CN109811290A - 一种热浸镀钢材的表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种热浸镀钢材的表面处理方法，所述方法包括将多块所述钢板连续通过浸入加热75℃‑80℃的助镀剂中3‑10s，在线烘干，然后再将助镀剂处理的多块钢板浸入温度为600℃±10℃的高耐腐蚀锌铝镁多元合金液中，热浸镀速度为60‑200m/min得到所述热浸镀高耐腐蚀锌铝镁多元镀层钢板。本发明实施的热浸镀钢板的表面处理方法，其通过采用锌铝镁多元合金材料，以及助镀剂，所浸镀的钢板具有超耐腐蚀性能，钢材表面平整，镀色均匀，锌花均匀，硬度高，加工性能优，外观好的优点。

Description

一种热浸镀钢材的表面处理方法

技术领域

本发明实施例涉及有色金属技术领域，具体涉及一种热浸镀钢材的表面处理方法。

背景技术

热镀锌系列的金属镀层钢材或钢带是加工使用中经常用到的品种，比如镀锌、铝锌、锌铝镁等镀层。不同的热镀镀层钢材具有有不同的特性，以热镀纯锌产品为例，其包括三个方面：基板材质、镀层种类、镀层重量。纯锌镀层中，热镀锌锌锅中镀液的锌含量不小于99％，是目前最为经济的防腐蚀镀层类型。纯锌镀层钢材分为无锌花和有锌花两种，该钢材的耐腐蚀性几乎一样。如果后续需要喷涂或刷漆的话，无锌花的产品会更加美观；而厚锌层产品通常以有花为主，如锌层重量双面275g/m²。但是，因为锌层超厚的锌层影响焊接装配，成本不如零件整体浸镀等原因，而且纯锌镀层对钢材切断面的保护也不到位。

铝锌镀层中，镀液中含有约55％的铝，约1.6％的硅，剩余成分为锌，铝锌镀层在大多数环境中耐蚀性高于纯锌镀层，铝锌镀层钢卷都是有锌花的。但是，铝锌镀层钢材的焊接性能不如纯锌镀层钢材，特别是使用电阻焊时熔融的镀层金属会粘结在电极头上。因为熔融后粘结的金属的硬度比较高，使用普通的修磨工具去除效率非常低，会导致电极头报废，使用中要尽量减少焊接工艺。此外，铝锌镀层对钢材切断口的保护性远逊于纯锌镀层和锌铝镁镀层，需要做好切断口的防腐蚀工作，如刷漆封闭。

综上所述，现有的热浸镀系列的金属镀层钢材中，在浸镀过程中，浸镀工艺复杂，热浸镀材料不能实现连续浸镀，热浸镀材料浸镀的钢材存在着耐腐蚀性能差、镀层影响钢才焊接性能以及对钢材的切断面保护不到位的缺陷。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种热浸镀钢材的表面处理方法，以解决现有技术中热浸镀材料无法实现连续浸镀，热浸镀钢材耐腐蚀性差，硬度低，外观质量差，钢材断面保护不到位的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例第一方面提供一种热浸镀钢材的表面处理方法，所述方法包括将多块钢板依次浸入加热75℃-80℃的助镀剂中连续脱脂助镀后，连续烘干，然后再将处理好的多块钢板依次连续浸入温度为600℃±10℃的多元合金液中2-4min得到所述热浸镀钢材。

所述多元合金材料包括以下质量百分比的组分：Al 1.0-98.0％、Mg 0.5-6.5％、Si 0.02-3.5％、Zr 0.025-1 0.0％、Ti 0.025-1 0.0％、RE 0.01-5％、余量为Zn。

所述多元合金材料的制备方法包括以下步骤：

按照比例称取纯锌块、纯铝块、纯镁块、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金以及Mg-Zn中间合金；

将铝块加热至700-780℃熔化，然后加入纯锌块，形成锌铝合金液，并加入覆盖剂至完全覆盖锌铝合金液；

所述覆盖剂熔化后，将所述纯镁块浸入所述锌铝合金液中，直至镁块熔化，得到锌铝镁合金液，然后用炉顶搅拌器对合金熔液进行搅拌，时间控制15-20min，使合金熔液充分熔化和成分均匀，然后将锌铝镁合金液静止5-10min；

将所述Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金、Mg-Zn中间合金浸入所述锌铝镁合金液中，熔化并搅拌均匀，然后在720℃下保温15-20min；除渣、降温、浇注后，获得所述多元合金材料。

所述覆盖剂由MgCl₂、KCl、MgF₂、CaF₂和B₂0₃组成。

所述助镀剂包括以下组分：氟铝酸钾8-20g/L，氯化锌300-400g/L，氟化铝10-15g/L，氯化铈40-50g/L，柠檬酸5-20g/L，余量为水。

本发明实施例的热浸镀钢材的表面处理方法还包括在所述热浸镀钢材表面上涂覆一层有机树脂涂覆层的过程。

本发明实施例的热浸镀钢材的表面处理方法还包括在钢材浸镀前对钢材除油、除锈的过程。

所述钢材在所述多元合金液中的处理速度为60-200m/min。

本发明实施例还提供上述所述的方法制备的热浸镀钢材。

所述钢材表面的浸镀所述多元合金材料的厚度为90-100μm。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例的热浸镀钢材的表面处理方法，其通过采用多元合金材料，以及助镀剂，所浸镀的钢材具有耐腐蚀性能高，硬度高，钢材表面平整，镀色均匀，外观好的优点。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，RE为稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，稀有金属，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称。

本发明实施例提供一种热浸镀钢材的表面处理方法，其包括将多块钢材依次连续浸入加热75℃-80℃的助镀剂中3-10s，取出晾干后，然后再将助镀剂处理的钢材依次连续浸入温度为600℃±10℃的多元合金液中2-4min得到热浸镀钢材，较佳的，助镀剂处理后的钢板在多元合金液中的浸镀速度为60-200m/min。其中，多元合金材料包括以下质量百分比的组分：Al 1.0-98.0％、Mg 0.5-6.5％、Si 0.02-3.5％、Zr 0.025-1 0.0％、Ti 0.025-10.0％、RE 0.01-5％、余量为Zn。

本发明实施例的高耐腐蚀多元合金材料的制备方法包括以下步骤：按照比例称取纯锌块、纯铝块、纯镁块、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金以及Mg-Zn中间合金；将铝块加热至700-780℃熔化，然后加入纯锌块，形成锌铝合金液，并加入覆盖剂至完全覆盖锌铝合金液；覆盖剂熔化后，将纯镁块浸入锌铝合金液合金液中，直至镁块熔化，锌铝镁合金液，然后用炉顶搅拌器对合金熔液进行搅拌，时间控制15-20min，使合金熔液充分熔化和成分均匀，然后将锌铝镁合金液静止5-10min；向锌铝镁合金液中加入Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金、Mg-Zn中间合金浸入静止合金液中，熔化并搅拌均匀，然后在720℃下保温15-20min；除渣、降温、浇注后，获得多元合金材料。

其中，覆盖剂由MgCl₂、KCl、MgF₂、CaF₂和B₂0₃组成，覆盖剂的加入是防止镁元素的氧化损失，覆盖剂主要包括MgCl₂、KCl、MgF₂、CaF₂、B₂0₃等组成。覆盖剂主要具有以下作用，一方面，熔融的熔剂借助表面张力的作用，在溶液表面形成一层连续、完整的覆盖层，隔绝空气，阻止Mg与0₂、H₂0反应，防止Mg的氧化。另一方面，熔融的覆盖剂对非金属夹杂物具有良好的润湿吸附能力，并利用熔剂与金属的密度差，把杂质随同熔剂从溶液中排除。

本发明实施例的助镀剂包括以下组分：氟铝酸钾8-20g/L，氯化锌300-400g/L，氟化铝10-15g/L，氯化铈40-50g/L，柠檬酸5-20g/L，余量为水。助镀剂可以除掉除油除锈后金属表面的氧化层，防止金属的进一步氧化，还能对金属表面起到活化的作用。对镀层质量起着决定性作用。能够提高镀层质量，防止漏镀的发生。该助镀剂与热浸镀多元合金材料共同对钢材进行处理，使得热浸镀钢材耐腐蚀性能更强，外观更好。

本发明实施例的热浸镀钢材的表面处理方法还包括在热浸镀钢材表面上涂覆一层有机树脂涂覆层的过程在热浸镀钢材上涂覆一层有机树脂层，可以使得钢材的切断口断面可以做到较好的防腐效果。

本发明实施例热浸镀钢材的表面处理方法还包括在钢材浸镀前对钢材除油、除锈的过程。其除油处理为于75℃-90℃下，用20％wt NaOH溶液清洗钢材。利用NaOH溶液对钢材的处理，可以交彻底的去除油，使其后面钢材的热浸镀的效果更佳。

本发明实施例的热浸镀钢材的表面处理方法制备的热浸镀钢材，其钢材表面的浸镀多元合金材料的厚度为90-100μm。热浸镀的过程中无烟雾产生，且热浸镀后的钢材无漏镀、钢材的表面平整，镀色均匀。

实施例1-实施例10

本发明实施例的高耐腐蚀多元合金材料各个组分的含量见表1所示：

表1

本发明实施例的助镀剂的组成成分如表2所示：

表2

利用本发明实施例1-10中的多元合金材料和助镀剂，利用上述热浸镀方法，同样可以制备得到微观形貌好，硬度高以及抗腐蚀性好的热浸镀钢材。

实施例11

由实施例1至实施例10中的多元合金材料和助镀剂，利用本发明实施例的热浸镀钢材的表面处理方法对钢材的表面进行处理，对处理后的钢材进行如下测试，检测镀层的微观形貌，采用HVS-1000维氏硬度计测试微弧氧化膜层的硬度，参数设定为0.1kg，(0.98N)的试验力，保压时间20s。配制pH＝1的稀盐酸溶液，测定涂层耐腐蚀性并且以锌铝镁合金材料利用普通的热浸镀方法获得的热浸镀钢材作为对照组，检测结果如表3所示：

表3

通过对比试验可知，本发明实施例的处理方法制备的钢材，在微观形貌，硬度以及耐腐蚀性上，都具有很大提升。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种热浸镀钢材的表面处理方法，其特征在于，

所述方法包括将多块钢板依次浸入加热75℃-80℃的助镀剂中连续脱脂助镀后，连续烘干，然后再将处理好的多块钢板依次连续浸入温度为600℃±10℃的多元合金液中2-4min得到所述热浸镀钢材。

2.如权利要求1所述的热浸镀钢材的表面处理方法，其特征在于，

所述多元合金材料包括以下质量百分比的组分：Al 1.0-98.0％、Mg 0.5-6.5％、Si0.02-3.5％、Zr 0.025-1 0.0％、Ti 0.025-1 0.0％、RE 0.01-5％、余量为Zn。

3.如权利要求2所述的热浸镀钢材的表面处理方法，其特征在于，

所述多元合金材料的制备方法包括以下步骤：

按照比例称取纯锌块、纯铝块、纯镁块、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金以及Mg-Zn中间合金；

将铝块加热至700-780℃熔化，然后加入纯锌块，形成锌铝合金液，并加入覆盖剂至完全覆盖锌铝合金液；

所述覆盖剂熔化后，将所述纯镁块浸入所述锌铝合金液中，直至镁块熔化，得到锌铝镁合金液，然后用炉顶搅拌器对合金熔液进行搅拌，时间控制15-20min，使合金熔液充分熔化和成分均匀，然后将锌铝镁合金液静止5-10min；

将所述Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金、Mg-Zn中间合金浸入所述锌铝镁合金液中，熔化并搅拌均匀，然后在720℃下保温15-20min；除渣、降温、浇注后，获得所述多元合金材料。

4.如权利要求3所述的热浸镀钢材的表面处理方法，其特征在于，

所述覆盖剂由MgCl₂、KCl、MgF₂、CaF₂和B₂0₃组成。

5.如权利要求1所述的热浸镀钢材的表面处理方法，其特征在于，

所述助镀剂包括以下组分：氟铝酸钾8-20g/L，氯化锌300-400g/L，氟化铝10-15g/L，氯化铈40-50g/L，柠檬酸5-20g/L，余量为水。

6.如权利要求1所述的热浸镀钢材的表面处理方法，其特征在于还包括在所述热浸镀钢材表面上涂覆一层有机树脂涂覆层的过程。

7.如权利要求1所述的热浸镀钢材的表面处理方法，其特征在于，

还包括在钢材浸镀前对钢材除油、除锈的过程。

8.如权利要求1所述的热浸镀钢材的表面处理方法，其特征在于，

所述钢材在所述多元合金液中的处理速度为60-200m/min。

9.权利要求1-7中任一项所述的方法制备的热浸镀钢材。

10.如权利要求9所述的热浸镀钢材的表面处理方法，其特征在于，

所述钢材表面的浸镀所述多元合金材料的厚度为90-100μm。