CN113278905A - 一种热浸镀锌助镀剂配方及其制作工艺 - Google Patents

一种热浸镀锌助镀剂配方及其制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热浸镀锌助镀剂配方及其制作工艺，一种热浸镀锌助镀剂配方，每1L助镀剂中，含各组分重量配比如下：所述氯化锌140g，所述氯化铵180g，所述氯化铝5‑10g，所述氯化镍0‑5g，所述氯化镧0‑15g，所述氯化亚锡5‑30g，所述氟化钠0‑10g，其余为水。其配方的制备工艺包括以下步骤：步骤一：将所述助镀剂加热，溶液搅拌充分，将搅拌后的溶液依次经过除油、水洗、酸洗、水洗，然后在所述助镀剂中助镀；步骤二：助镀后再依次经过烘干、镀锌、冷却和钝化；步骤三：定期检测成分，生产中及时补充化学药剂，维持在一定的浓度范围。本发明采用上述配方和工艺，具有锌液流动性好、减少过厚锌层、锌层外观发亮、光滑平整细致、防腐性强的优点。

Description

一种热浸镀锌助镀剂配方及其制作工艺
技术领域
本发明涉及镀锌工艺技术领域，尤其是涉及一种热浸镀锌助镀剂配方及其制作工艺。
背景技术
镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。主要采用的方法是热镀锌。助镀就是将酸洗后的制件再浸入一定成分的助镀剂中，提出后在制件表面形成一层薄的保护膜过程。其主要对钢铁表面起到清洁的作用，去除酸洗清洗后残留在制件表面的铁盐或氧化物，使钢铁件在进入锌浴时具有最大的表面活性；其次，在制件表面沉积上一层盐膜，可防止制件从助镀池到进入锌锅这一段时间内在空气中锈蚀；最后就是净化制件浸入锌浴处的液相锌，使制件与液相锌快速浸润并反应。
传统的热浸镀锌方式主要为锌铵助镀，但是传统的锌铵助镀剂热镀企业在参数操作控制不佳，浓度控制范围控制不好，波动较大，pH值为1强酸性，助镀剂氯化亚铁含量较高，氯化亚铁含量在几十克每升。造成热镀企业在镀锌时助镀剂中铁泥较多，带入锌锅中，锌灰锌渣产生量大，存在铁泥粘附在镀锌工件外观上，盐膜不足，助镀后“返锈”，对镀锌外观质量影响较大，锌层发灰发暗，锌层粗糙，容易漏镀和脱落等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种锌液流动性好、减少过厚锌层、锌层外观发亮、光滑平整细致、防腐性强的热浸镀锌助镀剂配方。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案，一种热浸镀锌助镀剂配方，配置的成分为：氯化锌，氯化铵，氯化铝，氯化镍，氯化镧，氯化亚锡，氟化钠，水。
优选的，每1L助镀剂中，含各组分重量配比如下：所述氯化锌140g，所述氯化铵180g，所述氯化铝5-10g，所述氯化镍0-5g，所述氯化镧0-15g，所述氯化亚锡5-30g，所述氟化钠0-10g，其余为水。
还提供了一种热浸镀锌助镀剂配方的制备工艺，技术方案如下，包括以下步骤：
步骤一：将所述助镀剂加热，溶液搅拌充分，将搅拌后的溶液依次经过除油、水洗、酸洗、水洗，然后在所述助镀剂中助镀；
步骤二：助镀后再依次经过烘干、镀锌、冷却和钝化；
步骤三：定期检测成分，生产中及时补充化学药剂，维持在一定的浓度范围。
优选的，步骤一中所述助镀剂加热温度为55-65℃，步骤一中助镀时间为1-5min。
优选的，步骤三中前期检测2-3天一次，后期检测一周一次，将助镀剂中氯化亚铁含量控制在2g/L以下，助镀剂的pH值在4-5，及时减少助镀槽中铁含量和铁泥含量。
优选的，步骤一中的除油采用化学除油法，其中除油剂包含碱类助洗剂和表面活性剂。
优选的，步骤一中的酸洗具体操作为：将助镀剂浸入盐酸的水溶液中，其中铁的氧化物与盐酸发生化学反应，形成盐类溶于酸溶液中被除去，具体的化学反应原理如下：
FeO+2HCl→FeCl2+H2O；
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O；
Fe3O4+8HCl→2FeCl3+FeCl2+4H2O。
优选的，步骤一中助镀采用化学镀助镀剂法。
优选的，步骤二中的镀锌是采用热浸镀方法，把被镀件浸入到熔融的锌液体中，形成镀锌层。
因此，本发明采用上述工艺和配方，具有的有益效果为：
钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变颜色的特点、提高了产品的精密度和附加值，使操作更方便。由于钝化的过程属于无反应状态进行，钝化剂可反复添加使用，寿命更长、成本更经济。钝化促使金属表面形成的氧分子结构钝化膜、膜层致密、性能稳定，并且在空气中同时具有自行修复作用，与传统的涂防锈油的方法相比，钝化形成的钝化膜更稳定、更具耐蚀性。工艺提高锌液流动性效果，减少过厚锌层，镀锌后锌层外观发亮，光滑平整，锌层细致，防腐性能较好，达到国标盐雾试验时间要求。锌液的氧化减少，锌灰锌渣量减少15-20％左右，效果明显。
附图说明
图1为本发明一种热浸镀锌助镀剂配方的制备工艺的流程图。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例1
一种热浸镀锌助镀剂配方，按照加入的水量配置助镀剂，配置的成分含量为：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
氯化铝5g/L，
氯化镍1g/L，
氯化镧3g/L，
氯化亚锡5g/L，
氟化钠2g/L，
其余为水，助镀剂加热温度为55℃，pH值为4，将钢材浸入助镀剂中1min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
如图1所示，一种热浸镀锌助镀剂配方，其制备工艺为，包括以下步骤：
步骤一：将所述助镀剂加热，加热的温度为55℃，溶液搅拌充分，来保证化学药剂的充分溶解。将搅拌后的溶液依次经过除油、水洗、酸洗、水洗，然后在所述助镀剂中助镀1min；
步骤二：助镀后再依次经过烘干、镀锌、冷却和钝化；
步骤三：定期检测成分，前期检测2-3天一次，后期找到药剂损耗的时间关系后，检测时间可以一周一次，生产中要及时补充化学药剂，维持在一定的浓度范围，避免浓度波动过大，控制好助镀剂中氯化亚铁含量小于2g/L，将pH值控制在4，在镀锌时助镀剂中铁泥量大大减少，锌液氧化减少，带入锌锅时锌灰锌渣产生量减少15-20％左右，镀锌后锌层外观发亮，光滑平整，锌层细致。且防腐性能较好，达到国标盐雾试验时间要求。(盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验)
如图1所示，如步骤一中的除油采用化学除油法，其中除油剂包含碱类助洗剂和表面活性剂。步骤一中的酸洗具体操作为：将助镀剂浸入盐酸的水溶液中，其中铁的氧化物与盐酸发生化学反应，形成盐类溶于酸溶液中被除去，具体的化学反应原理如下：
FeO+2HCl→FeCl2+H2O；
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O；
Fe3O4+8HCl→2FeCl3+FeCl2+4H2O。
如图1所示，步骤一中助镀采用化学镀助镀剂法，将常规助镀时在制件上产生一层氯化锌铵盐膜的方式进行改进，浸入助镀液时，在制件表面形成一层用来牺牲的均匀涂层薄膜确保热镀时有一个完全活性的金属表面，防止钢铁表面的氧化。这种助镀剂法适用范围广，产生烟雾少，稳定性好，并且在助镀高铝时也不会出现漏镀现象。
如图1所示，步骤二中的镀锌是采用热浸镀方法，把被镀件浸入到熔融的锌液体中，形成镀锌层。降低熔融金属表面的表面张力，促使铁的表面被熔融金属所润湿，清除熔融金属表面的氧化物。
实施例2
除以下含量、温度、时间和pH值外，其余均与实施例1相同。
一种热浸镀锌助镀剂配方，按照加入的水量配置助镀剂，配置的成分含量为：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
氯化铝6g/L，
氯化镍2g/L，
氯化镧5g/L，
氯化亚锡10g/L，
氟化钠4g/L，
其余为水，助镀剂加热温度为58℃，pH值为4.5，将钢材浸入助镀剂中2min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
实施例3
除以下含量、温度、时间和pH值外，其余均与实施例1相同。
一种热浸镀锌助镀剂配方，按照加入的水量配置助镀剂，配置的成分含量为：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
氯化铝8g/L，
氯化镍3g/L，
氯化镧10g/L，
氯化亚锡15g/L，
氟化钠6g/L，
其余为水，助镀剂加热温度为60℃，pH值为4.7，将钢材浸入助镀剂中3min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
实施例4
除以下含量、温度、时间和pH值外，其余均与实施例1相同。
一种热浸镀锌助镀剂配方，按照加入的水量配置助镀剂，配置的成分含量为：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
氯化铝9g/L，
氯化镍4g/L，
氯化镧12g/L，
氯化亚锡20g/L，
氟化钠8g/L，
其余为水，助镀剂加热温度为62℃，pH值为4.8，将钢材浸入助镀剂中4min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
实施例5
除以下含量、温度、时间和pH值外，其余均与实施例1相同。
一种热浸镀锌助镀剂配方，按照加入的水量配置助镀剂，配置的成分含量为：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
氯化铝10g/L，
氯化镍5g/L，
氯化镧15g/L，
氯化亚锡25g/L，
氟化钠10g/L，
其余为水，助镀剂加热温度为65℃，pH值为5，将钢材浸入助镀剂中5min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
对比例1
常规氯化锌-氯化铵热镀锌助镀剂由以下成分及配比组成：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
其余为水，加热温度为55℃，pH值为4，将钢材浸入助镀剂中1min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
对比例2
常规氯化锌-氯化铵热镀锌助镀剂由以下成分及配比组成：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
其余为水，助镀剂加热温度为58℃，pH值为4.5，将钢材浸入助镀剂中2min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
对比例3
常规氯化锌-氯化铵热镀锌助镀剂由以下成分及配比组成：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
其余为水，助镀剂加热温度为60℃，pH值为4.7，将钢材浸入助镀剂中3min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
对比例4
常规氯化锌-氯化铵热镀锌助镀剂由以下成分及配比组成：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
其余为水，助镀剂加热温度为62℃，pH值为4.8，将钢材浸入助镀剂中4min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
对比例5
常规氯化锌-氯化铵热镀锌助镀剂由以下成分及配比组成：
氯化锌140g/L，
氯化铵180g/L，
其余为水，助镀剂加热温度为65℃，pH值为1，将钢材浸入助镀剂中5min，取出置于空气中，干燥后进行镀锌。
表1为本发明助镀剂与传统助镀剂助镀情况对照表
Figure BDA0003072761750000101
Figure BDA0003072761750000111
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种热浸镀锌助镀剂配方，其特征在于，配置的成分为：氯化锌，氯化铵，氯化铝，氯化镍，氯化镧，氯化亚锡，氟化钠，水。
2.根据权利要求1所述的一种热浸镀锌助镀剂配方，其特征在于，每1L助镀剂中，含各组分重量配比如下：所述氯化锌140g，所述氯化铵180g，所述氯化铝5-10g，所述氯化镍0-5g，所述氯化镧0-15g，所述氯化亚锡5-30g，所述氟化钠0-10g，其余为水。
3.采用权利要求1-2所述的一种热浸镀锌助镀剂配方，其制备工艺为，包括以下步骤：
步骤一：将所述助镀剂加热，溶液搅拌充分，将搅拌后的溶液依次经过除油、水洗、酸洗、水洗，然后在所述助镀剂中助镀；
步骤二：助镀后再依次经过烘干、镀锌、冷却和钝化；
步骤三：定期检测成分，生产中及时补充化学药剂，维持在一定的浓度范围。
4.根据权利要求3所述的一种热浸镀锌助镀剂配方的制备工艺，其特征在于，步骤一中所述助镀剂加热温度为55-65℃，步骤一中助镀时间为1-5min。
5.根据权利要求3所述的一种热浸镀锌助镀剂配方的制备工艺，其特征在于，步骤三中前期检测2-3天一次，后期检测一周一次，将助镀剂中氯化亚铁含量控制在2g/L以下，助镀剂的pH值在4-5，及时减少助镀槽中铁含量和铁泥含量。
6.根据权利要求3所述的一种热浸镀锌助镀剂配方的制备工艺，其特征在于，步骤一中的除油采用化学除油法，其中除油剂包含碱类助洗剂和表面活性剂。
7.根据权利要求3所述的一种热浸镀锌助镀剂配方的制备工艺，其特征在于，步骤一中的酸洗具体操作为：将助镀剂浸入盐酸的水溶液中，其中铁的氧化物与盐酸发生化学反应，形成盐类溶于酸溶液中被除去，具体的化学反应原理如下：
FeO+2HCl→FeCl2+H2O；
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O；
Fe3O4+8HCl→2FeCl3+FeCl2+4H2O。
8.根据权利要求3所述的一种热浸镀锌助镀剂配方的制备工艺，其特征在于，步骤一中助镀采用化学镀助镀剂法。
9.根据权利要求3所述的一种热浸镀锌助镀剂配方的制备工艺，其特征在于，步骤二中的镀锌是采用热浸镀方法，把被镀件浸入到熔融的锌液体中，形成镀锌层。
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