面没有铬酸盐钝化膜，使得采用热镀锌防腐的紧固件零件的耐腐蚀寿命也较短。紧固件防腐的热镀锌也增加了工艺的复杂性：首先，紧固件螺纹必须有足够的负公差；其次，因为浸漆填充螺纹，所以螺纹部分需要螺纹。也难免局部锌层被去除，基板暴露，导致局部腐蚀保护失效。热镀锌温度在300℃以上。对于一些经过热处理的零件，材料性能可能会发生变化，从而导致机械性能发生变化，影响使用。

23 达克罗涂层 达克罗涂层的形成原理是将工件浸渍并在300℃下烘烤形成涂层。为阴极涂层，可耐中性盐雾480h以上，耐腐蚀性能好。但达克罗涂层硬度低，达克罗扣件在碰撞或旋拧时容易造成涂层划伤，导致耐腐蚀性能下降。达克罗涂层形成过程需要对工件进行多次烘烤，这可能会导致零件的机械性能发生变化。达克罗涂层生产设备投资大，加工成本高。

随着工业技术的发展，对防腐技术和防腐涂料的要求不断提高。锌镍合金涂层已开始应用。锌镍合金镀层特点：锌镍合金（色钝）镀层具有良好的耐腐蚀性能，是一种阳极长效防腐镀层。

镀层厚度在螺纹公差范围内，不改变紧固件加工条件，可使腐蚀寿命加倍。

具有一定的耐磨性，硬度高于其他防腐方法，以免螺纹反复拧下时损坏镀层。

该涂层具有良好的抗热震性，不产生氢脆，不改变材料的机械性能。

工艺简单，操作控制准确，生产成本低。3 锌镍合金电沉积工艺 31 锌镍合金镀层的形成是通过电镀锌盐、镍盐、导电盐和添加剂形成的。在相同极化电位下的异常共沉积是单一的 C 相锌镍合金涂层。钝化处理后，得到高度耐腐蚀的锌镍合金镀层。为满足不同的耐蚀性和外观要求，可得到颜色、白色或黑色钝化的锌镍合金镀层。

32电沉积工艺预处理y脱脂+清洗y除锈y清洗y活化+水洗y电镀锌镍合金三段逆流漂洗y钝化y水洗y干燥y测试y分类包装。

33镀液及工艺条件镀液及工艺条件见表1。表1镀液及工艺条件项目颜色、白色钝化黑色、白色钝化导电盐/gL-1镀层含量/%剩余Zn镀层厚度/Lm温度/°c pH 电流密度 Dk（挂镀）（滚镀）（挂镀）（滚镀） 4 锌镍合金镀层性能研究镀层外观。涂层为亮银白色，可有白色、五色、黑色钝化膜。

85、通过钢球摩擦抛光试验（适用于薄涂层）、划线划格试验、弯曲试验、拉伸试验，涂层无剥落、剥落现象。

涂层厚度。涂层的厚度对耐腐蚀性有显着影响。镀层的厚度一般为镀层硬度的5~根据紧固件的尺寸和耐腐蚀性能。采用M型显微硬度计测量不同镍含量的锌镍合金镀层的维氏硬度。结果如表2所示，发现锌镍合金镀层硬度高于镀锌层，不同镍含量的锌见表2镍合金镀层硬度镀层镍含量/%镀层硬度/HV镀层镍含量和钝化性。本工艺研究的锌镍合金镀层采用S250Mk3型扫描电镜同时测量，化学重量法和分光光度比色法。同批次样品测定结果基本一致。根据不同的耐腐蚀性和钝化颜色要求，控制不同锌镍含量的镀层。

该涂层具有耐热冲击性。将锌镍合金镀层样品在烘箱中加热至设定温度，取出后立即浸入室温水中冷却，镀层不脱皮、不起泡、不脱落，抗热震性好。研究了锌镍合金镀层。表现。测试结果 锌镍合金镀层的抗热震温度高达250℃，样品有鼓泡和剥落现象，但在缓慢冷却时样品仍无鼓泡或剥落现象。

锌镍合金镀层耐腐蚀。锌镍合金涂层为紧固件提供阴极保护，并具有优异的耐腐蚀性。锌镍合金等镀层在5%的NaCl溶液中进行弱极化测量腐蚀电流密度，采用中性盐雾。试验证实锌镍合金镀层的耐腐蚀性能与镀层的镍含量有关，其中锌镍合金镀层的耐蚀性最好。试验所用设备为CMB-1510B瞬时腐蚀速率测量仪和DF-27型多功能腐蚀试验箱。

表3 不同镍含量镀层腐蚀电流和中性盐雾试验结果 镀层类型 镀层厚度/L 钝化膜 腐蚀电流密度 中性盐雾 红锈时间/h 电镀 锌色钝热浸 锌色钝锌镍合金 电镀，热浸电偶腐蚀电流密度随时间的变化 1 a 在盐水中进行热浸镀锌；2——自来水热镀锌；3——盐水中的锌镍合金；4 - 自来水中的锌镍合金。在徐州矿务局三河尖煤矿、大屯煤电姚桥煤矿现场吊挂试验取得良好效果。已成功应用于河南、山东、辽宁、甘肃、河北、江苏等矿山的各种标准紧固件、U型螺栓、垫圈、锚栓、节点夹等。150余吨电镀锌镍合金防腐，使用3~4年效果良好，不生锈。此外，锌镍合金镀层还应用于汽车紧固件、护栏、家用电器和电子控制设备等。

6-锌镍合金镀层在介质中的腐蚀电流密度远低于电镀锌层和热镀锌层，耐腐蚀寿命长。

低腐蚀速率的高耐腐蚀锌镍合金涂层将是阳极涂层钢件长效防腐的发展方向。其发展趋势是取代电镀锌、热镀锌和镀镉。

在矿山环境和其他工业环境中，锌镍合金镀层是紧固件长期防腐的首选方法。