CN110318014B - 银白色热镀锌镀液及其制备方法和应用 - Google Patents

银白色热镀锌镀液及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于材料表面技术领域,具体涉及银白色热镀锌镀液及其制备方法和应用。银白色热镀锌镀液的制备方法为:控制彩色热镀锌镀液温度为520~560℃,往镀液中添加Al元素和Mg元素,混匀后得到银白色热镀锌镀液;其中,Al元素的添加量为彩色热镀锌镀液质量的0.01%~0.03%,Mg元素的添加量为彩色热镀锌镀液质量的0.02%~0.035%。本发明实现了将彩色镀液直接恢复为银白色热镀锌镀液,节省大量更换镀液产生的费用。

Description

银白色热镀锌镀液及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料表面技术领域,具体涉及银白色热镀锌镀液及其制备方法和应用。
背景技术
钢铁作为最重要的工程结构材料,广泛应用于交通、化工、机械、水利、基础建设等各个领域,由于钢材所应用环境复杂,发生腐蚀对其使用寿命产生严重的影响,除自身直接损耗之外,其结构及受力强度均发生极大的变化,从而造成巨大损失。
在众多防腐措施中,而热镀锌是保护钢材免受腐蚀最经济有效的方法。传统的热镀锌工艺所涂覆的钢材呈单一银白色,具有明亮金属光泽。单一的银白色难以满足某些行业(家电、建筑用材等)对于钢材色彩的需求,在某些地区,强反射性的银白色镀锌钢材与地貌环境产生极大的反差,破坏自然环境的和谐性,同时产生严重的光污染。
彩色涂覆技术又称彩涂技术,是以冷轧钢板和镀锌钢板为基板,经表面预处理(脱脂、化学转化处理)、辊涂、烘烤、冷却固化等操作,一般采用“一涂一烘”,或“二涂二烘”,在钢铁基体表面形成底漆层、面漆层,背漆层等多层有机涂层,该彩涂工序中一般为单独生产线,对冷轧钢板进行彩涂,或对镀完锌的钢板进行彩涂,且需要专业辊涂烘烤设备。故彩涂技术工序繁琐复杂,且成本昂贵。除此之外,若是以冷轧钢板为基板,钢板的耐蚀性仅仅依靠表面的有机涂层来防护,因此钢板的耐蚀性将远低于镀锌钢板,若是以镀锌钢板为基板的话,热浸镀锌层会引起漆层脂肪酸逐渐分解,形成油性物质,引起锌脂肪酸的形成,大大降低了涂层与基板的附着力,因此漆层极易剥落,从而失去对钢板的保护。
彩色钝化技术是一种化学转化膜处理方法,在热镀或电镀工艺后,将表面活化状态的的锌层,变为钝化状态,从而使金属溶解变缓,提高镀件的耐蚀性。与此同时,钝化处理后的镀件可获得一定色彩的钝化层,如黑色、军绿色、黄色、蓝白色钝化层等,可以满足市场大部分的颜色需求,与未处理的镀锌件相比,具有较好的防护性和装饰性。彩色钝化技术一般采用铬酸盐溶液进行钝化,六价铬钝化工艺稳定、成本较低、膜层外观鲜丽、具有自动修复功能,能有效地抑制损伤部位锌层的腐蚀,具有极佳的耐蚀性。但六价铬酸盐会对于人体产生一定的毒性,对人体造成极大的损伤,已被限制使用。
随之替代为三价铬钝化和无铬钝化,三价铬在许多方面具有六价铬钝化相似的性质,且毒性仅为六价铬酸盐的1%,而被广泛应用。无铬钝化采用有钛盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、稀土金属等进行钝化处理,具备绿色环保的优点。无论是三价铬钝化或是无铬钝化,产生的膜层结合力均较差,钝化层较薄,一般为50~800nm左右,易变得蓬松且易剥落。膜层耐蚀性较差。钝化处理工艺复杂繁琐,处理过程中会产生大量的废水废液,对环境产生较大的污染。
除以上应用较为广泛的彩涂技术和彩色电镀钝化技术,国内学者提出过彩色热镀锌技术,彩色热镀锌技术是在传统的热镀锌工艺基础上,改变镀液合金成分,在锌液中添加少量呈色元素,相应调控浸镀温度及浸镀时间等工艺参数,获得彩色的镀层,彩色镀层由金属化合物组成,故该镀层耐候性较强,镀层与钢铁基体是一种冶金结合状态,故镀层与基体间的结合力较强,镀层附着力好,制备工艺中,不会产生含铬等污染物,绿色环保,因为制备工艺中不添加其他工序,在热镀锌生产过程中便可获得所需要的目标颜色,省去了多步彩涂技术步骤,故可极大幅度提高工作效率及减少大量的成本。
在二十世纪九十年代末,国内首次出现彩色热镀锌技术的相关报告,华南理工大学进行了部分镀液成分和热镀锌工艺试验,选出Zn-Ti-Ni和Zn-Mn-Cu两种镀液成分,在一定浸镀温度下,可以获得表面光滑、成色均匀鲜艳的彩虹、金黄、紫、蓝色镀层,且镀层的耐蚀性优于传统热镀锌,二十一世纪初,东北大学更加系统的展开Zn-Ti和Zn-Mn二元及Zn-Ti-Mn三元合金镀液试验,通过对Mn量及Ti量的控制,能够粗略的获得金黄,亮紫,紫,黄,暗红、绿等多种颜色镀层。
彩色热镀锌工艺较传统的彩涂技术及彩色钝化技术具有不可替代的优势、工艺简单、生产周期短、成本低廉,所获镀层耐蚀性、耐候性及装饰性均较好等特点。基于本人其他专利所提供的发明技术,可以获得色彩稳定均一、表面质量好、且成品率高的彩色镀层,且具有稳定的工艺参数指导工厂生产,因此具有具有广泛的工业推广前景。
但市场除了对于彩色镀层的需求之外,对于传统的银白色镀层仍存在较大的需求,因此,对于工厂来说,能否将彩色热镀锌工艺的彩色镀层恢复为传统热镀锌工艺中银白色镀层是一个关键性的问题。而镀层是否能恢复为银白色与镀液直接相关。热镀锌钢材主要用于电力建设、建筑用材等领域,故所镀工件多为大型工件,工厂大多采用大型锌锅,含锌量达百吨以上,镀液成本极贵,若是无法对彩色镀液进行恢复,所获镀层将无法恢复为传统的银白色镀层,存在极大的资源浪费。除此由于锌料量巨大,对彩色镀液的更换也存在较大的问题,故对于彩色镀液的恢复就至关重要,进而将彩色镀层恢复传统的银白色镀层。
发明内容
本发明提供一种在彩色热镀锌镀液基础上,将其直接制备为银白色热镀锌镀液的方法。
银白色热镀锌镀液的制备方法:控制彩色热镀锌镀液温度为520~560℃,往镀液中添加Al元素和Mg元素,混匀后得到银白色热镀锌镀液;其中,Al元素的添加量为彩色热镀锌镀液质量的0.01%~0.03%,Mg元素的添加量为彩色热镀锌镀液质量的0.02%~0.035%。
其中:所述彩色热镀锌镀液为彩色热镀锌工艺中使用的镀液,该镀液所浸镀的镀件呈现彩色镀层;所述彩色热镀锌镀液由以下质量百分比的元素组成:Zn 98.75%~99.85%、Mn 0.1%~1%、Y 0~0.1%、Ce 0~0.08%、Cu 0.01%~0.05%,其余为不可避免的杂质;所述彩色包括草绿色、砂石色、黄色和蓝色。
优选的,所述的银白色热镀锌镀液的制备方法,按以下步骤进行:
a、将彩色热镀锌镀液加热到520~550℃,往镀液中添加Al元素,混匀,得到淡黄色的含Al彩色镀液;
b、将含Al彩色镀液温度升高为550~560℃,往镀液中添加Mg元素,混匀,即得银白色热镀锌镀液。
优选的,Al元素是通过Zn-Al合金加入到彩色热镀锌镀液中;Mg元素是通过Zn-Mg合金加入到彩色热镀锌镀液中;更优选的,Zn-Al合金中Al含量为30~35wt%,Zn-Mg合金中Mg含量为25~28wt%。
优选的,步骤a和步骤b中所述的混匀采用搅拌的方式进行,搅拌时间为5~10min。
优选的,步骤b中,将含Al彩色镀液升温后,需要保温10~15min。
优选的,添加Zn-Mg合金时,将Zn-Mg合金浸没在镀液中。
本发明还提供一种银白色热镀锌镀液,采用上述的银白色热镀锌镀液的制备方法制备得到。
本发明银白色热镀锌镀液的应用方法为:采用上述的银白色热镀锌镀液,控制镀液温度为440~490℃,将镀件放入镀液,进行热镀锌工艺操作,使镀件获得银白色镀层。
本发明的有益效果:
1、针对市场对于彩色镀层和传统银白色镀层皆具有需求的情况,本发明研究出一种彩色热镀液的恢复为银白色热镀液的方法,该方法通过对镀液合金成分进行设计,添加一定量的Al、Mg等元素,控制相应的浸镀温度、浸镀时间等工艺参数,将彩色镀液进行恢复,从而获得与传统热镀锌工艺一致的银白色镀层,所获的镀层耐蚀性、附着力均略强于原本的传统的热镀锌镀层,镀层满足各项工艺标准要求。
2、本发明所提供的一种彩色热镀锌镀液的恢复方法,在不需要对镀液进行更换的前提下,仅需要添加少量的合金元素,升温加热一段时间后待添加元素充分熔于镀液中,对镀液进行搅拌,便获得与传统镀液一样的银白色镀液,所浸镀的镀层为明亮金属光泽的银白色镀层。
3、本发明所提供的一种彩色热镀锌镀液的恢复方法,使得工厂在获得色彩鲜艳、颜色多样、镀层质量好的彩色镀层后,可以将镀液进行恢复,使得镀件所获镀层由彩色镀层恢复至银白色镀层,其镀层耐蚀性好、具有明亮金属光泽。
4、本发明通过短时对彩色镀层恢复为传统银白色镀层,满足了市场对于银白色镀层的需求,对彩色镀液进行恢复,而无需更换镀液,极大的提高镀液的重复使用率,节省大量更换镀液产生的费用。
5、本发明以彩色热镀锌工艺为基础,对彩色镀液进行恢复,使得镀件所获镀层由彩色镀层恢复银白色镀层。
具体实施方式
针对以上问题,1、彩色热镀锌工艺较其他着色技术具有不可替代的优势,市场对传统的银白色镀层仍存在较大的需求,将彩色镀层恢复为传统银白色镀层至关重要;2、锌锅含锌量大,多为百吨以上,更换镀液产生的成本巨大且更换过程中将存在大量的损耗,更换镀液费时费力,严重影响工作效率。本发明提供一种在彩色热镀锌镀液基础上,将其直接制备为银白色热镀锌镀液的方法。
银白色热镀锌镀液的制备方法:控制彩色热镀锌镀液温度为520~560℃,往镀液中添加Al元素和Mg元素,混匀后得到银白色热镀锌镀液,其中,Al元素的添加量为彩色热镀锌镀液质量的0.01%~0.03%,Mg元素的添加量为彩色热镀锌镀液质量的0.02%~0.035%。
其中,彩色镀液中呈色元素是在一定范围内的,其组成与质量百分含量为Zn98.75%~99.85%、Mn 0.1%~1%、Y 0~0.1%、Ce 0~0.08%、Cu 0.01%~0.05%,其余为不可避免的杂质。
该制备方法在不需要对镀液进行更换的前提下,通过对彩色镀液的成分进行调控,添加特殊配比的Al、Mg合金元素,利用所添加合金元素较彩色镀液中呈色元素发生择优氧化特性,对彩色镀液进行恢复,镀件所获的镀层从原有的彩色镀层变为明亮金属光泽的银白色镀层,所获得银白色镀层表面光洁度好,具有较好的耐蚀性。
本发明提供的Al和Mg添加量恰好能满足于将彩色镀液制备为银白色镀液,若是低于所提供的Al和Mg含量则无法制备为银白色镀液,Al和Mg含量若高,则会产生漏镀等缺陷。
其中,所述彩色热镀锌镀液为彩色热镀锌工艺中制备的特殊元素配比镀液,该镀液所浸镀的镀件呈现彩色镀层;其中,所述彩色包括草绿色、砂石色、黄色和蓝色。
其中,所述的加热温度至520~560℃,合适的处理温度在保证不发生过度氧化时处理温度越高效果越好,便于后续加入的Al和Mg元素充分溶于彩色镀液中。
优选的,银白色热镀锌镀液的制备方法,按以下步骤进行:
a、控制彩色热镀锌镀液温度为520~550℃,往镀液中添加Al元素,混匀,得到淡黄色的含Al彩色镀液;
b、将含Al彩色镀液温度升高为550~560℃,往镀液中添加Mg元素,混匀,即得银白色热镀锌镀液。
该优选方法中,Al元素和Mg元素分段加入,可以避免Al元素发生过度氧化,而且便于Al和Mg元素充分溶于彩色镀液中。
优选的:Al元素是通过Zn-Al合金加入到彩色热镀锌镀液中;Mg元素是通过Zn-Mg合金加入到彩色热镀锌镀液中。Al或Mg若是以单质加入或者Al-Mg合金加入,由于其熔点均较高,约600℃以上,直接加入会造成锌的过度烧损,从而影响成分的准确性,通过预先制备中间合金,加入Zn-Al和Zn-Mg的中间合金,熔点较低,Al和Mg元素更容易充分熔于彩色热镀液中。
Zn-Al和Zn-Mg中间合金均为预先制备好的中间合金,可采用现有常规的合金制备方法进行。
优选的,合金制备的具体步骤如下:
1)采用坩埚式电阻炉熔炼,将一定质量的锌锭放入坩埚中,随炉加热至580℃~590℃,待锌锭完全熔化;
2)分别加入计算好的配比量Al或Mg,加入时使用压勺压入锌液中,并充分搅拌,待所添加的合金元素完全熔化后,温度降为520℃~530℃。
3)熔体保温15min后,将金属熔体浇注于水冷铜模中,从而获得所需的中间合金。
其中,步骤1)中所述的将熔体加热至580℃~590℃,在该温度范围内可以加速纯金属Al、Mg溶于锌液中,但温度不宜过高,避免锌的过度烧损。
步骤2)中,添加纯金属Al或Mg时,每次加入后立即使用压勺向下压,使加入的合金完全没入锌液,加速Al、Mg与锌液熔化反应,同时避免与氧气过度接触,产生过多烧损。
步骤3)所述的金属熔体保温15min,是使成分充分反应并稳定均匀分布于熔体中。
步骤3)所述的浇注于水冷铜模中,加大金属熔体的冷却速度,从而快速凝固,避免出现合金成分偏析。
步骤3)所述的中间合金成分为Zn-Al,Zn-Mg。
所述加入的Zn为纯度99.995%的任意形状的锌块,Al、Mg为纯度99.9%的1~10mm任意块状。
为了中间合金能够更好与锌液熔化反应,减少Al、Mg的氧化烧损,优选的,Zn-Al合金中Al含量为30~35wt%,Zn-Mg中Mg含量为25~28wt%。
优选的,混匀采用搅拌的方式进行,搅拌时间为5~10min。
添加Al元素后,经搅拌混匀后,彩色镀液变为淡黄色液面则表明所添加的Al充分溶于镀液中,镀液中的铝发生择优氧化,抑制彩色镀液中的呈色元素氧化作用,故液面呈现淡黄色状态。
为了便于之前加入的Al能够稳定存在于锌液中,也便于后续加入的Zn-Mg中间合金充分溶于彩色镀液中,优选的步骤b中,将含Al彩色镀液升温后,需要保温10~15min。
为了避免Mg在液面高温状态下氧化烧损,优选的,添加Zn-Mg合金时,需要将合金快速压入熔体中。
添加Mg元素后,经搅拌混匀,淡黄色镀液恢复到传统热镀锌工艺中的银白色镀液,液面表面具有明亮的银白色金属光泽。
本发明要解决的第二个技术问题银白色热镀锌镀液,采用上述的银白色热镀锌镀液的制备方法制备得到。
本发明还提供银白色热镀锌镀液的应用。
采用本发明制得的银白色热镀锌镀液,控制镀液温度为440~490℃,将镀件放入镀液,进行热镀锌工艺操作,镀件获得银白色镀层。本发明获得的镀层与传统热镀锌工艺所获得银白色镀层一致,且镀层的耐蚀性、附着力均较好。
其中,热镀锌工艺操作,具体步骤如下:
(1)将镀件进行表面预处理,助镀后放置在130℃的空气中,进行干燥1min。
(2)将干燥好的镀件垂直放入镀液中,浸镀温度控制在440~490℃,浸镀时间1~10min。
(3)镀件取出前将镀液表面的氧化渣去除,再从锌液中取出镀件,空气中冷却1~5min,然后水冷。
其中,步骤(1)所述的预处理为:先将镀件在4-8wt%的NaOH溶液中浸泡25-35min,取出后用清水清洗,再将镀件放入15~20wt%的盐酸溶液中浸泡25-35min进行酸洗,再用清水清洗,然后放入温度为55-65℃浓度为18-22%的氯化锌铵溶液进行助镀1~5min。其中,所述氯化锌铵溶液为ZnCl2:NH4Cl按摩尔比1:1复配得到。氯化锌铵的浓度18~22wt%是指溶液中氯化锌铵的质量百分数。
优选的,所述的预处理为:先将镀件在6wt%的NaOH溶液中浸泡30min,取出后用清水清洗,再将镀件放入15~20wt%的盐酸溶液中浸泡30min进行酸洗,再用清水清洗,然后放入温度为60℃浓度为20%的氯化锌铵溶液进行助镀1~5min。
步骤(2)所述的浸镀温度440~490℃,温度范围为涵盖传统热镀锌工艺中高温镀锌和低温镀锌,浸镀温度根据实际需要调整镀锌工艺,最终都能获得恢复好的银白色镀层。
步骤(3)中,采用刮板除去氧化渣,除氧化渣的目的是为了避免锌液表面的氧化渣对镀层造成漏镀等缺陷。
其中,将镀件放入镀液或者从镀液中取出,都需要缓慢进行。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述,并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。以下实施例和对比例使用的均为完全相同的镀件。
实施例1
彩色热镀锌镀液中,其元素和元素质量百分配比满足Zn含量99.85%,Mn含量0.1%、Y含量0%、Ce含量0.01%、Cu含量0.01%,余量为杂质。
(1)将原本彩色热镀锌工艺中的彩色镀液温度加热至520℃,保温5min;
(2)将预先制备好的Zn-Al中间合金加入到彩色镀液中,使得镀液Al占总镀液质量分数为0.01%,充分搅拌5min,待表面彩色液面变为淡黄色,停止搅拌;
(3)将镀液升温至550℃,并保温10min;
(4)将预先制备好的Zn-Mg中间合金加入到淡黄色镀液中,使得Mg占总镀液质量分数0.02%,充分搅拌5min,淡黄色镀液恢复到传统的银白色镀液。
(5)将镀液温度下降至440℃,进行热镀锌操作,将表面预处理好并干燥后的镀件垂直放入到镀液中,浸镀温度为440℃,浸镀时间2min。
(6)镀件取出前使用刮板将镀液的氧化渣去除,缓慢的从锌液中取出镀件,空气中冷却2min后,水冷。
本实施例中在通过对彩色镀液的成分进行添加0.01%Al和0.02%Mg元素,抑制呈色元素氧化,最终440℃的浸镀温度下获得与低温传统热镀锌工艺一致的银白色镀层,镀层表面具有明亮的金属光泽,无漏镀等缺陷。
实施例2
彩色热镀锌镀液中,其元素和元素质量百分配比满足Zn含量99.3%,Mn含量0.5%、Y含量0.08%、Ce含量0%、Cu含量0.03%,余量为杂质。
(1)将原本彩色热镀锌工艺中的彩色镀液温度加热至530℃,保温10min;
(2)将预先制备好的Zn-Al中间合金加入到彩色镀液中。使得镀液Al占总镀液质量分数为0.02%,充分搅拌10min,待表面彩色液面变为淡黄色,停止搅拌;
(3)将镀液升温至560℃,并保温10min;
(4)将预先制备好的Zn-Mg中间合金加入到淡黄色镀液中,使得Mg占总镀液质量分数0.025%,充分搅拌10min,淡黄色镀液恢复到传统的银白色镀液;
(5)将镀液温度下降至460℃,进行热镀锌操作,将表面预处理好并干燥后的镀件垂直放入到镀液中,浸镀温度为460℃,浸镀时间3min。
(6)镀件取出前使用刮板将镀液的氧化渣去除,缓慢的从锌液中取出镀件,空气中冷却3min后,水冷。
本实施例中在通过对彩色镀液的成分进行添加0.02%Al、0.025%Mg元素,抑制呈色元素氧化,最终在460℃的浸镀温度下获得与传统热镀锌工艺一致的银白色镀层,镀层表面具有明亮的金属光泽,无漏镀等缺陷。
实施例3
彩色热镀锌镀液中,其元素和元素质量百分配比满足Zn含量98.75%,Mn含量1%、Y含量0.1%、Ce含量0.08%、Cu含量0.05%,余量为杂质。
(1)将原本彩色热镀锌工艺中的彩色镀液温度加热至550℃,保温10min;
(2)将预先制备好的Zn-Al中间合金加入到彩色镀液中。使得镀液Al占总镀液质量分数为0.03%,充分搅拌10min,待表面彩色液面变为淡黄色,停止搅拌;
(3)将镀液升温至560℃,并保温15min;
(4)将预先制备好的Zn-Mg中间合金加入到淡黄色镀液中,使得Mg占总镀液质量分数0.035%,充分搅拌10min,淡黄色镀液恢复到传统的银白色镀液;
(5)将镀液温度下降至490℃,进行热镀锌操作,将表面预处理好并干燥后的镀件垂直放入到镀液中,浸镀温度为490℃,浸镀时间1min。
(6)镀件取出前使用刮板将镀液的氧化渣去除,缓慢的从锌液中取出镀件,空气中冷却1min后,水冷。
本实施例中在通过对彩色镀液的成分进行添加0.03%Al、0.035%Mg元素,抑制呈色元素氧化,最终490℃的浸镀温度下获得与高温传统热镀锌工艺一致的银白色镀层,镀层表面具有明亮的金属光泽,无漏镀等缺陷。
对比例1
(1)将锌液温度控制在440℃,进行热镀锌操作,将表面预处理好并干燥后的镀件垂直放入到镀液中,浸镀温度为440℃,浸镀时间2min。
(2)镀件取出前使用刮板将镀液的氧化渣去除,缓慢的从锌液中取出镀件,空气中冷却2min后,水冷,获得银白色镀层。
对比例2
(1)将锌液温度控制在460℃,进行热镀锌操作,将表面预处理好并干燥后的镀件垂直放入到镀液中,浸镀温度为460℃,浸镀时间3min。
(2)镀件取出前使用刮板将镀液的氧化渣去除,缓慢的从锌液中取出镀件,空气中冷却3min后,水冷,获得银白色镀层。
对比例3
(1)将锌液温度控制在490℃,进行热镀锌操作,将表面预处理好并干燥后的镀件垂直放入到镀液中,浸镀温度为490℃,浸镀时间1min。
(2)镀件取出前使用刮板将镀液的氧化渣去除,缓慢的从锌液中取出镀件,空气中冷却1min后,水冷,获得银白色镀层。
试验例1
将实施例1中所获镀层通过CHI604E型电化学工作站对其耐蚀性进行极化曲线测试,与对比例1中所获传统热镀锌银白色镀层进行对比,根据极化曲线测试参数值如表1。可以看出,实施例1中的银白色镀层的极化电阻远大于对比例1中的银白色镀锌层,腐蚀电流密度小于对比例1中的银白色镀锌层,本实施例1中的银白色镀层的耐蚀性大致为对比例1中的银白色镀锌层2.6倍。
表1实施例1中与对比例1中银白色镀锌层的极化曲线测试参数值
电化学参数 极化电阻(Ω/cm<sup>2</sup>) 腐蚀电流密度(A/cm<sup>2</sup>)
实施例1 3711 3.624×10<sup>-6</sup>
对比例1 1644 9.885×10<sup>-6</sup>
实施例1中所获的银白色镀层厚度均匀,按照GB/T 13448-2006涂层厚度测定方法,采用AR932型涂层测厚仪对镀层上中下3个不同位置测量镀层厚度,其厚度值如表2。可以看出,镀层厚度均匀,极差为13.7μm,平均厚度为83.4μm,镀层厚度满足工艺标准要求。
表2实施例1中所获银白色镀层测试点厚度值
编号 厚度/μm
1 75.5
2 85.4
3 89.2
极差 13.7
平均值 83.4
实施例1中所获镀层参照的GB/T 13912-2002和GB/T13448-2006附着力试验方法,对镀层进行划格试验,其划格试验结果如表3。可以看出,实施例1镀层脱落面积占比低于对比例1中镀层,实施例1划格试验等级低于对比例1,说明实施例1中附着力较强。
表3实施例1与对比例1的划格试验评级表
Figure BDA0002168820620000091
Figure BDA0002168820620000101
对比例1中所获的银白色镀层厚度均匀,按照GB/T 13448-2006涂层厚度测定方法,采用AR932型涂层测厚仪对镀层上中下3个不同位置测量镀层厚度,其厚度值如表4。可以看出,镀层厚度均匀,极差为19μm,平均厚度为98μm。
表4对比例1中所获传统银白色镀层测试点厚度值
编号 厚度/μm
1 106
2 101
3 87
极差 19
平均值 98
试验例2
实施例2中所获镀层通过CHI604E型电化学工作站对其耐蚀性进行极化曲线测试,与对比例2中所获传统热镀锌银白色镀层进行对比,根据极化曲线测试参数值如表5。可以看出,实施例2中的银白色镀层的极化电阻远大于对比例2中的银白色镀锌层,腐蚀电流密度小于对比例2中的银白色镀锌层,实施例2中的银白色镀层的耐蚀性大致为对比例2中的银白色镀锌层3.2倍。
表5实施例2中与对比例2中银白色镀锌层的极化曲线测试参数值
电化学参数 极化电阻(Ω/cm<sup>2</sup>) 腐蚀电流密度(A/cm<sup>2</sup>)
实施例2 5217 3.611×10<sup>-6</sup>
对比例2 1622 1.117×10<sup>-5</sup>
本实施例2中所获的银白色镀层厚度均匀,按照GB/T 13448-2006涂层厚度测定方法,采用AR932型涂层测厚仪对镀层上中下3个不同位置测量镀层厚度,其厚度值如表6。可以看出,镀层厚度均匀,极差为7.8μm,平均厚度为84.4μm,镀层厚度满足工艺标准要求。
表6实施例2中所获银白色镀层测试点厚度值
编号 厚度/μm
1 85.2
2 87.9
3 80.1
极差 7.8
平均值 84.4
本实施例2中所获镀层参照的GB/T 13912-2002和GB/T13448-2006附着力试验方法,对镀层进行划格试验,其划格试验结果如表7。可以看出,实施例2镀层脱落面积占比低于对比例2中镀层,实施例2划格试验等级低于对比例2,说明实施例2中附着力较强。
表7实施例2与对比例2的划格试验评级表
Figure BDA0002168820620000111
本对比例2中所获的银白色镀层厚度均匀,按照GB/T 13448-2006涂层厚度测定方法,采用AR932型涂层测厚仪对镀层上中下3个不同位置测量镀层厚度,其厚度值如表8。可以看出,镀层厚度均匀,极差为5μm,平均厚度为117.3μm。
表8对比例2中所获传统银白色镀层测试点厚度值
编号 厚度/μm
1 120
2 115
3 117
极差 5
平均值 117.3
试验例3
本实施例3中所获镀层通过CHI604E型电化学工作站对其耐蚀性进行极化曲线测试,与对比例3中所获传统热镀锌银白色镀层进行对比,根据极化曲线测试参数值如表9。可以看出,本实施例3中的银白色镀层的极化电阻远大于对比例3中的银白色镀锌层,腐蚀电流密度小于对比例3中的银白色镀锌层,本实施例3中的银白色镀层的耐蚀性大致为对比例3的银白色镀锌层6.3倍。
表9实施例3中与对比例3中银白色镀锌层的极化曲线测试参数值
电化学参数 极化电阻(Ω/cm<sup>2</sup>) 腐蚀电流密度(A/cm<sup>2</sup>)
实施例3 9067 2.020×10<sup>-6</sup>
对比例3 1498 1.287×10<sup>-5</sup>
本实施例3中所获的银白色镀层厚度均匀,按照GB/T 13448-2006涂层厚度测定方法,采用AR932型涂层测厚仪对镀层上中下3个不同位置测量镀层厚度,其厚度值如表10。可以看出,镀层厚度均匀,极差为12μm,平均厚度为94μm,镀层厚度满足工艺标准要求。
表10实施例3中所获银白色镀层测试点厚度值
编号 厚度/μm
1 101
2 89
3 92
极差 12
平均值 94
本实施例3中所获镀层参照的GB/T 13912-2002和GB/T13448-2006附着力试验方法,对镀层进行划格试验,其划格试验结果如表11。可以看出,实施例3镀层脱落面积占比低于对比例3中镀层,实施例3划格试验等级低于对比例3,说明实施例3中附着力较强。
表11实施例3与对比例3的划格试验评级表
Figure BDA0002168820620000121
本对比例3中所获的银白色镀层厚度均匀,按照GB/T 13448-2006涂层厚度测定方法,采用AR932型涂层测厚仪对镀层上中下3个不同位置测量镀层厚度,其厚度值如表12。可以看出,镀层厚度均匀,极差为12μm,平均厚度为116.3μm。
表12对比例3中所获传统银白色镀层测试点厚度值
编号 厚度/μm
1 111
2 123
3 115
极差 12
平均值 116.3

Claims (6)

1.银白色热镀锌镀液的制备方法,其特征在于:将彩色热镀锌镀液加热到520~550℃,往镀液中添加Al元素,混匀,得到淡黄色的含Al彩色镀液;将含Al彩色镀液温度升高为550~560℃,往镀液中添加Mg元素,混匀,即得银白色热镀锌镀液;其中,Al元素的添加量为彩色热镀锌镀液质量的0.01%~0.03%,Mg元素的添加量为彩色热镀锌镀液质量的0.02%~0.035%;其中,所述彩色热镀锌镀液为彩色热镀锌工艺中使用的镀液,该镀液所浸镀的镀件呈现彩色镀层;其中,所述彩色热镀锌镀液由以下质量百分比的元素组成: Mn 0.1%~1%、Y0~0.1%、Ce 0~0.08%、Cu 0.01%~0.05%,其余为Zn和不可避免的杂质;所述彩色包括草绿色、砂石色、黄色和蓝色;
其中,Al元素是通过Zn-Al合金加入到彩色热镀锌镀液中;Mg元素是通过Zn-Mg合金加入到彩色热镀锌镀液中;Zn-Al合金中Al含量为30~35wt%,Zn-Mg合金中Mg含量为25~28wt%。
2.根据权利要求1所述的银白色热镀锌镀液的制备方法,其特征在于:混匀采用搅拌的方式进行,搅拌时间为5~10min。
3.根据权利要求1所述的银白色热镀锌镀液的制备方法,其特征在于:将含Al彩色镀液升温后,需要保温10~15min。
4.根据权利要求1所述的银白色热镀锌镀液的制备方法,其特征在于:添加Zn-Mg合金时,将Zn-Mg合金浸没在镀液中。
5.银白色热镀锌镀液,其特征在于,采用权利要求1~4任一项所述的银白色热镀锌镀液的制备方法制备得到。
6.权利要求5所述的银白色热镀锌镀液的应用,其特征在于,采用所述的银白色热镀锌镀液,控制镀液温度为440~490℃,将镀件放入镀液,进行热镀锌工艺操作,使镀件获得银白色镀层。
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