CN105734476A - 一种热镀锌工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热镀锌工艺，所述酸洗中加入0.12%硫脲，酸洗的温度为50℃，可防止工件过腐蚀及减少铁基体吸氢量，所述超声波清洗中加入7.5%的超声波清洗剂，可迅速清除工件表面油污和锈蚀，所述超声波清洗剂为三氯乙烯，不含磷酸盐，对水生物无害，对人体无毒，且对皮肤无刺激，所述冷却分为两步，第一步缓冷，冷却速度为10℃/S，冷却至650℃，第二步为快冷，利用冷却风机对工件进行冷却，冷却至445℃，可以防止工件组织遭到破坏，所述镀锌前在锌锅中加入0.02%的纯铝，提高在较低温度下热浸镀液的流动性，防止镀层过厚，并提高镀层外观，采用此种方法生产的轴承，具有耐腐蚀、镀锌层结合强度大、使用时间长的优点，市场潜力巨大，前景广阔。

Description

一种热镀锌工艺
技术领域
本发明属于机械领域，更具体地说，本发明涉及一种热镀锌工艺。
背景技术
镀锌是金属防诱的一种非常有效的方法，热镀锌则是当今世界发展较快的镀锌技术，随着热镀锌技术的不断进步，热镀锌金属制品的用途十分广泛，目前前已涵盖建筑、汽车、轻工、家电商品包装及农牧渔业等多个方面。但是现有的热镀锌工艺有很多地方需要改进，例如专利号为：CN104561876A公布了一种热镀锌工艺方法，其包括如下步骤：(1)镀前检查；(2)挂件；(3)水洗；(4)酸性除锈；(5)水洗；(6)表面洁净度检验；(7)助镀；(8)热镀锌；(9)水冷；(10)锌层厚度检查；(11)钝化；(12)卸件；(13)磨、整修及最终检验；虽然前处理步骤较多，但是对金属表面的处理还不完全，专利号为CN101280401公布了一种钢铁制品热浸镀锌方法，该发明对浸镀锌锅加热方式为侧面加热，这样可以方便的控制锌液温度，加快锌渣的沉淀，从而减少镀件带走更多的锌；由于控制助镀池里的铁盐含量，减少了锌锅中的锌渣量；同时又控制每小时的产量，以稳定热损耗，减少因温度波动而增加的锌消耗，缺少对镀锌工件的预热、退火等前处理，将直接影响镀锌工件的性能和质量。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种热镀锌工艺。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种热镀锌工艺，包括如下步骤：
（1）脱脂水洗
将工件放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为40-50℃，所述浸渍脱脂的时间为10-20min，；
（2）酸洗
将脱脂后的工件放入的含量为15-20%的硫酸溶液中进行酸洗；
（3）超声波清洗
将酸洗后的工件进行超生波清洗，除去工件死角的油污和残酸，清洗温度为50-60℃，清洗频率为40-60KHz，清洗时间为2-3min，并将工件放入净水中漂洗干净；
（4）预热
将工件放入退火炉中，去出工件表面的水分，并使工件预热升温至130-170℃；
（5）加热
在H2和N2的保护下，将工件加热到710-770℃，并保持温度30-40s，使工件表面活化，调整工件组织，消除组织缺陷；
（6）冷却
在H2和N2的保护下，将工件冷却到420-470℃；
（7）镀锌
将冷却后的工件浸入锌浴中，使工件与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为440-460℃，浸锌时间1-2min；
（8）钝化
将镀锌好的工件放入配方为：硫酸铬35-38g/L，硝酸钠50-60g/L，柠檬酸30-50g/L，硫酸镍10-15g/L，氯化钠8-12g/L的钝化液中钝化；
（9）冷却检验
将工件放入水温为20-40℃的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对工件进行检验。
优选的，所述步骤（2）酸洗中加入0.1-0.14%硫脲，酸洗的温度为40～60℃。
优选的，所述步骤（4）超声波清洗中加入5-10%的超声波清洗剂。
优选的，所述步骤（4）超声波清洗剂为三氯乙烯。
优选的，所述步骤（6）冷却分为两步，第一步缓冷，冷却速度为20-30℃/S，第二步为快冷，利用冷却风机对工件进行冷却，冷却至420-470℃。
优选的，所述步骤（7）镀锌前在锌锅中加入0.01-0.03%的纯铝。
优选的，所述步骤（8）钝化的pH为2.5-2.7，钝化温度为50-70℃，钝化时间2-4min。
本工艺还包括：将酸洗后的试样放入活化液中，在20-30℃超声条件下进行活化，可以进一步将试样表面的氧化物和氢氧化物去除，并且使得试样基体完全显现出来，并且活化液中的氟离子与基体中的金属发生反应，生成氟化物膜层，有利于镀锌工艺的进行，所述活化液为磷酸与蒸馏水体积比为1：5，再加入NH4HF2，使NH4HF2的浓度为0.6-0.7mol/L；在钝化后采用高压静电喷涂对工件进行涂油，使其表面覆盖一层油膜，所述涂油选用无毒无味的DOS油，涂油面质量为2～8mg/m2。
有益效果：本发明提供了一种热镀锌工艺，所述酸洗中加入0.12%硫脲，酸洗的温度为50℃，可防止工件过腐蚀及减少铁基体吸氢量，所述超声波清洗中加入7.5%的超声波清洗剂，可迅速清除工件表面油污和锈蚀，所述超声波清洗剂为三氯乙烯，不含磷酸盐，对水生物无害，对人体无毒，且对皮肤无刺激，所述冷却分为两步，第一步缓冷，冷却速度为10℃/S，冷却至650℃，第二步为快冷，利用冷却风机对工件进行冷却，冷却至445℃，可以防止工件组织遭到破坏，所述镀锌前在锌锅中加入0.02%的纯铝，提高在较低温度下热浸镀液的流动性，防止镀层过厚，并提高镀层外观，所述钝化的pH为2.6，钝化温度为60℃，钝化时间3min，此条件下钝化膜最完整致密，且外观效果最好，采用此种方法生产的轴承，具有耐腐蚀、镀锌层结合强度大、使用时间长的优点，市场潜力巨大，前景广阔。
具体实施方式
实施例1：
一种热镀锌工艺，包括如下步骤：
（1）脱脂水洗
将工件放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为40℃，所述浸渍脱脂的时间为10min，；
（2）酸洗
将脱脂后的工件放入的含量为15%的硫酸和0.1%硫脲溶液中进行酸洗，酸洗的温度为40℃；
（3）超声波清洗
将酸洗后的工件进行超生波清洗，除去工件死角的油污和残酸，三氯乙烯的含量为5-10%，清洗温度为50℃，清洗频率为40KHz，清洗时间为min，并将工件放入净水中漂洗干净；
（4）预热
将工件放入退火炉中，去出工件表面的水分，并使工件预热升温至130℃；
（5）加热
在H2和N2的保护下，将工件加热到710℃，并保持温度30s，使工件表面活化，调整工件组织，消除组织缺陷；
（6）冷却
在H2和N2的保护下，分两步冷却，第一步缓冷，冷却速度为20℃/S，第二步为快冷，利用冷却风机对工件进行冷却，将工件冷却到420℃；
（7）镀锌
镀锌前在锌锅中加入0.01%的纯铝，再将冷却后的工件浸入锌锅中，使工件与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为440℃，浸锌时间1min；
（8）钝化
将镀锌好的工件放入配方为：硫酸铬35g/L，硝酸钠50g/L，柠檬酸30g/L，硫酸镍10g/L，氯化钠8g/L的钝化液中钝化，钝化的pH为2.5，钝化温度为50℃，钝化时间2min；
（9）冷却检验
将工件放入水温为20℃的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对工件进行检验。
实施例2：
一种热镀锌工艺，包括如下步骤：
（1）脱脂水洗
将工件放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为45℃，所述浸渍脱脂的时间为15min，；
（2）酸洗
将脱脂后的工件放入的含量为17.5%的硫酸和0.12%硫脲溶液中进行酸洗，酸洗的温度为50℃；
（3）超声波清洗
将酸洗后的工件进行超生波清洗，除去工件死角的油污和残酸，三氯乙烯的含量为7.5%，清洗温度为55℃，清洗频率为50KHz，清洗时间为2.5min，并将工件放入净水中漂洗干净；
（4）预热
将工件放入退火炉中，去出工件表面的水分，并使工件预热升温至150℃；
（5）加热
在H2和N2的保护下，将工件加热到740℃，并保持温度35s，使工件表面活化，调整工件组织，消除组织缺陷；
（6）冷却
在H2和N2的保护下，分两步冷却，第一步缓冷，冷却速度为25℃/S，第二步为快冷，利用冷却风机对工件进行冷却，将工件冷却到445℃；
（7）镀锌
镀锌前在锌锅中加入0.02%的纯铝，再将冷却后的工件浸入锌锅中，使工件与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为450℃，浸锌时间1.5min；
（8）钝化
将镀锌好的工件放入配方为：硫酸铬36.5g/L，硝酸钠55g/L，柠檬酸40g/L，硫酸镍12.5g/L，氯化钠10g/L的钝化液中钝化，钝化的pH为2.6，钝化温度为60℃，钝化时间3min；
（9）冷却检验
将工件放入水温为30℃的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对工件进行检验。
实施例3：
一种热镀锌工艺，包括如下步骤：
（1）脱脂水洗
将工件放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为50℃，所述浸渍脱脂的时间为20min，；
（2）酸洗
将脱脂后的工件放入的含量为20%的硫酸和0.14%硫脲溶液中进行酸洗，酸洗的温度为60℃；
（3）超声波清洗
将酸洗后的工件进行超生波清洗，除去工件死角的油污和残酸，三氯乙烯的含量为10%，清洗温度为60℃，清洗频率为60KHz，清洗时间为3min，并将工件放入净水中漂洗干净；
（4）预热
将工件放入退火炉中，去出工件表面的水分，并使工件预热升温至170℃；
（5）加热
在H2和N2的保护下，将工件加热到770℃，并保持温度40s，使工件表面活化，调整工件组织，消除组织缺陷；
（6）冷却
在H2和N2的保护下，分两步冷却，第一步缓冷，冷却速度为30℃/S，第二步为快冷，利用冷却风机对工件进行冷却，将工件冷却到470℃；
（7）镀锌
镀锌前在锌锅中加入0.03%的纯铝，再将冷却后的工件浸入锌锅中，使工件与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为460℃，浸锌时间2min；
（8）钝化
将镀锌好的工件放入配方为：硫酸铬38g/L，硝酸钠60g/L，柠檬酸50g/L，硫酸镍15g/L，氯化钠12g/L的钝化液中钝化，钝化的pH为2.7，钝化温度为70℃，钝化时间4min；
（9）冷却检验
将工件放入水温为40℃的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对工件进行检验。
经过以上工艺处理后，分别取出样品，测量结果如下：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 现有技术指标
结合强度 一般 高 高 一般4 -->
防腐能力 一般 强 强 一般
硬度 好 好 好 一般
根据上述表格数据可以得出，当实施例2参数时镀锌层与工件结合强度高，且防腐能力和硬度都比现有技术指标要好。
本发明提供了一种热镀锌工艺，还包括以下步骤：所述酸洗中加入0.12%硫脲，酸洗的温度为50℃，可防止工件过腐蚀及减少铁基体吸氢量，所述超声波清洗中加入7.5%的超声波清洗剂，可迅速清除工件表面油污和锈蚀，所述超声波清洗剂为三氯乙烯，不含磷酸盐，对水生物无害，对人体无毒，且对皮肤无刺激，所述冷却分为两步，第一步缓冷，冷却速度为10℃/S，冷却至650℃，第二步为快冷，利用冷却风机对工件进行冷却，冷却至445℃，可以防止工件组织遭到破坏，所述镀锌前在锌锅中加入0.02%的纯铝，提高在较低温度下热浸镀液的流动性，防止镀层过厚，并提高镀层外观，所述钝化的pH为2.6，钝化温度为60℃，钝化时间3min，此条件下钝化膜最完整致密，且外观效果最好，采用此种方法生产的轴承，具有耐腐蚀、镀锌层结合强度大、使用时间长的优点，市场潜力巨大，前景广阔。

Claims (7)

1.一种热镀锌工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）脱脂水洗
将工件放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为40-50℃，所述浸渍脱脂的时间为10-20min，；
（2）酸洗
将脱脂后的工件放入的含量为15-20%的硫酸溶液中进行酸洗；
（3）超声波清洗
将酸洗后的工件进行超生波清洗，除去工件死角的油污和残酸，清洗温度为50-60℃，清洗频率为40-60KHz，清洗时间为2-3min，并将工件放入净水中漂洗干净；
（4）预热
将工件放入退火炉中，去出工件表面的水分，并使工件预热升温至130-170℃；
（5）加热
在H2和N2的保护下，将工件加热到710-770℃，并保持温度30-40s，使工件表面活化，调整工件组织，消除组织缺陷；
（6）冷却
在H2和N2的保护下，将工件冷却到420-470℃；
（7）镀锌
将冷却后的工件浸入锌浴中，使工件与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为440-460℃，浸锌时间1-2min；
（8）钝化
将镀锌好的工件放入配方为：硫酸铬35-38g/L，硝酸钠50-60g/L，柠檬酸30-50g/L，硫酸镍10-15g/L，氯化钠8-12g/L的钝化液中钝化；
（9）冷却检验
将工件放入水温为20-40℃的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对工件进行检验。
2.按照权利要求1所述的一种热镀锌工艺，其特征在于：所述步骤（2）酸洗中加入0.1-0.14%硫脲，酸洗的温度为40～60℃。
3.按照权利要求2所述的一种热镀锌工艺，其特征在于：所述步骤（4）超声波清洗中加入5-10%的超声波清洗剂。
4.按照权利要求1所述的一种热镀锌工艺，其特征在于：所述步骤（4）超声波清洗剂为三氯乙烯。
5.按照权利要求1所述的一种热镀锌工艺，其特征在于：所述步骤（6）冷却分为两步，第一步缓冷，冷却速度为20-30℃/S，第二步为快冷，利用冷却风机对工件进行冷却，冷却至420-470℃。
6.按照权利要求5所述的一种热镀锌工艺，其特征在于：所述步骤（7）镀锌前在锌锅中加入0.01-0.03%的纯铝。
7.按照权利要求5所述的一种热镀锌工艺，其特征在于：所述步骤（8）钝化的pH为2.5-2.7，钝化温度为50-70℃，钝化时间2-4min。
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