一種用于熱浸鍍鋅及鋅合金鍍層的助鍍劑及助鍍液的制作方法
【專利摘要】一種用于熱浸鍍鋅及鋅合金鍍層的助鍍劑及助鍍液，其特征是所述的助鍍劑由以下重量份的鹽類組成：氯化鋅25-40份；氯化銨5-10份；氯化鉀5-10份；氯化鉍0.1-1份；所述助鍍液為采用所述任一一種助鍍劑與水及鹽酸配制而成的溶液，所述助鍍液的氯化鋅濃度為250-400g/L。
【專利說明】一種用于熱浸鍍鋅及鋅合金鍍層的助鍍劑及助鍍液

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼鐵材料表面鍍覆工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種新型熱浸鍍鋅鋁 鎂合金鍍層的助鍍劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱浸鍍是目前防止鋼鐵材料腐蝕的有效方法之一，傳統(tǒng)的用于熱浸鍍的鍍液一般 為鋅，在進(jìn)行熱浸鍍時，助鍍作為一道重要的處理工序，一般是將酸洗后的鋼鐵制件浸入助 鍍劑中處理一段時間，經(jīng)過助鍍后表面會形成一層鹽膜能夠防止鋼鐵制件表面氧化，且對 工件表面有進(jìn)一步清潔作用，現(xiàn)有的助鍍劑多為氯化鋅與氯化銨的混合溶液。隨著技術(shù)的 發(fā)展，出現(xiàn)了包括鋅鋁鎂合金（Zn-6Al-3Mg)以及Galfan合金（鋅-5%鋁-稀土）等新的 適用于熱浸鍍的新型合金，但對于這些新型合金由于鋁的加入，鍍液表面由于氧化生成的 包括Al 2O3在內(nèi)的氧化物會使鍍液與鋼基體的潤濕性變差，使鍍層質(zhì)量難以控制，出現(xiàn)漏鍍 現(xiàn)象，尤其是對板材進(jìn)行熱浸鍍時，由于其比表面積較小，而且由于鍍液中Al含量較高，在 使用傳統(tǒng)氯化鋅銨助鍍劑時，氯化銨和氯化鋅會與鋁反應(yīng)生成的青色的AlCl 3 (AlCl3的沸 點(diǎn)是182°C，升華溫度是179°C )煙霧，導(dǎo)致鍍層表面產(chǎn)生大量的氣泡和針孔甚至漏鍍，無法 獲得表面質(zhì)量質(zhì)量合格的鍍層。同時產(chǎn)生的大量的酸性煙霧也會造成環(huán)境污染和生產(chǎn)設(shè)備 腐蝕。
[0003] 中國專利文獻(xiàn)CN1476487A公開了一種改進(jìn)的用于熱浸鍍助鍍劑，指出在傳統(tǒng)的 氯化鋅銨助鍍劑中加入堿金屬或堿土金屬鹽，及NiCl 2、C〇Cl2、MnCl2中的一種和PbCl2、 SnCl2、SbCl3、BiCl3中的一種，并指出該助鍍劑適用于鍍鋅、鋅鋁鎂合金及Galfan合金 (Zn-5% -Re,即Zn-5% -稀土），但我們在研究中發(fā)現(xiàn)采用該文獻(xiàn)中的助鍍劑處理后，只能 采用該文獻(xiàn)中提及的在鍍鋅浴中進(jìn)行氮?dú)夤呐莸那医儠r間較長的方法進(jìn)行熱浸鍍才能 達(dá)到較好的鍍鋅效果，但得到的試件鍍層都較厚會造成鍍層金屬消耗過多，若采用常規(guī)的 熱浸鍍方式，得到的鍍層質(zhì)量較差。且在該文獻(xiàn)中，優(yōu)選的助鍍劑采用了在水中不易水解的 氯化鎳、氯化鉛等鹽類，助鍍劑的水溶液呈弱酸性（pH約4)，且經(jīng)過我們發(fā)現(xiàn)，氯化鎳會使 鍍層表面起泡，影響鍍層質(zhì)量。
[0004] 中國專利文獻(xiàn)CN 103510031A也公開了一種可以用于鋅鋁鎂合金的助鍍劑水 溶液，其組成為 ZnCl235 % -45 % ;NaF 2 % -10 % ;CeCl20. 5-3. 5 % ;SnCl24. 5 % -8. 5 % ; H2O2O. 5-2% ;表面活性劑0. 1% -0. 5%，余量為水；雖然該助鍍劑不使用氯化銨，避免了進(jìn) 行熱浸鍍時產(chǎn)生煙氣，但其加入的氟化物，對環(huán)境的污染和操作人員的毒性比氯化銨更甚， 且我們在實驗中發(fā)現(xiàn)，該助鍍劑僅適用于鋅鋁鎂合金，對Galfan合金并不適用，且我們還 發(fā)現(xiàn)，該助鍍劑實際上僅適用于較細(xì)的鋼絲，當(dāng)工件為板狀時，其處理效果即不令人滿意。
[0005] 因此提供一種能夠采用普通熱浸鍍方法進(jìn)行熱浸鍍，能夠提高鍍層表面質(zhì)量及其 耐腐蝕效果的助鍍劑成為現(xiàn)有技術(shù)中需要解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有熱浸鍍鋅鋁鎂合金鍍層技術(shù)中助鍍劑存在的問題，我們在研究中意外 的發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)減少加入鹽類的種類，不加入鎳鈷錳鹽，且在鉛鋅、銻鉍鹽中優(yōu)選鉍鹽后所得 到的助鍍劑助鍍效果更好、能夠提高鍍層耐腐蝕能力，且使用范圍廣，能夠使用普通熱浸鍍 設(shè)備進(jìn)行操作的。
[0007] 本發(fā)明提供了一種助鍍劑，其特征是所述的助鍍劑由以下重量份的鹽類組成：氯 化鋅（ZnCl 2) 25-40 份；氯化銨（NH4Cl) 5-10 份；氯化鉀（KCl) 5-10 份；氯化鉍（BiCl3)O. 1-1 份。
[0008] 所述的助鍍劑，其特征是所述氯化鉍重量份優(yōu)選為0. 2-0. 5份。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種助鍍液，其他特征是所述助鍍液為采用以前述任一一種助鍍 劑與水及鹽酸配制而成的溶液，所述助鍍液的氯化鋅濃度為250_400g/L。
[0010] 所述助鍍液，其特征是PH值為1?2。
[0011] 所述助鍍液，其特征是采用如下方法配制：
[0012] 1)將氯化鉍溶于適量鹽酸得到氯化鉍溶液；
[0013] 2)再將助鍍劑中其他組分溶于水；
[0014] 3)將步驟2)得到的水溶液與步驟1)得到的氯化鉍溶液混合，后再用鹽酸調(diào)節(jié)至 產(chǎn)生的沉淀溶解。
[0015] 對于本發(fā)明提供的助鍍劑及助鍍液，我們意外的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用了不加入鎳鈷錳鹽 且將加入少量氯化鉍的新的助鍍劑配方后，經(jīng)過助鍍液處理的鋼鐵件能夠在普通的鍍層金 屬浴中進(jìn)行熱浸鍍，不要采用復(fù)雜的鼓泡設(shè)備通入氮?dú)?，且與作為對比的助鍍劑相比，本發(fā) 明提供的助鍍劑所配制的助鍍液處理過的鍍層均勻牢固，表面無缺陷，生產(chǎn)效率顯著加快， 其助鍍液處理20s即可，且在進(jìn)行熱浸鍍時經(jīng)40s即可完成，且在鍍層厚度基本相同的情況 下，得到的鍍層耐鹽霧腐蝕能力更強(qiáng)。此外，我們研究發(fā)現(xiàn)，無論是否將金屬鉍加入鍍層金 屬中以代替在助鍍劑中加入氯化鉍，其熱浸鍍的實際效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如采用本發(fā)明提供的助鍍 齊U，不加入氯化鉍的助鍍劑實際上僅能用于較細(xì)的鋼絲的熱浸鍍，因此本發(fā)明提供的助鍍 齊U，既能夠適用各種形狀的鋼制件，又能適用于多種鍍層金屬的熱浸鍍，且與現(xiàn)有的助鍍劑 相比，能夠顯著減少需要用助鍍劑處理和進(jìn)行熱浸鍍的時間，提高生產(chǎn)效率，提高熱浸鍍金 屬的耐鹽霧腐蝕能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為實施例1得到的鋅鋁鎂合金鍍層的橫截面掃描電鏡照片。

【具體實施方式】
[0017] 實施例1?4
[0018] 實施例的助鍍液配制方法如下
[0019] 1)用少量HCl溶解BiCl3得到BiCl3溶液，
[0020] 2) ZnCl2, NH4Cl, KCl溶解于水得到水溶液，
[0021] 3)將步驟2)得到的水溶液與步驟1)得到的氯化鉍溶液混合，后再用鹽酸調(diào)節(jié)至 產(chǎn)生的白色沉淀溶解，且將溶液PH值達(dá)到1-2得到助鍍液。
[0022] 助鍍劑由以下重量份的鹽類組成：氯化鋅A份、氯化銨B份、氯化鉀C份、氯化鉍D 份；
[0023] 配制好的助鍍液，用氯化鋅濃度作為表征其濃度的特征，所述氯化鋅濃度為E g/L
[0024] 熱浸鍍工藝如下
[0025] 將經(jīng)脫脂、酸洗后的Q235鋼板制件浸入所述的助鍍液中l(wèi)_2min，助鍍液溫度在 70-80°C，取出后在200°C下烘干20s至完全干燥，將制件浸入450-540°C的鍍層金屬浴浸鍍 40s后,進(jìn)行空冷。
[0026] 實施例1?4配方見下表
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種助鍍劑，其特征是所述的助鍍劑由以下重量份的鹽類組成：氯化鋅25-40份；氯 化銨5_10份；氯化鉀5_10份；氯化秘0. 1_1份。
2. 如權(quán)利要求1所述的助鍍劑，其特征是所述氯化鉍重量份為0. 2-0. 5份。
3. -種助鍍液，其特征是所述助鍍液為采用權(quán)利要求1?2所述任一一種助鍍劑與水 及鹽酸配制而成的溶液，所述助鍍液的氯化鋅濃度為250-400g/L。
4. 如權(quán)利要求3所述的助鍍液，其特征是pH值為1?2。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的助鍍液，其特征是采用如下方法配制： 1) 將氯化鉍溶于適量鹽酸得到氯化鉍溶液； 2) 再將助鍍劑中其他組分溶于水； 3) 將步驟2)得到的水溶液與步驟1)得到的氯化鉍溶液混合，后再用鹽酸調(diào)節(jié)至產(chǎn)生 的沉淀溶解。
【文檔編號】C23C2/06GK104372280SQ201410582133
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】曹曉明, 馬瑞娜, 張平平 申請人:天津市工大鍍鋅設(shè)備有限公司, 河北工業(yè)大學(xué)