CN103938142B - 一种溶剂法热镀锌用镀层减薄无铵盐助镀剂 - Google Patents
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Abstract
一种无铵盐和减薄镀层厚度的溶剂法热镀锌助镀剂，所述助滤剂的成分含量是：ZnCl2 80~140g/L,NaCl 5~60g/L,MgCl2 1~5g/L,KCl 1~6g/L,油酸 2~6g/L，NiCl2 2~10g/L，其余为水。本发明助镀剂可以解决溶剂法热镀锌时的污染和镀层超厚的问题。本发明助镀剂生产工艺简单，在预镀件上形成均匀溶剂薄膜，热镀时，无浓烟和漏镀现象，镀层表面光亮，锌层中的合金层减薄，镀层减薄50%以上，降低锌耗，节约成本。本明适用于无铵盐和减薄镀层厚度的溶剂法热镀锌助镀工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种溶剂法热镀锌用镀层减薄无铵盐助镀剂，属金属表面处理技术领域。
背景技术
热浸镀锌是一种将被镀的钢铁工件（如钢板、钢结构件或其它钢铁零部件等)浸入熔化的锌液中保持一段时间，在此过程中铁与锌液之间通过溶解，化学反应和扩散等方式在表面粘附一层锌的保护方法。它一直是防止钢铁在自然环境中腐蚀的最为经济、有效的表面处理方法，被广泛应用于钢铁材料各类结构的防护上，全球金属锌消耗量的50%以上都用于钢铁的防护镀层
到目前为止，钢铁零部件的热镀锌基本上都采用溶剂法工艺进行，将待镀的钢铁工件通过除油、酸洗、活化、涂溶剂助镀等工序再进行热浸镀锌处理。助镀剂对镀件表面能否形成完整、均匀平滑的耐蚀镀层起着至关重要的作用，传统的助镀剂基本上采用氯化锌/氯化铵双盐助镀，氯化铵在浸镀过程中会分解生成氨气和氯化氢气体，往往会产生较大的烟尘，不仅影响工厂的操作环境，而且对周边环境的水质和大气造成污染。尽管可以采用烟尘收集过滤的方式来处理，可将75％以上的烟尘抽取并去除，但是仍属于非根除污染源的被动式处理，且设备投资大、运行能耗较高。因此，传统助镀剂已难以满足环境可持续发展和镀层合金化的发展需求，需要研发无害化、污染小的新型助镀剂。
多年来热浸镀界的研究者都试图从助镀剂的配方中剔除或减少氯化铵，以彻底免除和降低氨盐对空气和排放水的污染。目前研发的低氨、无铵盐助镀剂不少，如美国专利USP3816188、英国专利GB1412067提出以氯化锌为主、添加锌的磷酸盐或AlCl3及少量铵盐组成的低烟助镀剂；美国专利USP3860438、中国专利CN1356404A、CN101328568A提出以碱金属氟化物和氟硅酸盐为主并添加氯化物的助镀剂；中国专利CN101575692A提出以氯化锌和氯化钠位主演盐、辅以全氟碳型表面活性剂的助镀剂；中国专利CN10112200A中提出了一种植酸盐助镀剂，主要由植酸锌、硼砂、氟化钠等组成。但是上述方法均存在氟化物，氟化物容易侵蚀镀槽，其本身又具有很强毒性且污染环境等缺点；而且助镀效果不是很理想，造成钢件漏镀较多，镀层质量低，生产成本高等问题。
另一方面，对于常规用于热镀锌普碳钢，特别是活性的含硅钢，由于圣德林效应易形成厚的锌铁（Zn-Fe）合金层，这种合金层的增厚，不仅影响镀层外观，也影响镀层的附着力。为了解决活性钢出现镀层超厚、粘附性差的问题，通常的做法是在锌浴中加入一定量（约0.05%左右）的镍（Ni）来抑制所谓的圣德林效应。但镍是一种很贵重的金属，这势必造成镀锌成本的上升。为了寻求低成本的解决镀层超厚、粘附性差的问题，在镀锌的助镀剂中加入氯化镍（NiCl2），通过助镀剂的方式来解决活性含硅钢的圣德林效应是一种新的思路。
发明内容
本发明的目的是，为了解决溶剂法热镀锌时的污染和镀层超厚问题，本发明提供一种无铵盐镀层减厚助镀剂。
本发明为解决溶剂法热镀锌时的污染和镀层超厚的问题所采取的技术方案是：本发明助镀溶剂包含氯化锌、氯化钠、氯化镁、氯化钾、表面活性剂、氯化镍，这种溶剂的具体成分的含量是（g/L）：
ZnCl2 80~140g/L；
NaCl 5~60g/L；
MgCl2 1~5g/L；
KCl 1~6g/L；
油酸 2~6g/L；
NiCl2 2~10g/L；
其余为水。
本发明最佳成分含量是：
ZnCl2 120g/L, NaCl 20g/L, MgCl2 4g/L, KCl 2g/L, 油酸5g/L, NiCl2 8g/L其余为水。
本发明的有益效果是，本发明助镀剂，除不含铵外，还不含氟化物，实现无烟助镀的同时，根除氟化物对环境的污染，实现无害化的新型助镀处理。采用本发明助镀剂后， 镀层连续光滑，没有漏镀，使镀层质量进一步提高；本发明能有效减薄镀层中的合金层，防止镀层出现超厚现象，使镀层附着力进一步提高，生产成本下降。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如下：
实施例1
本实施例溶剂法热镀锌助镀剂采用以下成分含量：
ZnCl2：120g/L；
NaCl：10g/L；
MgCl2：2g/L；
KCl：2g/L；
油酸1g/L；
NiCl2：8g/L；
其余为水。
采用本发明助镀剂的热浸镀锌工艺包括以下工序：
（1）预镀件除油、酸洗后水洗；
（2）将助镀剂按最佳成分含量加入，放入池中；
（3）预镀件放入助镀剂池中浸泡80 ~90秒，助镀剂温度55 ~ 60℃；
（4）将助镀后的预镀件在80℃温度下烘干；
（5）将预镀件浸入锌锅中，锌液温度为455 ~465℃，浸泡时间为1 ~3分钟；
（6）镀件出锅，冷却。
本实施例的优点是：助镀剂的生产工艺简单，在预镀件上形成均匀钝化膜，热镀时，无浓烟和漏镀现象，镀层表面光亮，锌层中的合金层减薄，镀层减薄50%以上，降低锌耗，节约成本。
实施例2
本实施例溶剂法热镀锌助镀剂采用以下成分含量：
ZnCl2：120g/L；
NaCl：30g/L；
MgCl2：4g/L；
KCl：3g/L；
油酸：2g/L；
NiCl2：8g/L；
其余为水。
采用工艺与实施例1相同。
本实施例的优点是：助镀剂的生产工艺简单，在预镀件上形成均匀钝化膜，热镀时，无浓烟和漏镀现象，镀层表面光亮，锌层中的合金层减薄，镀层减薄60%以上，降低锌耗，节约成本。
实施例3
本实施例溶剂法热镀锌助镀剂采用最佳成分含量时：
ZnCl2：120g/L；
NaCl：20g/L；
MgCl2：4g/L；
KCl：2g/L；
油酸5g/L；
NiCl2：8g/L；
其余为水。
采用工艺与实施例1相同。
其优点是：助镀剂的生产工艺简单，在预镀件上形成均匀钝化膜，热镀时，无浓烟和漏镀现象，镀层表面光亮，锌层中的合金层减薄，镀层减薄70%以上，降低锌耗，节约成本。
Claims (1)
1.一种溶剂法热镀锌用镀层减薄无铵盐助镀剂，包括氯化锌、氯化钠，其特征在于，所述助镀剂还包括氯化镁、氯化钾、氯化镍和表面活性剂；所述助镀剂的具体化学成分是：ZnCl2 80～140g/L,NaCl 5～60g/L,MgCl2 1～5g/L,KCl 1～6g/L,油酸 2～6g/L，NiCl2 2～10g/L，其余为水。
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