CN108884543B

CN108884543B - 热浸镀锌系统和热浸镀锌方法

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Publication number: CN108884543B
Application number: CN201780016319.5A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·平格; 拉尔斯·鲍姆格特尔
Original assignee: Fontaine Holdings NV
Current assignee: Fontaine Holdings NV
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2037-01-09
Also published as: ES2758519T3; DE102016106660A1; DK3400318T3; US11549166B2; SI3400318T1; HUE047635T2; EP3400318B1; BR112018068229A2; US20190048452A1; WO2017153062A1; CN108884543A; BR112018068229B1; PL3400318T3; MX2018010835A; CA3015539A1; EP3400318A1; CA3015539C

Abstract

本发明涉及一种用于部件热浸镀锌的系统和方法，优选用于多个相同或相似部件的大规模热浸镀锌，特别是在分批地，优选用于批量镀锌。

Description

热浸镀锌系统和热浸镀锌方法

技术领域

本发明涉及优选用于汽车和/或汽车工业的、通过热浸镀锌对铁基和/或含铁部件(特别是钢基和/或含钢部件(钢部件))进行镀锌的技术领域。

特别地，本发明涉及一种用于部件(即，铁基和/或含铁部件，钢基和/或含钢部件(钢部件))热浸镀锌的系统和方法，特别是在不连续操作中用于多个相同或相似部件(例如，汽车部件)的大规模(高容量)热浸镀锌(称为批量镀锌)。

背景技术

由含铁材料构成的任何类型的金属部件(特别是由钢制成的部件)通常需要与应用相关的有效防腐蚀保护。特别地，用于诸如汽车、卡车和多功能车等的机动车辆(汽车)的由钢构成的部件需要可承受甚至长期暴露的有效的防腐蚀保护。

在这方面，已知的做法是通过镀锌(锌涂层)保护钢基部件免受腐蚀。在镀锌中，钢材具有普遍薄的锌涂层，以保护钢材免受腐蚀。有各种镀锌方法可对钢构成的部件镀锌，换句话说，用锌的金属覆盖物涂覆它们，特别包括热浸镀锌、锌喷涂(锌丝火焰喷涂)、扩散镀锌(渗锌)、电镀锌(电解镀锌)、借助锌薄片涂层的非电解镀锌以及机械锌涂层。上述镀锌方法之间存在很大差异，特别是在它们的实施以及所产生的锌层和/或锌涂层的性质和特性方面。

通过金属锌涂层对钢进行腐蚀防护的最重要方法可能是热浸镀锌。因此，在约450℃至600℃(锌的熔点为419.5℃)的温度下将钢连续(例如，线圈和导线)或逐个地(例如，部件)浸入含有液态锌的加热槽中，从而在钢表面上形成铁和锌的抗性合金层，并且在其上形成非常牢固粘附的纯锌层。

在热浸镀锌的情况下，不连续批量镀锌(参见例如DIN EN ISO 1461)和连续带状镀锌(DIN EN 10143和DIN EN 10346)之间存在区别。批量镀锌和带状镀锌都是标准化和/或规范化工艺。带状镀锌钢是在镀锌后通过特别是成形、冲孔、修边等进一步加工的前体和/或中间体(半成品)，而通过批量镀锌保护的部件首先完全制造，然后仅进行热浸镀锌(从而为部件提供全面的防腐蚀保护)。批量镀锌和带状镀锌在锌层的厚度方面也不同，导致不同的保护期限。带状镀锌板上的锌层厚度通常不大于20-25微米，而批量镀锌钢部件的锌层厚度通常在50-200微米甚至更大的范围内。

热浸镀锌提供主动和被动防腐蚀保护。被动保护是通过锌涂层的屏障效应。主动腐蚀保护是由于锌涂层的阴极活性而出现的。相对于电化学系列中更多贵金属(例如铁)，锌用作牺牲阳极，以保护下面的铁免受腐蚀，直到锌本身完全被腐蚀。

根据DIN EN ISO 1461，所谓的批量镀锌用于通常相对较大的钢部件和结构的热浸镀锌。由此将钢基坯料或完成的工件(部件)预处理并随后浸入锌熔体池中。特别地，浸入使得用于镀锌的部件或工件上的内表面、焊接点和难以进入的位置易于到达。

常规的热浸镀锌尤其基于将铁和/或钢部件浸入锌熔体中，以在部件的表面上形成锌涂层或锌覆盖层。为了确保锌涂层的粘附性、非渗透性和统一性，通常需要预先对待镀锌的部件进行彻底的表面处理，通常包括脱脂和冲洗操作、随后的酸性酸洗和下游冲洗过程，以及最后的助熔剂处理(即，所谓的助熔)和干燥操作。

通过热浸镀锌的传统批量镀锌的典型工艺顺序通常采用以下形式：在相同或相似部件批量镀锌的情况下(例如，汽车部件的批量生产)，出于工艺经济和经济性的原因，它们通常针对整个过程进行整理和/或分组(尤其通过例如配置为横梁或齿条的共同货物载体、或者用于多个这些相同和/或相似部件的共同的安装和/或连接装置来实现)。为此目的，多个部件通过保持装置(例如吊索、扎线等)连接在货物载体上。随后通过物品载体将分组状态的部件提供给随后的处理步骤和/或阶段。

首先，对分组的部件的部件表面进行脱脂，以去除油脂和油的残余物，其中使用通常含水的碱性或酸性脱脂剂形式的脱脂剂。在脱脂浴中清洁之后通常伴随冲洗操作，通常通过浸入水浴中进行，以防止脱脂剂夹带有镀锌材料进入之后的酸洗操作步骤，这对于从碱性脱脂到酸性的转换的情况尤为重要。

下一步是酸洗处理(酸洗)，其特别用于从钢表面去除同源杂质(例如锈和水垢)。酸洗通常在稀盐酸中完成，酸洗程序的持续时间取决于包括镀锌材料的污染状况(例如生锈程度)的因素以及酸洗浴的酸浓度和温度。为了防止和/或最小化残留酸和/或残留盐夹带镀锌材料，通常在酸洗处理之后进行冲洗操作(冲洗步骤)。

接下来是所谓的助熔(用助熔剂处理)，其中先前脱脂和酸洗的钢表面中具有所谓的助熔剂，通常包含无机氯化物的水溶液，最常用的是氯化锌(ZnCl₂)和氯化铵(NH₄Cl)的混合物。一方面，助熔剂用于在钢表面与熔融锌反应之前对钢表面进行最后的强化精细净化，将氧化皮溶解在锌表面上，并且在镀锌过程之前防止钢表面再次氧化。另一方面，助熔剂提高了钢表面和熔融锌之间的润湿能力。通常在助熔剂处理之后进行干燥操作，以在钢表面上产生助熔剂的固体薄膜并去除粘附的水，从而避免随后在液态锌浸渍浴中发生不希望的反应(尤其是形成蒸汽)。

然后将以上述方式预处理的部件浸入液态锌熔体中进行热浸镀锌。在使用纯锌进行热浸镀锌的情况下，根据DIN EN ISO 1461，熔体的锌含量为至少98.0wt％。在将镀锌材料浸入熔融锌中之后，将其保留在锌熔体浴中足够长的时间，特别是直到镀锌材料已经处于其温度并且涂覆有锌层。再次从锌熔体中提取镀锌材料之前，通常清洁锌熔体的表面以特别去除氧化物、锌灰、助熔剂残留物等。然后将以这种方式热浸镀锌的部件进行冷却(例如在空气中或在水浴中)。最后，去除用于部件的保持装置，例如吊索、线等。在镀锌操作之后，通常进行再加工或后处理操作(在某些情况下涉及)。尽可能去除特别是被称为滴水边缘的过量的锌残余物和边缘上凝固的锌的条纹，以及粘附在部件上的氧化物或灰渣。

热浸镀锌的质量的一个标准是锌涂层的厚度，单位为μm(微米)。DIN EN ISO 1461标准规定了批量镀锌时根据材料厚度提供的所需涂层厚度的最小值。在实际操作中，涂层厚度远高于DIN EN ISO 1461中规定的最小涂层厚度。一般而言，通过批量镀锌生产的锌涂层的厚度为50-200微米或甚至更大。

在镀锌过程中，由于液态锌和钢表面之间的相互扩散，在钢部件上形成不同成分的铁/锌合金层的涂层。在取出热浸镀锌制品时，锌层(也称为纯锌层)保持粘附在最上面的合金层上，该锌层的成分对应于锌熔体的成分。由于与热浸渍相关的高温，最初在钢表面上形成相对脆的层，该层基于铁和锌之间的合金(混合晶体)，纯锌层仅形成在该层的上面。虽然相对脆的铁/锌合金层确实提高了与基材的粘合强度，但也妨碍了镀锌钢的成形性。钢中大量的硅(特别是在生产过程中用于钢的所谓平静的那种)导致锌熔体和基材之间的反应性增加，并因此导致铁/锌合金层的强烈生长。以这种方式，形成了相对高的总层厚度。虽然这确实实现了非常长时间的腐蚀保护，但是随着锌层厚度的增加，也增加了在机械暴露下(特别是突然的局部暴露)层剥落的风险，从而破坏防腐效果。

为了抵消上述快速生长、脆性和厚的铁/锌合金层的发生率的问题，并且为了实现相对低的层厚度以及在镀锌的情况下的高腐蚀保护，现有技术中已知的做法是在锌熔体或液态锌浴中另外添加铝。例如，通过向液态锌熔体中添加5wt％的铝，产生的锌/铝合金的熔化温度低于纯锌的熔化温度。通过使用锌/铝熔体(Zn/Al熔体)和/或液态锌/铝浴(Zn/Al浴)，一方面，可以实现更低的层厚度，以实现可靠的防腐蚀保护(通常低于50微米)；另一方面，没有形成脆性铁/锡合金层，原因在于铝(不受限于任何特定的理论)最初在所讨论的部件的钢表面上形成阻挡层，然后实际的锌层沉积在该阻挡层上。因此，可以容易地形成用锌/铝熔体热浸镀锌的部件，尽管与使用准无铝锌熔体的常规热浸镀锌相比，层厚度明显较低，但具有改进的防腐蚀品质。相对于纯锌，在热浸镀锌浴中使用的锌/铝合金表现出增强的流动性质。此外，相对于由纯锌形成的锌涂层，使用这种锌/铝合金通过热浸镀锌生产的锌涂层具有更好的耐腐蚀性(比纯锌好两到六倍)、增强的成形性以及提高的涂覆性。此外，该技术还可用于生产无铅锌涂层。

这种使用锌/铝熔体和/或使用锌/铝热浸镀锌浴的热浸镀锌方法能够从例如WO2002/042512A1和其同族专利的相关等价公开文本(例如，EP1352100B1，DE60124767T2和US2003/0219543A1)中获知。其中，由于用于锌/铝热浸镀锌浴的助熔剂组成与用纯锌进行的常规热浸镀锌的助熔剂组成不同，还公开了用于通过锌/铝溶体浴进行热浸镀锌的合适助熔剂。利用所公开的方法，可以产生具有非常低的层厚度(通常远低于50微米并且通常在2-20微米的范围内)并且具有非常低的重量和高成本效益的防腐蚀涂层，因此，其中所描述的方法以

工艺的名称在商业上使用。

在锌/铝溶体浴中的部件的批量热浸镀锌中，特别是在多个相同或相似部件的大量批量热浸镀锌的情况下(例如，汽车部件和/或在汽车工业中的大规模批量热浸镀锌)，由于钢与锌/铝熔体的润湿性较差并且锌覆盖层和/或锌涂层的厚度较低，在经济的工艺顺序中存在着相同和/或相似部件始终经受相同的操作条件和操作顺序的问题，特别是以对所有相同或相似部件提供相同尺寸完整性的方式可靠且可重复地实施高精度热浸镀锌。在现有技术中，通过昂贵且不方便的预处理(特别是通过选择特定的助熔剂)，这通常在镀锌过程中特别地通过特殊过程控制(例如，延长将部件浸入锌/铝熔体的时间)来实现，因为只有这样才能确保相对薄的锌涂层中没有缺陷或者没有未涂覆或不完全涂覆的区域。

为了使处理顺序对于相同和/或相似部件的已知热浸镀锌是经济的(特别是在大规模批量热浸镀锌的情况下)，并且为了确保相同的处理顺序，现有技术对用于镀锌的多个相同或相似的部件进行整理或分组(例如，在普通货物载体等的上面)，并通过各个处理阶段引导其处于分组状态(尤其是镀锌浴)。

然而，已知的零件热浸镀锌具有各种缺点。如果货物载体上的制品以两层或更多层悬挂，特别是如果货物载体的浸入运动与浮出运动相同，则部件和/或部件的区域不可避免地在锌熔体中花费不同的时间。这导致部件材料和锌熔体之间的不同反应时间，并因此导致部件上不同的锌层厚度。此外，在具有高温敏感性的部件的情况下，特别是在高强度和超高强度钢的情况下(例如弹簧钢、底盘和车身部件、以及压制硬化成型部件)，锌熔体中停留时间的差异影响钢的机械特性。为了确保部件各部分的特定特性，至关重要的是每个单独部件观察到定义的操作参数。

此外，在从锌熔体中取出部件时，不可避免的是，锌将流动并且将从部件的边和角滴下。这会在元件上产生锌凸起。随后消除这些锌凸起(通常是手动作业)代表一个相当大的成本因素，特别是如果待镀锌的件数很多和/或如果要观察的公差要求严格的话。对于满载的货物载体，通常不可能够到所有部件，并在镀锌处直接单独移除锌凸起。通常，在镀锌之后，必须从货物载体上取下镀锌部件，并且必须以非常昂贵且不方便的操作单独地手动检查和加工。

此外，在已知的批量热浸镀锌的情况下，货物载体进出镀锌浴的浸入和浮出运动发生在相同的位置。作为助熔剂和锌熔体的反应产物的锌灰的工艺相关的出现，在部件浸入之后，灰积聚在锌浴的表面上，使得在浮出之前必须通过抽出或冲洗从表面除去锌灰，防止其在抽出时粘附在镀锌部件上，以便在镀锌部件上产生尽可能少的污染。考虑到锌浴中的大量部件以及镀锌浴中部件表面的相对较差的可及性，从浴表面除去锌灰通常证明是非常昂贵和不方便并在某些情况下成问题的操作。一方面，在从镀锌浴表面除去锌灰的同时，存在操作延迟，同时生产率降低，另一方面，存在与各个部件的镀锌质量有关的缺陷源。

最终，使用已知的零件热浸镀锌，镀锌部件上残留有污染物和锌凸起，必须通过手工的后续工作清除。这种后续工作通常非常昂贵且耗时。在这方面，应该注意的是，这里的后续工作不仅指清洁和/或修复，而且特别是指目视检验。由于与工艺相关的原因，所有部件都存在污染物粘附或存在锌凸起的风险，并且需要移除。因此，必须单独查看所有部件。仅进行这种检查而没有任何可能需要的后续工作步骤，就代表了非常高的成本因素，特别是在具有大量待检查部件和非常高质量要求的大规模生产部门中。

发明内容

因此，本发明所解决的问题是提供一种通过锌/铝熔体中(即在液体锌/铝浴中)热浸镀锌对铁基或含铁部件(特别是钢基或含钢部件(钢部件))进行零件镀锌的系统和方法，优选用于大量相同或相似部件(例如汽车部件)大规模热浸镀锌，其中至少在很大程度上避免或至少减少了上述现有技术的缺点。

特别地，本发明提供一种系统和方法，相对于传统的热浸镀锌系统和方法，其能够实现改进的操作经济性和更有效、尤其是更灵活的操作顺序。

为了解决上述问题，根据本发明的第一方面，本发明提出了一种根据权利要求1的用于热浸镀锌的系统；本发明的系统的其他实施方式(尤其是特定和/或有利的实施方式)是相关从属系统权利要求的主题。

根据本发明的第二方面，本发明还涉及一种根据独立方法权利要求的热浸镀锌方法；本发明的方法的其他实施方式(尤其是特定和/或有利的实施方式)是相关从属方法权利要求的主题。

关于下文中的内容，显然，为了避免重复，下面仅针对本发明的一个方面进行阐述的实施方式、实施形式和优点等当然也应当相对于本发明的其他方面适用，而不需要特别提及。

对于下文中提到的所有相对和/或基于重量百分比的数据，尤其是相对数量或重量数据，应进一步注意的是，在本发明的范围内，本领域技术人员将以以下方式对它们进行选择：尤其如下文所定义，包括所有部件和/或成分的总量，其加起来或总计为100％或100wt％；然而，这对本领域技术人员来说是明显的。

在任何情况下，基于应用或在个别情况下，本领域技术人员在必要时能够脱离下文所述的范围数据，而不脱离本发明的范围。

此外，原则上，通过使用标准化或规格化或明确指定的确定方法或者通过本领域技术人员熟悉的测量或确定方法，可以确定或限定下文中提到的所有数值和/或参数数据等。

这已经确立，现在将在下面详细说明本发明。

本发明涉及一种用于热浸镀锌部件的系统，其优选用于多个相同或相似部件的大规模(高容量)热浸镀锌，特别是以不连续操作，优选用于批量镀锌，其具有带有至少一个货物载体的输送装置，用于分组输送多个附接在货物载体上的部件；任选的分散的脱脂装置，用于对部件进行脱脂；表面处理装置，特别是酸洗装置，优选用于部件的化学(特别是湿化学)和/或机械表面处理，优选用于酸洗部件的表面；助熔剂涂覆装置，用于将助熔剂涂覆到部件表面；以及热浸镀锌装置，用于对部件进行热浸镀锌，其具有包括液体熔融形式的锌/铝合金的镀锌浴。

根据本发明，在上述类型的系统中，为了解决所列出的问题，设置分离(隔离)和挑选装置，用于优选地将货物载体的部件自动供应、浸入及浮出热浸镀锌装置的镀锌浴中。

在方法方面，本发明相应涉及使用液体熔融形式的锌/铝合金的热浸镀锌部件的方法，优选用于大规模热浸镀锌多个相同或相似的部件，更特别地是以不连续操作，优选用于批量镀锌。在此，热浸镀锌之前，部件附接在货物载体上以用于分组输送。之后，对部件进行表面处理，优选化学(更特别是湿化学)和/或机械表面处理，更特别是酸洗。随后，在部件表面上涂覆助熔剂，然后在其表面上有助熔剂的部件在镀锌浴中进行热浸镀锌，该镀锌浴包含液体熔融形式的锌/铝合金。

根据本发明，在上述方法中，在热浸镀锌中，部件从货物载体中分离出来并挑选，和/或部件以分离(隔离)及挑选出的状态(优选自动化地)供应到镀锌浴，浸入其中并随后从其中浮出。

因此，本发明与现有技术的不同之处在于，部件从原始分组状态分离出来和挑选，并且以分离及挑选出的状态供应到锌/铝合金的镀锌浴。这种措施乍一看似乎是不经济的并且导致操作延迟，但出人意料地证明这是特别优选的，特别是对于高精度热浸镀锌部件的生产。

在经济方面，最初避免使用根据本发明的方案，因为在现有技术的批量镀锌操作中，取决于尺寸和重量，在某些情况下数百个部件悬挂在货物载体并且同时及共同地镀锌。在镀锌之前将部件从货物载体中分离和挑选，并且在分离及挑选出的状态下对其进行镀锌，因此首先导致镀锌操作本身的持续时间的显著增加。

然而，关于本发明，已经认识到，特别是对于某些对温度敏感的部件(例如高强度和超高强度钢)，在实际的镀锌操作期间需要有针对性地和优化地处理部件。通过与本发明的系统和/或本发明的方法相关的单独镀锌，可以容易地确保每个部件各自经受相同的操作参数。特别是对于由高强度和超高强度钢制成的弹簧钢或底盘以及车身部件(例如压制硬化成型部件)，这起到了显著的作用。通过分离和挑选用于镀锌的部件，钢和锌熔体之间的反应时间可以在每种情况下相同。这最终导致锌层的厚度始终相同。此外，镀锌同样地影响部件的特性，因为本发明确保每个部件经受相同的操作参数。

本发明的另一个显著优点来自于以下事实：通过本发明的分离(隔离)及挑选，可以精确操作和处理每个部件，例如通过从熔体中提取时部件的特定旋转和转向运动。通过这种方式，可以显著减少并且在某些情况下完全避免后续工作的成本和工作量。此外，本发明提供了显著减少锌灰累积的可能性，并且在某些情况下确实可以防止锌灰的积聚。这是可能的，因为本发明的方法按以下方式控制：在浸入之后，在分离(隔离)及挑选出的状态下进行镀锌的部件从浸入位置移开并移向远离浸入位置的位置。随后，浮出。虽然锌灰在浸入位置的区域出现并且位于浸渍位置的表面上，但是在浮出部位存在很少或没有锌灰残留物。通过这种特定技术，可以显著减少或防止锌灰的积聚。

结合本发明，已经确定，考虑到在本发明的某些情况下不再需要再加工，事实上，相对于现有技术，可以减少与镀锌部件的制造相关的总生产时间，因此，本发明最终提供了更高的生产率，因为现有技术中的手工后加工是非常耗时的。

在分离和挑选镀锌的情况下，另一个系统优点在于，所需的镀锌槽不需要宽而深，而是窄的。这减小了镀锌浴的表面积，并且以这种方式可以更有效地屏蔽表面，因此极大地降低辐射损失。

因此，通过具有分离的镀锌的本发明，生产出在表面上具有更高质量和清洁度的部件，这些部件各自暴露于相同的操作条件，因此具有相同的部件特性。同样从经济学的角度来看，本发明相对于现有技术具有经济优势，因为考虑到不再需要或在某些情况下非常有限的后续工作，生产时间可以减少高达20％。

在本发明的情况下，在将货物载体的上面或货物载体上的部件初始分组之后，可以在表面处理之后或在涂覆助熔剂之后进行分离(隔离)和挑选。在装置方面，在脱脂之后，或在表面处理(特别是酸洗)之后，或在涂覆助熔剂之后，通过分离和挑选装置从货物载体分离和挑选部件。在从成本与效益的角度进行的试验中，确定最有用的是，在涂覆助焊剂后将部件从货物载体中分离和挑选，并因此将分离和挑选装置放置在热浸镀锌装置和助熔剂涂覆装置之间。对于本发明的该实施方式，脱脂、表面处理和助熔剂的涂覆在部件的分组状态下进行，仅在分离和挑选出的状态下进行镀锌。

装置相应地，在本发明的一个优选实施方式中，分离和挑选装置包括至少一个设置在助焊剂涂覆装置和热浸镀锌装置之间的分离(隔离)和挑选设备。然后该分离和挑选设备优选地配置，使得其从部件组中取出一个部件并随后将其供应到热浸镀锌装置以进行热浸镀锌。这里的分离和挑选设备可以直接从货物载体中取出或移除部件，或者从货物载体中已经存放的部件组中取出部件。这里应当理解的是，原则上也可以提供多个分离和挑选设备，换句话说，多个分离和挑选出的部件在分离和挑选出的条件下同时进行热浸镀锌。在这方面，还应当理解的是，即使来自不同分离和挑选设备的部件同时或具有时间偏移地并且彼此独立地被引导通过热浸镀锌装置和/或镀锌浴，至少在分离和挑选出的部件上的镀锌操作同样进行。

在本发明的系统和相关方法的一个替代形式的实施方式中，提供分离和挑选装置，以配置成使得其从部件组中取出一个部件，但是不将取出的部件直接进行镀锌。分离和挑选装置可以例如将从部件组中取出的部件转移到分离和挑选装置的输送系统(例如货物载体或单轨轨道)，之后在分离和挑选出的条件下对分离和挑选出的部件进行镀锌。利用这种实施的形式，最终对于系统来说，分离和挑选装置包括至少两个分离和挑选设备，特别是第一分离和挑选设备，其从部件组中分离和挑选部件，以及至少一个第二分离和挑选设备，例如以输送系统的方式，其随后引导分离和挑选出的部件通过镀锌浴。

在本发明的另一个优选实施方式的情况下，分离和挑选设备配置成使得分离和挑选出的部件浸入浴的浸入区域，然后从浸入区域移动到相邻的浮出区域，并随后从浮出区域浮出。如上所述，在浸入区域的表面上形成锌灰，作为助熔剂与锌熔体的反应产物。通过将浸入锌熔体中的部件从浸入区域移向浮出区域，在浮出区域的表面上几乎没有任何锌灰或没有锌灰。以这种方式，浮出的镀锌部件的表面不含或至少基本上不含锌灰累积。这里应理解的是，浸入区域与浮出区域相邻，因此它们是彼此相距一定距离(特别是不重叠)的镀锌浴区域。

此外，在本发明的上述构思的一个优选实施方式中，在浸入之后，部件保留在镀锌浴的浸入区域中，至少直到部件表面和镀锌浴的锌/铝合金之间的反应时间结束。这确保了在熔体内向上移动的锌灰仅在浸入区域的表面处扩散。随后，该部件然后可以移动到基本上不含锌灰的浮出区域中，并且可以在那里浮出。

在与本发明有关的试验中，有用的是，部件在浸入区域中花费20％-80％(优选至少50％)的镀锌时间，然后仅移动到浮出区域中。在系统中，这意味着分离和挑选装置或相关的分离和挑选设备如此设计，并且必要时通过适当的控制彼此协调，从而可以毫无问题地执行上述方法顺序。

特别地，在由温度敏感钢制成的部件的情况下，并且在部件具有接近相同的产品性能的客户特定要求的情况下，在系统和方法方面规定，分离和挑选设备配置成使得从货物载体分离和挑选出的所有部件以相同的方式(更特别是具有相同的运动)、以相同的布置和/或相同的时间引导通过镀锌浴。最后，这可以通过适当控制分离和挑选装置或至少一个指定的分离和挑选设备来容易地实现。由于相同的操作，相同的部件(换句话说，由相同材料构成并且在每种情况下具有相同形状的部件)在每种情况下具有相同的产品特性。这些特性不仅包括相同的锌层厚度，而且还包括镀锌部件的相同特性，这些部件各自被同样地引导通过镀锌浴。

此外，在系统和方法方面，分离和挑选使得本发明提供了可以更容易地避免锌凸起的优点。为此目的，在系统方面，在浮出区域之后存在剥离装置，并且在本发明的该构思的一个优选实施方式中，分离和挑选设备如此配置，使得在浮出之后，从货物载体中分离和挑选出的所有部件都输送通过剥离装置，以便以相同的方式剥离液态锌。在替代实施方式的情况下(然而，其也可以与剥离装置结合实现)，从货物载体中分离和挑选出的所有部件在浮出之后以相同的方式移动，从而液体锌的滴水边缘和条纹被去除(更具体地滴落)，和/或均匀地分布在部件表面上。因此，由于本发明，最终可能的是，每个单独的部件不仅以限定的方式引导通过镀锌浴，而且可替代地以限定的定位引导，例如在部件的一部分上倾斜的姿势，并移动经过一个或多个剥离装置，和/或在浮出之后通过特定的旋转和/或转向运动使部件移动，使得至少基本上避免锌凸起。

此外，本发明的系统优选地包括多个冲洗装置，可选地具有两个或更多冲洗阶段。因此，优选地，在脱脂装置之后和/或在表面处理装置之后设置冲洗装置。单个冲洗装置最终确保脱脂装置中使用的脱脂剂和/或表面处理装置中使用的表面处理剂不进入下一个方法阶段。

此外，本发明的系统优选地包括在助熔剂涂覆装置之后的干燥装置，从而在涂覆到部件的表面之后干燥助熔剂。这可以防止从助熔剂溶液夹带液体到镀锌浴中。

在本发明的一个优选的改进的情况下，在热浸镀锌装置之后，存在冷却装置，更具体地是淬火装置，在热浸镀锌之后冷却和/或淬火部件。

此外，特别是在冷却装置之后，可以存在后处理装置。后处理装置特别用于镀锌部件的钝化、密封或着色。然而，后处理阶段也可以包括例如后续工作，更具体地包括污染物的移除和/或锌凸起的去除。然而，如上所述，相对于现有技术中已知的方法，栽本发明的情况下，后续工作步骤显著减少，并且在某些情况下实际上是多余的。

此外，本发明涉及上述类型的系统和/或方法，其中部件是铁基和/或含铁部件，更特别是钢基和/或含钢部件(称为钢部件)，优选汽车部件或汽车领域的部件。可选地或另外地，含有锌和铝的镀锌浴，锌/铝重量比为55-99.999：0.001-45，优选为55-99.97：0.03-45，更特别是60-98：2-40，更优选为70-96：4-30。可选地或另外地，镀锌浴的组成如下，其中重量规格基于镀锌浴，且组成的所有成分总计为100wt％：

(i)锌，更特别是含量为55-99.999wt％，优选为60-98wt％；

(ii)铝，更特别地含量为高于0.001wt％，优选0.005wt％，更优选0.03-45wt％，更优选0.1-45wt％；

(iii)任选的硅，更特别是含量为0.0001-5wt％，优选0.001-2wt％；

(iv)任选的至少一种其他成分和/或任选的至少一种杂质，更特别是选自碱金属(例如钠和/或钾)，碱土金属(例如钙和/或镁)和/或重金属(例如镉、铅、锑和铋)，更特别是含量为0.0001-10wt％，优选0.001-5wt％。

关于进行的试验，发现在具有上述组成的锌浴的情况下，可以在部件上实现非常薄且非常均匀的涂层，这些涂层特别是满足汽车工程中部件质量方面的严格要求。

可选地或另外地，助熔剂的组成如下，其中重量规格基于助熔剂并且组成的所有成分总计为100wt％：

(i)氯化锌(ZnCl₂)，更特别是含量为50-95wt％，优选为58-80wt％；

(ii)氯化铵(NH₄Cl)，更特别是含量为5-50wt％，优选7-42wt％；

(iii)任选至少一种碱金属盐和/或碱土金属盐，优选为氯化钠和/或氯化钾，更特别是总含量为1-30wt％，优选为2-20wt％；

(iv)任选至少一种金属氯化物，优选为重金属氯化物，更优选选自氯化镍(NiCl₂)、氯化锰(MnCl₂)、氯化铅(PbCl₂)、氯化钴(CoCl₂)、氯化锡(SnCl₂)、氯化锑(SbCl₃)和/或氯化铋(BiCl₃)的组中，更特别是总含量为0.0001-20wt％，优选为0.001-10wt％；

(v)任选地至少一种其他添加剂，优选为润湿剂和/或表面活性剂，更特别是含量为0.001-10wt％，优选0.01-5wt％。

可选地或另外地，助熔剂涂覆装置(更具体地，助熔剂涂覆装置的助熔剂浴)包括在优选水溶液中的助熔剂，更特别是助熔剂的含量和/或浓度的范围为200-700g/l，更特别是350-550g/l，优选为500-550g/l，和/或助熔剂优选用作水溶液，更特别是助熔剂的含量和/或浓度的范围为200-700g/l，更特别是350-550g/l，优选为500-550g/l。

在利用具有上述组成和/或浓度的助熔剂特别是连同上述锌/铝合金的试验中，发现获得非常低的层厚度，特别是小于20μm的层厚度，这与轻量和降低成本有关。特别是在汽车领域，这些都是必不可少的标准。

附图说明

从下面基于附图的示例性实施方式的描述中以及从附图本身，本发明的其他特征、优点和可能的应用是显而易见的。这里，所描述和/或描绘的所有特征(无论其自身或以任何期望的组合)构成本发明的主题，而不用考虑其包含在权利要求中或其依赖引用。

在附图中，

图1示出了本发明方法各个阶段的示意顺序，

图2示出了本发明的系统和本发明的方法在一个方法步骤中的顺序的示意图，

图3示出了本发明的系统和本发明的方法在另一方法步骤中的顺序的示意图，以及

图4示出了本发明的系统和本发明的方法在另一方法步骤中的顺序的示意图。

具体实施方式

在图1中，示出了本发明的系统1中的本发明方法的顺序。在这方面，应该指出，所示的顺序方案是根据本发明的可能的一种方法，但是也可以省略单独的方法步骤或以与所表示和随后描述的顺序不同的顺序提供单独的方法步骤。还可以提供其他方法步骤。在任何情况下，原则上并非所有方法阶段都需要在一个集中式系统1中提供。各个方法阶段的分散实现也是可能的。

在图1所示的顺序方案中，阶段A确认在连接点处用于镀锌的部件2的供应和存放。在本实施例中，部件2已经过机械表面处理，更具体地说是喷砂。这是可能的，但不是必需的。

在阶段B中，部件2与输送装置3的货物载体7连接以形成一组部件2。在一些情况下，部件2也彼此连接，并因此仅间接地连接到货物载体7。货物载体7还可以包括在其中放置部件2的篮子、架子等。

在阶段C中，对部件2进行脱脂。这是使用碱性或酸性脱脂剂11完成的，以消除部件2上的油脂和油的残留物。

在阶段D中，冲洗已脱脂的部件2，特别是用水冲洗。从部件2中洗掉脱脂剂11的残余物。

在工艺步骤E中，部件2的表面进行酸洗，即进行湿化学表面处理。酸洗通常在稀盐酸中进行。

阶段E之后是阶段F，阶段F也是冲洗阶段，特别是用水冲洗，以防止酸洗剂进入下游工艺阶段。

然后，仍然装配为在货物载体7上的一组，用于镀锌的相应地清洁和酸洗的部件2用助熔处理，即进行助熔剂处理。阶段H中的助熔剂处理目前同样在含水助熔剂溶液中进行。在助熔剂23中停留足够的时间后，带有部件2的货物载体7进行传递，以在阶段I中干燥，从而在部件2的表面上产生固体焊剂膜并除去粘附的水。

在工艺步骤J中，将之前组装成组的部件2分离并挑选出，换句话说，从组中取出，随后在分离和挑选出的条件下进一步处理。可以通过从货物载体7中单独取出部件2或者通过货物载体7首先存放部件2的组然后从组中单独地移除部件2来完成分离和挑选。

在步骤J中的分离之后，在阶段K中对部件2进行热浸镀锌。为此目的，将部件2分别浸入镀锌浴28中，并在指定的停留时间之后再次浮出。

在工艺步骤K中的镀锌之后，在阶段L中滴落仍然液态的锌。通过沿着剥离装置的一个或多个剥离器移动(在分离和挑选出的条件下进行镀锌的)部件2，或通过部件2的指定的枢转和旋转运动，完成滴落，导致锌在部件表面上的滴落或均匀扩散。

随后在步骤M中淬火镀锌部件。

在工艺步骤M中的淬火之后，在阶段N中进行后处理，该后处理可能例如是镀锌部件2的钝化、密封或有机或无机涂覆。然而，后处理还包括任何可能在部件2上执行的后续工作。

在图2-4中，示意性地示出了本发明的系统1的示例性实施方式。

在图2-4中，在示意图中示出了用于部件2热浸镀锌的本发明的系统1的一个实施方式。系统1用于在不连续操作中对多个相同的部件2进行热浸镀锌，称为批量镀锌。特别地，系统1设计成并适用于大规模生产中的部件2的热浸镀锌。大规模镀锌是指对多于100个、更特别是多于1000个、优选多于10000个的相同的部件2进行连续镀锌，而不是对不同形状和尺寸的部件2进行临时镀锌。

系统1包括输送装置3，用于输送或同时传送组装为一组的多个部件2。输送装置3目前包括具有轨道引导件4的起重机轨道，在其上可以驱动具有提升机构的小车5。货物载体7通过提升索6连接到小车5。货物载体7的目的是保持和紧固部件2。部件2通常在系统中的连接点8处连接到货物载体7，在该连接点处对部件2进行分组以连接到货物载体7。

连接点8之后是脱脂装置9。脱脂装置9包括容纳脱脂剂11的脱脂槽10。脱脂剂11可以是酸性或碱性的。脱脂装置9之后是冲洗装置12，冲洗装置12包括其中有冲洗剂14的冲洗槽13。目前，冲洗剂14是水。在冲洗装置12之后(换言之，在工艺方向上的下游)是表面处理装置，其构造为用于部件2的湿化学表面处理的酸洗装置15。酸洗装置15包括其中有酸洗剂17的酸洗槽16。目前，酸洗剂17是稀盐酸。

在酸洗装置15之后，是又一个冲洗装置18，其包括冲洗槽19和位于其中的冲洗剂20。冲洗剂20也是水。

在工艺方向上，冲洗装置18的下游是助熔剂涂覆装置21，其包括助熔剂槽22和位于其中的助熔剂23。在一个优选的实施方式中，助熔剂含有58-80wt％的氯化锌(ZnCl₂)和7-42wt％的氯化铵(NH₄Cl)。此外，少量地，可任选地存在碱金属盐和/或碱土金属盐，还可任选地，相应地在进一步减少的量的情况下，存在重金属氯化物。另外，可任选地含有少量润湿剂。应理解，上述重量数字基于助熔剂23，并且组成的所有成分总和为100wt％。此外，助熔剂23存在于水溶液中，具体地，浓度为500-550g/l。

应该注意的是，上述装置9、12、15、18和21原则上可以分别包括多个槽。这些单独的槽以及上述的槽以级联的方式一个接一个地布置。

助熔剂涂覆装置21之后是干燥装置24，用于从部件2的表面上的助熔剂膜上去除粘附的水。

此外，系统1包括在其中对部件2进行热浸镀锌的热浸镀锌装置25。热浸镀锌装置25包括镀锌槽26，可选地具有设置在顶部的壳体27。在镀锌槽26中存在含锌/铝合金的镀锌浴28。具体而言，镀锌浴含有60-98wt％的锌和2-40wt％的铝。此外，任选地，提供少量的硅，并且任选地以进一步降低的比例提供少量的碱金属和/或碱土金属以及重金属。这里应理解，上述重量规格基于镀锌浴28，并且组成的所有组分总计为100wt％。

在工艺方向上，位于热浸镀锌装置25之后的是用于在热浸镀锌之后对部件2进行淬火的冷却装置29。最后，在冷却装置29之后设置后处理装置30，其中热浸镀锌部件2进行后处理和/或后续工作。

位于干燥装置24和热浸镀锌装置25之间的是分离和挑选装置31，其设置用于将与货物载体7分离的部件2自动供应至、浸入和浮出热浸镀锌装置25的镀锌浴28。在所示的示例性实施方式中，分离和挑选装置31包括用于处理部件2的分离和挑选设备32，特别是从部件2的组中移除部件2和/或用于从货物载体7中取出成组的部件2，并且还用于将分离和挑选出的部件2供应至、浸入和浮出镀锌浴28。

对于分离和挑选，在分离和挑选设备32与干燥装置24之间存在转移点33，并且在该点33，或者放下部件2，或者特别是在悬挂状态下，从货物载体7中分离和挑选和/或取出部件2，从而从组中取出部件2。为此目的，分离和挑选设备32优选地构造成使得其可以在转移点33的方向上及远离转移点33的方向上移动，和/或在镀锌装置25的方向上及远离镀锌装置25的方向上移动。

此外，分离和挑选设备32构造成使得其将分离和挑选出地浸入镀锌浴28中的部件2从浸入区域移动到相邻的浮出区域，然后将其在浮出区域中浮出。浸入区域和浮出区域在此彼此间隔开，即彼此不对应。特别地，这两个区域也不重叠。这里，从浸入区域到浮出区域的移动仅在指定的时间段之后进行，即在助熔剂23与用于镀锌的相应部件2的表面的反应时间结束之后进行。

此外，分离和挑选装置31的中央和/或局部具有控制装置，由此移动分离和挑选设备32，使得从货物载体7分离和挑选出的所有部件2以相同的布置的相同的运动并以相同的时间引导通过镀锌浴28。

未描述在镀锌浴28上方并且仍然在壳体27内存在的剥离装置(未示出)的剥离器，该剥离器用于剥离液态锌。此外，也可以通过所分配的控制装置控制分离和挑选设备32，使得已经被镀锌的部件2仍然在壳体27内移动，例如通过相应的旋转运动，使得过量的锌滴落和/或可选地，均匀地散布在部件表面上。

图2至4之后示出了系统1运行期间的不同状态。图2示出了在连接点8处存放多个用于镀锌的部件2的状态。在部件2组的上方存在货物载体7。在货物载体7降低之后，部件2附接在货物载体7上。在所示的示例性实施方式中，部件2分层布置。在这种情况下，可以将所有部件2连接到货物载体7。然而，也可以仅将上层的部件2连接到货物载体7，而后续层连接到分别位于其上方的层。另一种可能是将部件组2设置在篮子状的架子等中。

在图3中，部件2的组位于酸洗装置15上方。已经进行了阶段C和D，即脱脂和冲洗。

在图4中，部件2的组已经存放在转移点33处。小车5在返回连接点8的路上，在该连接点处，用于镀锌的新的部件2已经以组的形式存在。通过分离和挑选设备32已经从存放在转移点33处的部件2的组中取出一个部件2，并且该部件2将送入热浸镀锌装置25中。

附图标记列表：

1 系统

2 部件

3 输送装置

4 轨道引导件

5 小车

6 提升索

7 货物载体

8 连接点

9 脱脂装置

10 脱脂槽

11 脱脂剂

12 冲洗装置

13 冲洗槽

14 冲洗剂

15 酸洗装置

16 酸洗槽

17 酸洗剂

18 冲洗装置

19 冲洗槽

20 冲洗剂

21 助熔剂涂覆装置

22 助熔剂槽

23 助熔剂

24 干燥装置

25 热浸镀锌装置

26 镀锌槽

27 壳体

28 镀锌浴

29 冷却装置

30 后处理装置

31 分离和挑选装置

32 分离和挑选设备

33 转移点

Claims

1. 一种用于多个相同或相似部件（2）的大规模热浸镀锌的热浸镀锌系统（1），

其中系统（1）包括

带有至少一个货物载体（7）的输送装置（3），用于分组输送多个附接到货物载体（7）上的部件（2）；

脱脂装置（9），用于对部件（2）进行脱脂；

表面处理装置，用于部件（2）的化学、机械或化学机械表面处理；

助熔剂涂覆装置（21），用于将助熔剂（23）涂覆到部件（2）表面；以及

热浸镀锌装置（25），用于对部件（2）进行热浸镀锌，其中热浸镀锌装置（25）具有包括液体熔融形式的锌/铝合金的镀锌浴（28），

其中系统（1）还包括分离和挑选装置（31），用于将从附接在货物载体（7）上的分组的多个部件（2）中分离和挑选出的单个部件（2）供应至、浸入及浮出热浸镀锌装置（25）的镀锌浴（28），

其中分离和挑选装置（31）包括至少一个分离和挑选设备（32），

其中在分离和挑选期间，在从镀锌浴（28）中浮出时，通过特定旋转和转向运动来精确操作和处理每个部件（2），以及

其中分离和挑选设备（32）设计或配置成使得从附接在货物载体（7）上的分组的多个部件（2）中分离和挑选出的所有部件（2）在浮出之后以相同的方式移动，从而去除滴水边缘或滴水条纹。

2.根据权利要求1所述的系统，

其中在脱脂、表面处理或助熔剂涂覆中的一种之后，通过分离和挑选装置（31）从货物载体（7）中分离和挑选部件（2）。

3.根据权利要求1所述的系统，

其中分离和挑选装置（31）包括设置在助熔剂涂覆装置（21）和热浸镀锌装置（25）之间的至少一个分离和挑选设备（32）。

4.根据权利要求3所述的系统，

其中分离和挑选设备（32）设计或配置成使得分离和挑选出的每个部件（2）浸入镀锌浴（28）的浸入区域，然后从浸入区域移动到相邻的浮出区域，并且随后在浮出区域浮出。

5.根据权利要求3所述的系统，

其中分离和挑选设备（32）设计或配置成使得从附接在货物载体（7）上的分组的多个部件（2）中分离和挑选出的所有部件（2）以相同的方式被引导通过镀锌浴（28）。

6.根据权利要求1所述的系统，其中部件（2）是用于汽车领域的含钢组件。

7.一种使用液态熔融形式的锌/铝合金、用于多个相同或相似的部件（2）的大规模热浸镀锌的热浸镀锌方法，

其中，所述方法包括以下步骤：

在热浸镀锌之前将部件（2）附接在货物载体（7）上以进行分组输送，随后对部件（2）进行化学、机械或化学机械的表面处理，随后在部件（2）的表面上设置助熔剂（23），然后在其表面上设置有助熔剂（23）的部件（2）在含有液态熔融形式的锌/铝合金的镀锌浴（28）中进行热浸镀锌，

其中对于热浸镀锌，部件（2）各自从附接在货物载体（7）上的成组的多个部件（2）中分离和挑选出来，并且各自以分离和挑选出的状态从货物载体（7）供给至镀锌浴（28），之后浸入其中并随后从其中浮出，

其中，从附接在货物载体（7）上的分组的多个部件（2）中分离和挑选出的所有部件（2）在浮出之后以相同的方式移动，从而除去滴水边缘或滴水条纹。

8.根据权利要求7所述的方法，

其中在表面处理之后或在涂覆助熔剂之后，将部件（2）从附接在货物载体（7）上的分组的多个部件（2）中分离和挑选出。

9.根据权利要求7所述的方法，

其中将分离和挑出的每个部件（2）浸入镀锌浴（28）的浸入区域，然后从浸入区域移动到相邻的浮出区域，随后从浮出区域浮出。

10.根据权利要求7所述的方法，

其中从附接在货物载体（7）上的分组的多个部件（2）中分离和挑选出的每个部件（2）以相同的方式被引导通过镀锌浴（28）。