CN104711502A - 一种耐蚀锌铝镁稀土合金镀层及其制备和热浸镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐蚀锌铝镁稀土合金镀层及其制备和热浸镀方法,耐蚀锌铝镁稀土合金镀层的原料配比为:Al3-9wt%,Mg0.03-0.09wt%,稀土0.01-0.15wt%,余量为锌。其中稀土为镧、铈或镨。各种原料混合经过合金熔融步骤制备成熔融合金,该镀液的流动性好,对钢基具有良好的浸润性;经过表面预处理的钢材在制备好的熔融合金进行热浸镀后,表面就镀上了耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,该镀层表面平整光滑,具有优良的防腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及热浸镀锌技术领域,特别涉及一种耐蚀锌铝镁稀土合金镀层及其制备和热浸镀方法。
背景技术
材料与周围环境发生化学电化学反应后被破坏的现象是材料腐蚀。材料腐蚀遍及国民经济的各个领域,给国民经济带来巨大损失。搞好材料的防腐蚀工作,己不是单纯的技术问题,而是关系到保护资源、节约能源、节省材料、保护环境、保证正常生产和人身安全、发展新技术等一系列的重大社会和经济问题。
在热镀材料中应用最为广泛的金属是锌,随着新兴工业和科技的发展以及环境污染的日趋严重,以往的纯锌镀层制品在耐蚀性能、机械性能等方面已远不能满足要求,所以,锌基合金镀层成为热镀工业的主要发展方向和内容。其中,新耐蚀镀锌层开发是镀锌工业中最重要的发展方向之一。
目前,提高镀层耐蚀性能的主要方法是向锌池中加入Mg、Al等元素,制备相应的合金镀锌层。近几年来,耐蚀性能优异的镀锌层主要有Zn-Al、Zn-Al-Mg等系列,日本日新制钢公司的高耐蚀新型Zn-Al-Mg合金镀层,耐蚀性为纯锌镀层的10倍,为Galfan合金镀层的5倍。
与纯锌镀层相比,新耐蚀镀锌层的耐腐蚀性有了很大程度上的提高,一般可达到纯锌镀层的5-7倍。并且锌合金的流动性好,形成镀层后的表面均匀、光滑、附着性好,所以采用新耐蚀镀锌层,用较小镀层厚度就能实现镀层的防护作用,这就节约了原料消耗,并降低了生产成本。
在低铝体系镀锌层的研究报道中,对于同时加入Mg、稀土元素作用的研究尚不多见;而对于添加Mg元素的研究,大多是在富Zn体系镀层上研究的,其中,Al含量一般不超过10%。另外,对于低Al的锌镁铝稀土镀层工艺报道尚不多见。
中国专利CN102477522热浸耐蚀镀锌层,针对现有GI镀锌板耐蚀性能差的缺点,发明了Zn-Al-Mg-Re四元镀锌层,镀层成分为:Al0.15-1wt%、Mg1-7wt%、Re0.02-1wt%,其余为Zn,其中Re为La、Ce或者La、Ce混合稀土,该成分的锌锭制备的锌池,锌液流动性能优异,所制备的镀锌板有优异的耐蚀性能,成型性能、镀层附着力及表面质量等。
但该专利有其不足之处:由于镀层中镁含量较高,镁极容易氧化,形成的渣会影响镀层外观,造成镀层不均匀,合金镀液氧化比较严重,热镀操作稳定性差,制得的产品在储存时有时镀层会出现崩皮并使得镀层灰暗。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种耐蚀锌铝镁稀土合金镀层及其制备工艺,提高了镀液的流动性,净化了钢基表面,提高镀液对钢基的浸润性,镀层表面平整光滑,具有优良的防腐蚀性能。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,其原料配比为:Al含量为3-9wt%,Mg含量为0.03-0.09wt%,稀土含量为0.01-0.15wt%,余量为锌。其中稀土为镧、铈或镨。
制备耐蚀锌铝镁稀土合金镀层的方法:按照所述配比称取锌、铝、镁、和稀土,将锌加热至480-520℃,镁用铝片包裹压制成块状压入锌液中,在480-520℃温度下保持2h,保温期间,每隔20min用石英棒进行搅拌;待充分熔融后,加热至750℃,将稀土压入熔池底部,750℃温度下保持1h,将温度降低到600℃。
耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括如下步骤:
①.合金熔融:按照所述配比取锌铝镁稀土,将锌加热至480-520℃,镁用铝片包裹压制成块状压入锌液中,在480-520℃温度下保持2h,过程中每隔20min用石英棒进行搅拌;待充分熔融后,加热至750℃,将稀土压入熔池底部,750℃温度下保持1h,将温度降低到600℃待用;
②.钢材预处理:将钢材在10wt%的NaOH碱液中50℃保持3-5min进行碱洗除油;然后取出用清水清洗;接着用10wt%的盐酸溶液酸洗3min除锈;再用清水清洗;使用助镀剂在80℃助镀1-2min;然后105℃下2min将钢材烘干;
③.热浸镀:步骤②预处理后的钢材置入步骤①制备的熔融合金中,浸镀温度为600℃-620℃,浸镀时间为10-20s。
其中,步骤②中助镀剂的成份包括:浓度为250-280g/L的ZnCl2,浓度为40-60g/L的NH4Cl,浓度为40-60g/L的AlCl3,浓度为30-50g/L的LiCl,浓度为4-8g/L的乳化剂OP-10,以及溶剂水。
在本发明热耐蚀锌铝镁稀土合金镀层中:
Al对钢基在熔体中生成Fe-Zn合金层反应有很强的阻滞作用。Al富集于钢基和镀层的界面上,这不仅能阻滞Fe-Zn合金层的反应,而且还能防止界面产生裂纹。铝的阻滞作用是由于在钢基表面形成了致密的Fe-Al金属间化合物同时抑制Fe-Zn合金层的生长。此外,Al的加入可以在镀层表面生成一层Al2O3的保护膜,使镀层光泽明显提高。
在锌铝合金中加入适量的Mg可以使镀层外观光洁,细化晶粒。Mg的加入能增加Zn-Al合金镀层的腐蚀阻力,抑制锌铝合金的晶界腐蚀,消除锌铝合金中杂质元素锡和镉的不良影响。在镁含量小于2%的范围内,随着镁含量的增加,金属晶粒逐渐细化,镀层组织结构逐渐趋于均匀,镀层耐蚀性逐渐提高,但是随着镁含量增加,镀层耐蚀性能呈现提高幅度逐渐降低的趋势。
锌铝合金镀层的腐蚀主要是晶界腐蚀,如果将稀土加入锌铝合金浴液中,由于稀土在铝中的溶解度大于在纯锌中的溶解度,故镀层急速冷却时,稀土优先富集在铝相中,改变了富铝相的腐蚀电位,即提高了富铝相的电极电位,减小了各相间的微电池作用,从而提高了晶界腐蚀的抗力。
电负性较高的O、S等杂质会加速晶界腐蚀,而稀土能对O、S起脱除作用,同时,其作为表面活性元素富集于镀层表面,形成致密而均匀的氧化层,阻碍了外界原子向镀层内部扩散,延缓腐蚀过程,提高了耐蚀性稀土使合金腐蚀电位正移,腐蚀电流减少,从而抑制了晶界腐蚀的发生。
稀土有突出的化学活性和很强的亲和力,可提高镀液的流动性,降低镀液的粘度,并对镀液起净化作用,从而改善了对钢基的浸润性。
经实验室研究发现稀土元素对于镀层所起的作用主要有三个方面:
1)在一定的冷却条件下稀土元素的存在能使镀层表面组织更细;
2)稀土能提高镀层表面膜的致密性,从而提高其抗高温氧化性能;
3)稀土的加入,改善了镀层与基体的结合强度,使镀层不易剥离。
加入稀土过量时,稀土与金属Al或Zn形成金属间化合物,这些金属间化合物较Al,Zn活泼,它们有更大的腐蚀倾向,所以镀层的耐蚀性反而变差。
此外,所选用的助镀剂一方面减少了浸镀造成的酸雾,一方面改善了助镀剂和合金液的湿润性,避免了漏镀或表面缺陷,有利于提高助镀效果,降低漏镀率,提高镀件质量。
本发明的优点在于:
该锌镁铝稀土合金镀层可以在传统热浸镀锌生产流程上进行,可以减少镀层厚度,减少锌的消耗,降低生产成本。
稀土元素的加入改善锌液的流动性,锌渣量较少,镀层表面质量较好,镀层结合力提高,避免了漏镀的发生。
锌镁铝稀土合金镀层中Mg和稀土元素在腐蚀过程中协同作用,增加了镀层腐蚀产物中致密的碱式氯化锌的含量,从而使得镀层耐蚀性能提高,腐蚀性能优异,中性盐雾试验4500h无红锈。
附图说明:
图1为本发明实施例4中Zn-Al-Mg-Ce合金镀层的外观图片;
图2为本发明实施例4的锌铝镁稀土合金镀层经过中性盐雾试验后的表面外观图;
图3为本发明实施例4中Zn-Al-Mg-Ce合金镀层的SEM图。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。
实施例1:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:3.0wt%、Mg:0.06wt%、La:0.03wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将726.83g锌锭加热至480℃,待其完全熔化后,将0.45g镁带用22.50g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在480℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.23g稀土La用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-La合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为3min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀1min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度600℃,热浸镀时间为15s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
实施例2:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:4.5wt%、Mg:0.05wt%、La:0.10wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将800.94g锌锭加热至490℃,待其完全熔化后,将0.42g镁带用37.80g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在490℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.84g稀土La用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-La合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为3.5min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀1.5min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度约618℃,热浸镀时间为15s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
实施例3:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:3.5wt%、Mg:0.08wt%、La:0.05wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将650.50g锌锭加热至500℃,待其完全熔化后,将0.54g镁带用23.63g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在500℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.34g稀土La用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-La合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为4min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀2min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度约620℃,热浸镀时间为12s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
实施例4:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:4.5wt%、Mg:0.05wt%、Ce:0.04wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将954.10g锌锭加热至505℃,待其完全熔化后,将0.50g镁带用45.00g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在505℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.40g稀土Ce用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-Ce合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为4min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀1.5min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度约616℃,热浸镀时间为15s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
实施例5:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:4.0wt%、Mg:0.04wt%、Ce:0.09wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将910.77g锌锭加热至510℃,待其完全熔化后,将0.38g镁带用38.00g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在510℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.86g稀土Ce用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-Ce合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为4.5min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀1.5min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度约615℃,热浸镀时间为18s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
实施例6:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:6.0wt%、Mg:0.07wt%、Ce:0.12wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将670.07g锌锭加热至520℃,待其完全熔化后,将0.50g镁带用42.86g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在520℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.86g稀土Ce用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-Ce合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为4min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀1.5min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度约608℃,热浸镀时间为15s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
实施例7:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:7.0wt%、Mg:0.03wt%、Pr:0.03wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将1084.30g锌锭加热至512℃,待其完全熔化后,将0.35g镁带用81.67g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在512℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.35g稀土Pr用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-Pr合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为3.5min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀1.6min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度约606℃,热浸镀时间为14s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
实施例8:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:9.0wt%、Mg:0.05wt%、Pr:0.08wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将605.67g锌锭加热至488℃,待其完全熔化后,将0.60g镁带用60.00g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在488℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.40g稀土Pr用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-Pr合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为4min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀1.8min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度约615℃,热浸镀时间为18s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
实施例9:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:5.0wt%、Mg:0.05wt%、Pr:0.08wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将948.70g锌锭加热至495℃,待其完全熔化后,将0.50g镁带用50.00g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在495℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.80g稀土Pr用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-Pr合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为4min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀1.5min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度约610℃,热浸镀时间为15s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
实施例10:
本实施例的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,合金镀层制备时采用的合金锌锭由按重量百分比计的下列组分组成:
Al:8.0wt%、Mg:0.08wt%、La:0.02wt%,余量为Zn以及可接受的微量杂质。
按照上述配方合金元素重量比熔炼合金,先将654.79g锌锭加热至500℃,待其完全熔化后,将0.57g镁带用57.00g铝片包裹压制成块状压入锌液中,在500℃温度下保持2h,中间每隔20min用石英棒进行搅拌;待合金充分熔融后,加热至750℃,将0.14g稀土La用钳子夹住压入熔池底部,在750℃温度下保持1h,后将电炉温度降低到600℃,即得到Zn-Al-Mg-La合金镀液。
利用该耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,包括镀件进行热浸镀前的碱洗、水洗、酸洗、助镀与烘干处理;先将钢片在50℃的10wt%的NaOH碱液中碱洗除油,碱洗时间为4min,用清水清洗;再在10wt%的盐酸溶液酸洗除锈,酸洗时间为3min,用清水清洗;在80℃助镀剂中助镀15min。
镀件助镀处理以后,在105℃温度下烘干约2min,待镀件表面泛白后立即放入按照上述配方制得的镀液中,热浸镀温度约608℃,热浸镀时间为14s,将镀件提出镀液在空气中进行冷却,即得到产品。
耐蚀锌铝镁稀土合金镀层的表面外观,以实施例4中Zn-Al-Mg-Ce合金镀层为例,从图1中可以看到,镀层表面十分光亮、平整,无漏镀、粘渣及流挂现象。
图3为实施例4中Zn-Al-Mg-Ce合金镀层的截面放大SEM照片。从图中可以看到镀层和钢基之间没有铁锌合金层,而铁锌合金层会阻止锌和铁相互扩散,也就是说铝的存在可以抑制该化合物的形成。而稀土元素的存在,一方面使组织均匀,净化了钢基表面,从而提高了锌液对钢基的润湿性,提高了镀层的附着力,另一方面,稀土能净化杂质和细化晶粒,并富集于镀层表面,在表面形成了致密而均匀的氧化层,它能在相当程度上阻止外界杂质原子向合金内部扩散,从而延缓了氧化和腐蚀过程。这是稀土系列镀层优良耐腐性的主要原因。
另外,本发明采用中性盐雾试验来评定锌铝镁稀土合金镀层的耐蚀性能,试验要求按照GB/T10125-1997进行,为了避免盐雾直接喷射到样品表面,试样上边缘与盐雾收集器顶端平行放入盐雾箱,每个种类镀层样品进行4个平行试验。具体试验条件,如下表所示:
温度(℃) | NaCl溶液浓度 | NaCl盐溶液pH | 试样摆放角度(°) | 喷雾腐蚀时间(h) |
35 | 5% | 6.5-7.2 | 30 | 4500 |
试验结果:通过连续喷雾4500h后,锌镁铝稀土合金镀层出现白锈,从试验后的表现状态分析,锌镁铝稀土合金镀层白锈总量不超过25%,白锈的发展速度很慢,黄锈总量也不超过5%,并未出现红锈。其中,以实施例4的锌镁铝稀土合金镀层为例,其经过中性盐雾试验后的表面外观,如图2所示,可以发现经4500h中性盐雾试验后样品黄锈,也未出现红锈。
以上所述仅为本发明的一种实施方式,不是全部或唯一的实施方式,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,其特征在于,所述的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层的各组分比列为:Al含量为3-9wt%,Mg含量为0.03-0.09wt%,稀土含量为0.01-0.15wt%,余量为锌。
2.根据权利要求1所述的耐蚀锌铝镁稀土合金镀层,其特征在于,所述稀土为镧、铈或镨。
3.制备权利要求1所述耐蚀锌铝镁稀土合金镀层的方法,其特征在于,按照所述配比称取锌、铝、镁、和稀土,将锌加热至480-520℃,镁用铝片包裹压制成块状压入锌液中,在480-520℃温度下保持2h,保温期间,每隔20min用石英棒进行搅拌;待充分熔融后,加热至750℃,将稀土压入熔池底部,750℃温度下保持1h,将温度降低到600℃。
4.利用权利要求1所述耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,其特征在于,包括如下步骤:
①.合金熔融:按照所述配比取锌铝镁稀土,将锌加热至480-520℃,镁用铝片包裹压制成块状压入锌液中,在480-520℃温度下保持2h,过程中每隔20min用石英棒进行搅拌;待充分熔融后,加热至750℃,将稀土压入熔池底部,750℃温度下保持1h,将温度降低到600℃待用;
②.钢材预处理:将钢材在10wt%的NaOH碱液中50℃保持3-5min进行碱洗除油;然后取出用清水清洗;接着用10wt%的盐酸溶液酸洗3min除锈;再用清水清洗;使用助镀剂在80℃助镀1-2min;然后105℃下2min将钢材烘干;
③.热浸镀:步骤②预处理后的钢材置入步骤①制备的熔融合金中,浸镀温度为600℃-620℃,浸镀时间为10-20s。
5.根据权利要求4所述耐蚀锌铝镁稀土合金镀层进行热浸镀的方法,其特征在于,所述步骤②中助镀剂的成份包括:浓度为250-280g/L的ZnCl2,浓度为40-60g/L的NH4Cl,浓度为40-60g/L的AlCl3,浓度为30-50g/L的LiCl,浓度为4-8g/L的乳化剂OP-10,以及溶剂水。
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