CN101555576B - 一种热浸镀用助镀剂添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热浸镀用助镀剂添加剂，属于钢铁材料的表面镀覆工艺技术领域。其技术方案是将非离子型碳氢表面活性剂与阳离子或非离子型氟碳表面活性剂溶解于40℃以上的水中配置成水溶液，它在助镀剂中的添加量为1～12g/L。所述非离子型碳氢表面活性剂在添加剂中的含量为150～250g/L，所述阳离子或非离子型氟碳表面活性剂在添加剂中的含量为50～80g/L。本发明添加剂在助镀剂中添加后可改善助镀剂在形状复杂钢铁制件表面的涂敷效果，提高钢铁制件表面助镀剂盐膜均匀性和稳定性，提高制件表面镀层质量，改善工作环境。
Description
技术领域
本发明提供一种热浸镀用助镀剂添加剂，属于钢铁材料的表面镀覆工艺技术领域。
背景技术
目前，在批量热浸镀锌生产中广泛采用熔剂法镀锌，其镀锌工艺操作流程通常为：先将预镀钢铁制件除油、除锈处理，然后将漂洗后的表面洁净的钢铁制件浸入助镀剂中助镀处理，其后将助镀后的钢铁制件在一定温度下干燥或烘干，使其表面附着一层均匀的助镀剂膜，再浸入熔融锌或锌铝合金液中进行热浸镀。
助镀是热浸镀工艺中必不可少的工序，助镀就是将酸洗后的钢铁制件再浸入一定成分的氯化锌铵助镀液中，提出后在制件表面形成一层薄的氯化锌铵盐膜的过程。当温度低于200℃时，钢铁制件表面的盐膜为一种复合盐酸，这种强酸保证了在干燥过程中制件表面无法形成氧化膜而保持活化状态。当温度高于200℃以上时，钢铁制件表面的助镀液盐膜中的氯化铵会分解成氨气和氯化氢气体，此时氯化氢对钢基体的侵蚀占了主导，使钢基体表面不能形成氧化物，保持钢基体的活化状态。故在传统的热浸镀锌用助镀剂中均含有一定含量的氯化铵。助镀效果的好坏直接影响着镀层的质量，如镀层的均匀性、覆盖完整性(是否漏镀)、镀层厚度的均匀性、附着强度、镀层的光亮性等，而且还直接影响到镀锌车间的作业环境。因此，人们对助镀剂和助镀工艺一直进行着广泛的研究。
中国专利(CN 1186473C)中发明了一种熔剂法热浸镀低铝锌合金用的助镀剂，在氯化锌+氯化铵助镀剂中添加氟化铵、氯化铈来改善助镀效果。中国专利(CN1356404A)中发明了一种热镀锌铝系合金用水溶性助镀剂，在保留氯化铵的基础上添加氟化铝、氟化钾、氟锆酸、氟化铵、氯化钾配置成助镀剂来改善助镀效果，避免传统助镀剂失效和漏镀。中国专利(CN 101126142A)中发明了一种热镀锌助镀剂用添加剂，在氯化锌+氯化铵+氟化物的助镀剂中添加长链烷基阳离子表面活性剂使助镀剂和钢铁制件之间具有良好的界面润湿性和相容性，改善助镀效果，防止爆锌、漏镀，提高镀层质量。中国专利(CN 101122000A)中发明了一种热镀锌用植酸盐助镀剂，助镀剂由植酸锌、硼砂、氟化钠、柠檬酸、草酸、盐酸胼组成，助镀剂中不含有氯化铵，有利于工作环境的改善。中国专利(CN 101328568A)中发明了热浸镀用多功能助镀剂添加剂，将由季铵根阳离子表面活性剂和聚氧乙烯基非离子表面活性剂组成的添加剂添加到由氟化钠、氟化铝、氯化锌、氯化铵、锆氟酸钾、氟化钾、氯化钠组成的助镀剂中改善热浸镀锌、热浸镀锌-铝时助镀效果。这些技术成果中有的添加氟化物或稀土盐改善热浸镀锌-铝时的助镀效果，有的以氯化钾或氯化钠部分或完全代替氯化铵来减少了烟尘。为此，有必要研究一种多功能助镀剂添加剂，除了保证钢铁制件表面和锌液良好润湿外，还应具有如下功能：浸入锌液时防止爆锌，浸入锌液时无烟尘或仅有少量烟尘，产生的锌渣少，镀层光亮、平滑、厚度均匀，适合于热浸镀锌、热浸镀锌-铝工艺。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种热浸镀用助镀剂添加剂，在添加助镀剂后，可改善助镀剂在形状复杂钢铁制件表面的涂敷效果，提高钢铁制件表面助镀剂盐膜均匀性和稳定性，提高制件表面镀层质量，改善工作环境。在发明助镀剂中加入添加剂后能够防止助镀后的钢铁制件在空气中被二次氧化，提高助镀效果，减少热浸镀过程烟尘的产生。
本发明一种热浸镀用助镀剂添加剂技术方案是：添加剂是含有碳氢表面活性剂与氟碳表面活性剂的水溶液，添加剂中的碳氢表面活性剂为非离子型，加入量为150～250g/L；添加剂中的氟碳表面活性剂为阳离子或非离子型的全氟型氟碳表面活性剂，加入量为50～80g/L。
所述添加剂在助镀剂中的用量为1～12g/L。
所述添加剂添加在传统氯化锌+氯化铵助镀剂中，其助镀剂中可存在氯化钠、氯化钾等或氟化物氟化钠、氟化钾、氟硅酸钠、氟硅酸钾其他氯化物。
助镀剂中加入添加剂后适合于钢铁制件的热浸镀锌，和适合于钢铁制件的热浸镀锌-铝合金。
本发明是一种水溶液，是将非离子型碳氢表面活性剂与阳离子或非离子型氟碳表面活性剂溶解于温水中配置而成。它在助镀剂中的添加量为1～12g/L。所述阳离子或非离子型氟碳表面活性剂在添加剂中的含量为50～80g/L，所述非离子型碳氢表面活性剂在添加剂中的含量为150～250g/L。
本发明所涉及的助镀剂添加剂，在使用时可添加在传统氯化锌氯化铵助镀剂中，助镀剂中还可存在氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠、氟硅酸钾等。助镀剂中加入添加剂后能够防止助镀后的钢铁制件在空气中被二次氧化，提高助镀效果，减少浸镀过程烟尘的产生。
本发明所涉及的助镀剂添加剂，在使用时即适合于钢铁制件的热浸镀锌，又适合于钢铁制件的热浸镀锌-铝合金。
本发明所涉及的助镀剂添加剂，由于组分中含有碳氢、氟碳表面活性剂，碳氢和氟碳表面活性剂的共同作用可有效地改善助镀剂在水溶液状态的融盐状态，使得助镀剂在钢铁制件上的涂挂效果和热浸镀时与锌液的润湿粘附效果均得到改善。
本发明添加剂在助镀剂中添加后，可改善助镀剂在形状复杂钢铁制件表面的涂敷效果，提高钢铁制件表面助镀剂盐膜均匀性和稳定性，提高制件表面镀层质量，改善工作环境。
本发明助镀剂中加入添加剂后能够防止助镀后的钢铁制件在空气中被二次氧化，提高助镀效果，减少热浸镀过程烟尘的产生。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步详述。
实施例1：取碳氢表面活性剂如正辛基硫酸钠15Kg，氟碳表面活性剂如N-[3-(二甲氨基)-丙基]全氟辛基磺酰基季胺碘化物5Kg，水100L置于带有加热保温的反应容器中，采用磁力搅拌器在40℃保温30min，制得本添加剂。
取本发明添加剂100Kg加入到10000L由10％氯化铵+35％氯化锌组成的助镀剂中，充分搅拌均匀。将经过脱脂、酸洗除锈、漂洗过的长280mm的75×75×8角钢480Kg浸入助镀液中，角钢助镀烘干后浸入锌浴中镀锌，浸入时未出现爆锌，浸入时锌液表面产生的烟尘量比传统氯化锌+氯化铵助镀工艺降低，浸镀1min后角钢从锌液中提出经水浴冷却后没有发现漏镀、锌瘤等现象，镀层色泽均匀，硫酸铜实验检测表明镀层厚度均匀。
实施例2：取碳氢表面活性剂如脂肪酸烷醇酰胺2500g，氟碳表面活性剂如N-[3-(二甲氨基)-丙基]全氟辛基磺酰基季胺氧化物800g，水10L置于带有加热保温的反应容器中，采用磁力搅拌器在50℃保温25min，制得本添加剂。
取本发明添加剂10Kg加入到体积1m3的由10％氯化铵+25％氯化锌+5％氟化铵组成的助镀剂中，充分搅拌均匀。将经过脱脂、酸洗除锈、漂洗过的长300mm的75×75×6角钢420Kg浸入助镀液中，角钢助镀烘干后浸入锌-浴中镀锌-铝合金，浸入时未出现爆锌，浸入时锌-铝液表面产生少量烟尘，浸镀1min后角钢从锌-铝液中提出经水浴冷却后没有发现漏镀、锌瘤等现象，镀层色泽均匀，硫酸铜实验检测表明镀层厚度均匀。
实施例3：取碳氢表面活性剂如壬基酚聚氧乙烯(10)醚12Kg，氟碳表面活性剂如N-[3-(二甲氨基)-丙基]全氟辛基磺酰基季胺碘化物4.6Kg，水100L置于带有加热保温的反应容器中，采用磁力搅拌器在60℃保温18min，制得本添加剂。
取本发明添加剂60L加入到体积20m3的由25％氯化锌+20％氯化钠组成的助镀剂中，充分搅拌均匀。将经过脱脂、酸洗除锈、漂洗过的长300mm的75×75×6角钢820Kg浸入助镀液中，角钢助镀烘干后浸入锌浴中镀锌，浸入时未出现爆锌，浸入时锌液表面产生的烟尘量甚少，浸镀0.5min后锌液表面浮出黑色碳化物，角钢从锌液中提出经水浴冷却后没有发现漏镀、锌瘤等现象，镀层色泽均匀，硫酸铜实验检测表明镀层厚度均匀。
实施例4：取碳氢表面活性剂如烷基醇酰胺磷酸酯4200g，氟碳表面活性剂如N-[3-(二甲氨基)-丙基]全氟辛基磺酰基季胺氧化物1500g，水20L置于带有加热保温的反应容器中，采用磁力搅拌器在55℃保温20min，制得本添加剂。
取本发明添加剂18L加入到体积15m3的由30％氯化锌+15％氯化钠+10％氟化钠组成的助镀剂中，充分搅拌均匀。将经过脱脂、酸洗除锈、漂洗过的长400mm的75×75×6角钢520Kg浸入助镀液中，角钢助镀烘干后浸入锌-铝浴中镀锌-铝合金，浸入时未出现爆锌，浸入时锌-铝液表面产生烟尘量甚少(与采用传统氯化锌+氯化铵助镀剂工艺对比)，浸镀1min后角钢从锌-铝液中提出经水浴冷却后没有发现漏镀、锌瘤等现象，镀层色泽均匀，硫酸铜实验检测表明镀层厚度均匀。
Claims (5)
1.一种热浸镀用助镀剂添加剂，其特征在于：添加剂是含有碳氢表面活性剂与氟碳表面活性剂的水溶液，添加剂中的碳氢表面活性剂为非离子型，加入量为150～250g/L；添加剂中的氟碳表面活性剂为阳离子或非离子型的全氟型氟碳表面活性剂，加入量为50～80g/L。
2.根据权利要求1所述的助镀剂添加剂，其特征在于所述添加剂在助镀剂中的用量为1～12g/L。
3.根据权利要求1或2所述的助镀剂添加剂，其特征在于，所述添加剂添加在传统氯化锌+氯化铵助镀剂中，其助镀剂中存在氯化钠、氯化钾或者氟化钠、氟化钾、氟硅酸钠、氟硅酸钾。
4.根据权利要求1或2所述的助镀剂添加剂，其特征在于，助镀剂中加入添加剂后适合于钢铁制件的热浸镀锌，和适合于钢铁制件的热浸镀锌-铝合金。
5.根据权利要求3所述的助镀剂添加剂，其特征在于，助镀剂中加入添加剂后适合于钢铁制件的热浸镀锌，和适合于钢铁制件的热浸镀锌-铝合金。
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