一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，先將鋼鐵材料表面進(jìn)行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈，然后將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入鹽酸溶液中浸泡30-50分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用熱氮?dú)獯蹈?，再將吹干后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開(kāi)始電鍍鋅，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用熱氮?dú)夂娓?，最后將熱氮?dú)夂娓珊蟮匿撹F材料在真空條件下加熱至180-200℃，保持20-40分鐘，然后使用冷氮?dú)饨抵潦覝丶纯?。本發(fā)明提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法得到的鍍層具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，同時(shí)具有優(yōu)良的鍍層結(jié)合性能，進(jìn)一步增強(qiáng)了鍍層的特性。
【專利說(shuō)明】—種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電鍍領(lǐng)域，具體涉及一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電鍍鋅錫合金已經(jīng)廣泛用作鋼鐵、銅、鎳等金屬的防腐保護(hù)層。在一般大氣條件下，與單純的鋅鍍層相比，錫-鋅合金鍍層的耐蝕性比鋅鍍層有顯著的提高，這是由于錫-鋅合金鍍層中含有錫，它對(duì)鋅受到腐蝕而溶解具有抑制作用，使合金鍍層不易產(chǎn)生點(diǎn)蝕，雖然錫的加入具有抑制鋅受到腐蝕的效果，目前，鋅錫電鍍鍍層的錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為60% -85%左右，但錫加入的含量高于70%會(huì)導(dǎo)致鍍件表面顯白霧狀，沒(méi)有光亮性，而低于一定比例會(huì)導(dǎo)致耐蝕性下降，另外由金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位可知，Sn2+的標(biāo)準(zhǔn)電極電位等于-0.14V，鋅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位等于-0.763V，兩者相差較大，要獲得錫鋅共沉積層，要將兩者的沉積電位拉近，而在鍍液配制過(guò)程中，由于含有Sn2+，渡液中的Sn2+容易氧化成Sn4+導(dǎo)致鍍液漫混濁，影響鍍液質(zhì)量，增加后期操作工序。以上的鋅錫合金電鍍工藝中存在的問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了該方法的發(fā)展，因此，亟需開(kāi)發(fā)一種能夠在電鍍過(guò)程中保持鍍液穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化操作工序，保證鍍層結(jié)晶細(xì)致及具有良好的耐蝕性和光亮度的鋅錫合金電鍍方法。申請(qǐng)?zhí)枮?01410024738.1的中國(guó)專利公開(kāi)了了一種鋅錫合金電鍍方法的工藝流程及其電鍍液的配制方法，工藝流程包括2次熱脫脂、2次水洗、酸解(陰極)、水洗、酸洗(30%鹽酸)、2次水洗、堿性電解除油(陽(yáng)極)、2次水洗、活化(5?10%鹽酸)、2次水洗、電鍍，同時(shí)改善鍍液質(zhì)量，在電鍍液中加入絡(luò)合劑、光亮劑、聚甘油、極化型光亮劑、還原劑等多種電鍍添加劑。其鍍液穩(wěn)定性高，可長(zhǎng)期生產(chǎn)而不更換鍍，沉積速度快，沉積附著力強(qiáng)，形成的鍍層在含錫為70%，鋅為30%左右的比例時(shí)達(dá)到更好的耐蝕性，性鹽霧可達(dá)到144hr白銹，100hr紅銹，抗二氧化硫的耐腐蝕性、鍍層柔軟性好，鍍層可進(jìn)行彎曲測(cè)試。申請(qǐng)?zhí)枮?01210054585.6的中國(guó)專利公開(kāi)了一種錫-鋅合金電鍍液及其制備方法。該錫-鋅合金電鍍液主要由:硫酸亞錫、對(duì)苯酚磺酸錫、硫酸鋅、硫酸銨、檸檬酸、葡萄糖酸鈉、十二烷基二甲基氨基乙酸甜菜堿、抗壞血酸、去離子水等組成。該錫-鋅合金電鍍液具有鍍液穩(wěn)定性高，沉積速度快，耐腐蝕性能和力學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)。但是以上公開(kāi)的文獻(xiàn)中雖然提供的電鍍液都具有較好的電鍍效果，但是隨著目前技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)于電鍍后鍍膜的特性也有了更高的要求，因此，需要進(jìn)一步不斷研究來(lái)開(kāi)發(fā)一種更加優(yōu)異的電鍍方法以及電鍍液，使得電鍍的鍍膜具有更加優(yōu)異的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，提高鍍層的結(jié)合性能以及耐腐蝕性。
[0004]本發(fā)明采用以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn):
[0005]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一，將鋼鐵材料表面進(jìn)行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0007]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入鹽酸溶液中浸泡30-50分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用熱氮?dú)獯蹈桑?br> [0008]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開(kāi)始電鍍鋅，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用熱氮?dú)夂娓桑?br> [0009]步驟四，將步驟三中熱氮?dú)夂娓珊蟮匿撹F材料在真空條件下加熱至180-200°C，保持20-40分鐘，然后使用冷氮?dú)饨抵潦覝兀?br> [0010]以上步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨60-70份，氯化鋅30-40份，聚乙二醇0.5-1份，硼酸5-10份，氯化亞錫50-60份，硫酸鋅20-30份，硫酸鈉10-20份，三硝基甲苯1-5份，苯甲酸鈉0.5-1份，淀粉0.2-0.8份，去離子水400-500份。
[0011]以上步驟二中所述鹽酸溶液的質(zhì)量濃度可以為25% -30%。
[0012]以上步驟二中鹽酸溶液浸泡的溫度可以為30-35 °C。
[0013]以上步驟二中所述熱氮?dú)獾臏囟瓤梢詾?0-100°C。
[0014]以上步驟三中電鍍的條件可以為電流密度為l_3A/dm2，溫度30_40°C，pH3_5。
[0015]以上步驟三中熱氮?dú)鉁囟瓤梢詾?0_100°C。
[0016]以上步驟四中的真空條件的真空度可以為0.02-0.05MPa。
[0017]以上步驟四中的冷氮?dú)獾臏囟瓤梢詾?-10°C，降至室溫的時(shí)間可以為5-12分鐘。
[0018]本發(fā)明提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法電鍍后的鍍層進(jìn)行性能測(cè)試，通過(guò)劃格試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)測(cè)試鍍層結(jié)合力，將鍍鋅錫后的金屬片進(jìn)行彎折試驗(yàn)，指導(dǎo)金屬基體斷裂，通過(guò)放大鏡觀察鍍層仍然精密結(jié)合在基體表面，沒(méi)有分離現(xiàn)象，用鋒利的刀刃劃削鍍層，鍍層也不能剝離。說(shuō)明本發(fā)明提供的方法得到的鍍層具有良好的結(jié)合力。對(duì)鍍層進(jìn)行耐鹽霧試驗(yàn)，采用5%氯化鈉水溶液，pH6.8，試驗(yàn)溫度35°C，壓縮氣體預(yù)熱溫度38°C，連續(xù)噴霧測(cè)定耐腐蝕性能，結(jié)果表明，連續(xù)噴霧300小時(shí)后，鍍層表面仍然沒(méi)有任何變化；在濕度為80%的二氧化硫氛圍中能夠達(dá)到100小時(shí)以上鍍層表面無(wú)變化，本發(fā)明提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法得到的鍍層具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，同時(shí)具有優(yōu)良的鍍層結(jié)合性能，進(jìn)一步增強(qiáng)了鍍層的特性。

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0021]步驟一，將鋼鐵材料表面進(jìn)行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0022]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質(zhì)量濃度為25%的鹽酸溶液中浸泡30分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為80°C的熱氮?dú)獯蹈桑?br> [0023]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開(kāi)始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度lA/dm2，溫度30°C，pH3，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為80°C的熱氮?dú)夂娓桑?br> [0024]步驟四，將步驟三中熱氮?dú)夂娓珊蟮匿撹F材料在真空度為0.02MPa的條件下加熱至180°C，保持20分鐘，然后使用溫度為10°C的冷氮?dú)饨抵潦覝?，其中降至室溫的時(shí)間為5分鐘；
[0025]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨60份，氯化鋅30份，聚乙二醇0.5份，硼酸5份，氯化亞錫50份，硫酸鋅20份，硫酸鈉10份，三硝基甲苯I份，苯甲酸鈉0.5份，淀粉0.2份，去離子水400份。
[0026]實(shí)施例2
[0027]—種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0028]步驟一，將鋼鐵材料表面進(jìn)行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0029]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質(zhì)量濃度為26%的鹽酸溶液中浸泡35分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為86°C的熱氮?dú)獯蹈桑?br> [0030]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開(kāi)始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度lA/dm2，溫度33°C，pH4，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為90°C的熱氮?dú)夂娓桑?br> [0031]步驟四，將步驟三中熱氮?dú)夂娓珊蟮匿撹F材料在真空度為0.03MPa的條件下加熱至185°C，保持26分鐘，然后使用溫度為8°C的冷氮?dú)饨抵潦覝兀渲薪抵潦覝氐臅r(shí)間為8分鐘；
[0032]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨62份，氯化鋅35份，聚乙二醇0.6份，硼酸7份，氯化亞錫53份，硫酸鋅23份，硫酸鈉12份，三硝基甲苯2份，苯甲酸鈉0.6份，淀粉0.5份，去離子水430份。
[0033]實(shí)施例3
[0034]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0035]步驟一，將鋼鐵材料表面進(jìn)行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0036]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質(zhì)量濃度為28%的鹽酸溶液中浸泡40分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為90°C的熱氮?dú)獯蹈桑?br> [0037]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開(kāi)始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度2A/dm2，溫度36°C，pH4，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為88°C的熱氮?dú)夂娓桑?br> [0038]步驟四，將步驟三中熱氮?dú)夂娓珊蟮匿撹F材料在真空度為0.04MPa的條件下加熱至200°C，保持30分鐘，然后使用溫度為5°C的冷氮?dú)饨抵潦覝?，其中降至室溫的時(shí)間為10分鐘；
[0039]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨66份，氯化鋅35份，聚乙二醇0.8份，硼酸8份，氯化亞錫56份，硫酸鋅26份，硫酸鈉14份，三硝基甲苯3份，苯甲酸鈉0.6份，淀粉0.7份，去離子水460份。
[0040]實(shí)施例4
[0041]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0042]步驟一，將鋼鐵材料表面進(jìn)行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0043]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質(zhì)量濃度為28%的鹽酸溶液中浸泡45分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為100°c的熱氮?dú)獯蹈桑?br> [0044]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開(kāi)始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度3A/dm2，溫度38°C，pH4，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為90°C的熱氮?dú)夂娓桑?br> [0045]步驟四，將步驟三中熱氮?dú)夂娓珊蟮匿撹F材料在真空度為0.05MPa的條件下加熱至195°C，保持40分鐘，然后使用溫度為8°C的冷氮?dú)饨抵潦覝?，其中降至室溫的時(shí)間為12分鐘；
[0046]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨68份，氯化鋅37份，聚乙二醇0.9份，硼酸8份，氯化亞錫58份，硫酸鋅25份，硫酸鈉18份，三硝基甲苯5份，苯甲酸鈉I份，淀粉0.6份，去離子水480份。
[0047]實(shí)施例5
[0048]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0049]步驟一，將鋼鐵材料表面進(jìn)行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0050]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質(zhì)量濃度為30%的鹽酸溶液中浸泡50分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為100°c的熱氮?dú)獯蹈桑?br> [0051]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開(kāi)始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度3A/dm2，溫度40°C，pH5，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為100°C的熱氮?dú)夂娓桑?br> [0052]步驟四，將步驟三中熱氮?dú)夂娓珊蟮匿撹F材料在真空度為0.05MPa的條件下加熱至200°C，保持40分鐘，然后使用溫度為10°C的冷氮?dú)饨抵潦覝兀渲薪抵潦覝氐臅r(shí)間為12分鐘；
[0053]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨70份，氯化鋅40份，聚乙二醇I份，硼酸10份，氯化亞錫60份，硫酸鋅30份，硫酸鈉20份，三硝基甲苯5份，苯甲酸鈉I份，淀粉0.8份，去離子水500份。
[0054]對(duì)以上實(shí)施例提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法電鍍后的鍍層進(jìn)行性能測(cè)試，通過(guò)劃格試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)測(cè)試鍍層結(jié)合力，將鍍鋅錫后的金屬片進(jìn)行彎折試驗(yàn)，指導(dǎo)金屬基體斷裂，通過(guò)放大鏡觀察鍍層仍然精密結(jié)合在基體表面，沒(méi)有分離現(xiàn)象，用鋒利的刀刃劃削鍍層，鍍層也不能剝離。說(shuō)明本發(fā)明提供的方法得到的鍍層具有良好的結(jié)合力。對(duì)鍍層進(jìn)行耐鹽霧試驗(yàn)，采用5%氯化鈉水溶液，pH6.8，試驗(yàn)溫度35°C，壓縮氣體預(yù)熱溫度38°C，連續(xù)噴霧測(cè)定耐腐蝕性能，結(jié)果表明，連續(xù)噴霧300小時(shí)后，鍍層表面仍然沒(méi)有任何變化；在濕度為80%的二氧化硫氛圍中能夠達(dá)到100小時(shí)以上鍍層表面無(wú)變化，因此可以看出，本發(fā)明提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法得到的鍍層具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，同時(shí)具有優(yōu)良的鍍層結(jié)合性能，進(jìn)一步增強(qiáng)了鍍層的特性。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，將鋼鐵材料表面進(jìn)行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈； 步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入鹽酸溶液中浸泡30-50分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用熱氮?dú)獯蹈桑? 步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開(kāi)始電鍍鋅，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用熱氮?dú)夂娓桑? 步驟四，將步驟三中熱氮?dú)夂娓珊蟮匿撹F材料在真空條件下加熱至180-200°C，保持20-40分鐘，然后使用冷氮?dú)饨抵潦覝兀? 以上步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨60-70份，氯化鋅30-40份，聚乙二醇0.5-1份，硼酸5-10份，氯化亞錫50-60份，硫酸鋅20-30份，硫酸鈉10-20份，三硝基甲苯1-5份，苯甲酸鈉0.5-1份，淀粉0.2-0.8份，去離子水400-500份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟二中所述鹽酸溶液的質(zhì)量濃度為25%-30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟二中鹽酸溶液浸泡的溫度為30-35°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟二中所述熱氮?dú)獾臏囟葹?0-100°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟三中電鍍的條件為電流密度為l_3A/dm2，溫度30-40°C，pH3-5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟三中熱氮?dú)鉁囟葹?80-100°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟四中的真空條件的真空度為0.02-0.05MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟四中的冷氮?dú)獾臏囟葹?-10°C，降至室溫的時(shí)間為5-12分鐘。
【文檔編號(hào)】C25D5/50GK104357884SQ201410650754
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】尤為 申請(qǐng)人:無(wú)錫伊佩克科技有限公司