CN113652621A - 一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，属于金属材料表面热处理技术领域。本发明先将金属基体进行修整、脱脂除油、酸洗、水洗等预处理，然后将预处理后的金属基体在助镀剂存在下先进行纯锌热浸镀处理，再在锌铝镁合金溶液中进行热浸镀处理，即在金属基体表面制备出锌铝镁合金镀层。本发明具有工艺时间短、低铝、低镁含量的优点，并采取精炼剂造渣及风冷的冷却方式，形成稳定均匀、厚度适中、表面光亮、整洁、抗弯折性好的锌铝镁合金镀层。本发明制备方法成本低，易工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料表面热处理领域，特别涉及一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的工艺。
背景技术
在金属表面渗锌、渗铝或锌铝合金是重要的金属材料表面热处理技术。合金镀层在许多环境中具有比渗锌、渗铝更好的耐腐蚀性能，钢铁作为主要的结构材料广泛地应用于汽车、建筑和家电行业，但是在大多数的环境中其耐蚀性都比较低。热镀锌能延长钢铁的使用寿命，并具有生产成本低的优势。许多研究成果表明合金元素如Al、Mg、Si能提高锌镀层的耐蚀性和机械性能，多种锌合金镀层已经开始了商业化，比如Zn-55A-1.6Si、Zn-5Al-0.1RE、Zn-4.5Al-0.1Mg、Zn-1lAl-3Mg-0.2Si、Zn-0.5Mg和Zn-6Al-3Mg等。其中ZAM(Zn-6Al-3Mg)镀锌板是由日新制钢公司在上世纪九十年代研制成功的，它在大气和加速腐蚀的环境中都表现出了良好的耐蚀性。在钢缆镀锌领域得到普遍推广，但常见的单浸镀过程中普遍出现漏镀、表面发暗、褶皱、细小龟裂纹以及在缠绕过程中出现开裂等现象，影响其使用性能。
Li Shiwei等[Study on RE，Mg and Si in the modification ofZAM andGalvalume coatings]研究了锌铝镁合金层耐腐蚀性的影响，提出Al、Mg、RE、Si等元素对镀层组织微观结构和镀层整体的耐蚀性能均起到良好的作用；S. Schilrz等[Chemistry ofcorrosion products on Zn-Al-Mg alloy coated steel. Corrosion Science. 2010,52 (10) ,3271-3279]制备的高 Al、Mg配比锌铝镁层，具有优异的耐蚀性能。
发明内容
为了解决现有技术中锌铝共渗工艺要求高、镀层表面不均匀、出现褶皱、发暗，镀层组织缠绕开裂等无法形成锌铝镁共镀层等不足与问题，本发明提供了一种适用于工艺时间短，金属材料的铝、镁含量适中、厚度适中、镀层形表面光亮整洁、结合强度高，适用于工业化推广生产，且基于双镀法制备的锌铝镁镀层及工艺。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法：将金属基体进行预处理，然后将预处理后的金属基体在助镀剂存在的条件下进行纯锌热浸镀处理，再在锌铝镁合金溶液中进行热浸镀处理，从而在金属基体表面制备出锌铝镁合金镀层。
一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，包括以下步骤：
A1、对金属基体进行修整、脱脂除油；
A2、将步骤A1处理后的金属基体进行酸洗、水洗；优选的，酸洗采用酸浓度为10%～13%的HCl溶液，用于除去预镀件表面氧化皮；
A3、将步骤A2处理后的金属基体置于助镀剂溶液中进行助镀，助镀60-120s后，将金属基体加热50s-100s，加热温度为 60℃ -140℃，直至助镀剂烤干；
A4、将步骤A3处理后的金属基体置于纯锌液中进行浸镀，浸镀时间60s-120s，浸镀温度为440℃ -460°C，冷却后在金属基体表面得到纯锌层；
A5、将步骤A4处理后的金属基体置于锌铝镁合金液中进行浸镀，浸镀时间60s-120s，浸镀温度为390℃ -470°C；
A6、将步骤A5浸镀后的金属基体进行冷却，即在金属基体表面得到锌铝镁合金镀层。
优选的，步骤A3中，所述助镀剂溶液为双镀型助镀剂溶液，所述双镀型助镀剂溶液（溶剂为水）的组分为：NH4Cl 100-150g/L，ZnCl2 150-180g/L，表面活性剂20g/L。
优选的，步骤A3中，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
优选的，步骤A5中，所述锌铝镁合金液的成分按质量百分比计为：1.0％-6.0％Al、1.5％-3.0％Mg、0.01%-0.06%RE、0.01%-0.3%Si、0.005%-0.1%B、0.01%-0.02%Bi，其余为Zn。
优选的，步骤A4和步骤A5中，浸镀过程中，均采用保护气体形成的气刀对镀层进行吹抹，确保镀层厚度及表面质量。
优选的，步骤A5中，浸镀前先对锌铝镁合金液采用精炼剂进行造渣，造渣后再进行浸镀，造渣目的在于消除合金液中的悬浮氧化物和金属间化合物颗粒，以达到净化锌浴，消除镀件表面颗粒的作用，得到良好的光洁光亮合金镀层。
优选的，所述精炼剂为高温造渣剂，所述精炼剂的组分按重量份数为：20-30wt%的木炭粉、20-30wt%的硝酸钠、5-10wt%的氯化锌、10-20wt%的工业盐、5-10wt%的氯化铵、5-15wt%的冰晶石。
优选的，步骤A6中，将步骤A5浸镀后的金属基体采用风冷冷却。
一种锌铝镁合金镀层，其特征在于，所述锌铝镁合金镀层是采用上述方法制备得到的，所述锌铝镁合镀层的厚度为60-150μm。
本发明的有益效果如下：
1.本发明针对锌铝镁镀层技术，提供具有性能优越的锌铝镁合金镀层，其厚度适中、镀层结合强度高、并较容易实现金属材料表面制备锌铝镁镀层；该范围内的合金锌浴流动性良好、成分均匀、合金化程度高，制备的镀层光亮平整且组织均匀，未出现细小的龟裂纹。该制备方法成本低，易工业化生产制备。
2.本发明的助镀剂为双镀型助镀剂溶液，所述双镀型助镀剂溶液（溶剂为水）的组分为：NH4Cl 100-150g/L，ZnCl2 150-180g/L，表面活性剂20g/L，可以有效降低锌液的表面张力，提高合金锌浴的浸润性。另外，本发明在锌铝镁合金液浸镀前，先对锌铝镁合金液采用精炼剂进行造渣，造渣后再进行浸镀，造渣目的在于消除合金液中的悬浮氧化物和金属间化合物颗粒，以达到净化锌浴，消除镀件表面颗粒的作用，得到良好的光洁光亮合金镀层。
3. 本发明采用双镀法制备的锌铝镁合金镀层，相比于单一镀层，在同等条件下，腐蚀速率为单一镀层腐蚀速率的十分之一左右，大幅提高了合金镀层的耐腐蚀性能。
4. 本发明的核心创新点：基于纯锌热镀工艺基础，通过一定配比的锌铝镁多元合金锌浴的二次浸镀，一定范围温度条件下，一定的表面处理工艺，一定的冷却方式配合自行研发的锌造渣剂，在较短的时间范围内（最长不超过3min)短时间在金属材料表面制备锌铝镁合金镀层，所述锌铝镁合金镀层具有铝镁含量适中、厚度适中、镀层表面光亮整洁、结合强度高、腐蚀性能好的优点。
附图说明
图1本发明制备的锌铝镁合金镀层。
图2本发明制备的锌铝镁合金组织。
图3本发明双镀型锌铝镁镀层腐蚀形貌。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明：
实施例1:
锌铝镁合金镀层及制备方法，如下：
(1)锌铝镁镀层合金液成分：锌浴成分范围（质量百分比）：4.0％Al、2.5％Mg、0.01%RE、0.01%Si、0.005%B、0.01%Bi，其余为Zn；
(2) 对金属基体进行修整、金属表面去除污垢，在80℃下用NaOH溶液和清水分别清洗金属样品3次，去除金属样品表面的油脂；脱脂除油；
(3)步骤 2)处理后的金属样品置于容器中，用HCl溶液酸洗60s，水洗120s；
(4)将步骤3)处理后的金属样品置于存放助镀剂的容器中，助镀120s后，将金属样品加热75s，加热温度为80℃，直至助镀剂烤干；
(5)将步骤4)处理后的金属样品置于纯锌液中，浸镀时间100s，浸镀温度为450℃，冷却即得纯锌层；
(6)将步骤5)处理后的金属样品置于锌铝镁合金液中，浸镀时间60s，浸镀温度为445℃，浸镀过程中采用电磁抹式；
(7)将步骤6)浸镀的金属样品采取风冷冷却，即得到锌铝镁合金镀层
所制备的双镀型锌铝镁合金镀层，其厚度为45-60um。研究发现：合金锌浴流动性良好、成分均匀、合金化程度高，制备的镀层光亮平整且组织均匀，未出现细小的龟裂纹，其耐腐蚀为0.06768g/m2h，相比于单一镀层可保证合金镀层的耐腐蚀性。
实施例2 :
锌铝镁共渗层及制备方法，如下：
(1)锌铝镁镀层合金液成分：1.6％Al、1.6％Mg、0.01%RE、0.07%Si、0.002%B、0.01%Bi，其余为Zn；
(2)金属表面污垢去除后,在70℃-80℃条件下用脱脂剂和清水分别清洗金属样品3次，去除金属样品表面的油脂；其中，脱脂剂成分为NaOH、Na2CO3及Na3PO4，各组分的质量比为2:1:1，总浓度为2.5%；
(3)步骤 2)处理后的金属样品置于容器中，用酸浓度为10%～13%的HCL溶液酸洗60s，水洗120s；
(4)将步骤3)处理后的金属样品置于存放助镀剂的容器中，助镀120s后，将金属样品加热60s，加热温度为100℃，直至助镀剂烤干；
(5)将步骤4)处理后的金属样品置于纯锌液中，浸镀时间90s，浸镀温度为460°C，冷却即得纯锌层；
(6)先对锌铝镁合金液采用精炼剂进行造渣，所述精炼剂为高温造渣剂，所述精炼剂的组分按重量份数为：25wt%的木炭粉、25wt%的硝酸钠、5wt%的氯化锌、20wt%的工业盐、10wt%的氯化铵、15wt%的冰晶石，造渣后再将步骤5)处理后的金属样品置于锌铝镁合金液中进行浸镀，浸镀时间60s，浸镀温度为465℃，浸镀过程中采用电磁抹式；
(7)将步骤6)浸镀的金属样品采取风冷冷却，即得到锌铝镁合金镀层。
所制备的双镀型锌铝镁合金镀层，其厚度为55-68um。研究发现：当锌浴中锌铝镁成分控制在该成分时，制备的镀层光亮平整且组织均匀，其耐腐蚀为0.0815g/m2h，相比于单一镀层可保证合金镀层的耐腐蚀性。
实施例3:
锌铝镁合金镀层及制备方法，如下：
(1)锌铝镁镀层合金液成分：锌浴成分范围（质量百分比），2.0％Al、2.0％Mg、0.05%RE、0.1%Si、0.002%B、0.02%Bi，其余为Zn；
(2)金属表面污垢去除后，在70℃-80℃的温度条件下用NaOH溶液和清水分别清洗金属样品3次，去除金属样品表面的油脂；
(3)步骤 2)处理后的金属样品置于容器中，酸洗60s，水洗120s；
(4)将步骤3)处理后的金属样品置于存放助镀剂的容器中，助镀120s后，将金属样品加热55s，加热温度为 110℃，直至助镀剂烤干；
(5)将步骤4)处理后的金属样品置于纯锌液中，浸镀时间60s，浸镀温度为450℃，冷却即得纯锌层；
(6) 先对锌铝镁合金液采用精炼剂进行造渣，所述精炼剂为高温造渣剂，所述精炼剂的组分按重量份数为：30wt%的木炭粉、30wt%的硝酸钠、5wt%的氯化锌、10wt%的工业盐、10wt%的氯化铵、15wt%的冰晶石，造渣后再将步骤5)处理后的金属样品置于锌铝镁合金液中进行浸镀，浸镀时间60s，浸镀温度为460℃，浸镀过程中采用电磁抹式；
(7)将步骤6)浸镀的金属样品采取风冷冷却，即得到锌铝镁合金镀层。
所制备的双镀型锌铝镁合金镀层，其厚度为45-60um。研究发现：制备的镀层光亮平整且组织均匀，其耐腐蚀为0.0868g/m2h，相比于单一镀层可保证合金镀层的耐腐蚀性。
实施例4:
锌铝镁合金镀层及制备方法，如下：
(1)锌铝镁镀层合金液成分：锌浴成分范围（质量百分比），2.5％Al、3.0％Mg、0.03%RE、0.02%Si、0.002%B、0.02%Bi，其余为Zn；
(2)金属表面污垢去除后、于80℃下用NaOH溶液和清水分别清洗金属样品3次，去除金属样品表面的油脂；
(3)步骤 2)处理后的金属样品置于容器中，用酸浓度为13%的HCL溶液酸洗60s，水洗120s；
(4)将步骤3)处理后的金属样品置于存放助镀剂的容器中，助镀120s后，将金属样品加热50s，加热温度为 130℃，直至助镀剂烤干；
(5)将步骤4)处理后的金属样品置于纯锌液中，浸镀时间60s，浸镀温度为460℃，冷却即得纯锌层；
(6) 先对锌铝镁合金液采用精炼剂进行造渣，所述精炼剂为高温造渣剂，所述精炼剂的组分按重量份数为：20wt%的木炭粉、25wt%的硝酸钠、10wt%的氯化锌、20wt%的工业盐、10wt%的氯化铵、15wt%的冰晶石，造渣后再将步骤5)处理后的金属样品置于锌铝镁合金液中进行浸镀，浸镀时间90s，浸镀温度为455℃，浸镀过程中采用电磁抹式；
(7)将步骤6)浸镀的金属样品采取风冷冷却，即得到锌铝镁合金镀层。
所制备的双镀型锌铝镁合金镀层，其厚度为42-54um。研究发现：制备的镀层光亮平整且组织均匀，其耐腐蚀为0.0925g/m2h，相比于单一镀层可保证合金镀层的耐腐蚀性。
实施例5
一种锌铝镁合金镀层及制备方法，包括以下步骤：
(1)锌铝镁镀层合金液成分：锌浴成分范围（质量百分比），6.0％Al、3.0％Mg、0.02%RE、0.15%Si、0.002%B、0.02%Bi，其余为Zn；
(2)金属表面污垢去除后、于80℃下用NaOH溶液和清水分别清洗金属样品3次，去除金属样品表面的油脂；
(3)步骤 2)处理后的金属样品置于容器中，用酸浓度为11%的HCL溶液酸洗60s，水洗120s；
(4)将步骤3)处理后的金属样品置于存放助镀剂的容器中，助镀120s后，将金属样品加热50s，加热温度为 130℃，直至助镀剂烤干；
(5)将步骤4)处理后的金属样品置于纯锌液中，浸镀时间60s，浸镀温度为460℃，冷却即得纯锌层；
(6) 先对锌铝镁合金液采用精炼剂进行造渣，所述精炼剂为高温造渣剂，所述精炼剂的组分按重量份数为：30wt%的木炭粉、30wt%的硝酸钠、8wt%的氯化锌、12wt%的工业盐、10wt%的氯化铵、10wt%的冰晶石，造渣后再将步骤5)处理后的金属样品置于锌铝镁合金液中进行浸镀，浸镀时间90s，浸镀温度为395℃，浸镀过程中采用气刀吹抹；
(7)将步骤6)浸镀的金属样品采取风冷冷却，即得到锌铝镁合金镀层。
所制备的双镀型锌铝镁合金镀层，其厚度为15-22um。研究发现：制备的镀层光亮平整且组织均匀，其耐腐蚀为0.0562g/m2h，相比于单一镀层可保证合金镀层的耐腐蚀性。
通过上述实施例的分析表明，在本发明所述镀层合金比例范围内，添加微量的RE、Si、B、Bi等元素，镀层的耐腐蚀性能最佳。
本发明针对锌铝镁镀层技术，提供具有双次浸镀、低铝、低镁含量，合金锌浴流动性好，锌浴成分均匀、合金化程度高，杂质含量下降，形成稳定锌铝镁合金镀层，厚度适中、镀层表面平整光亮、结合强度高、实现金属材料表面制备锌铝镁镀层。该制备方法成本低，易工业化生产制备。
Claims (10)
1.一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，其特征在于：将金属基体进行预处理，然后将预处理后的金属基体在助镀剂存在的条件下进行纯锌热浸镀处理，再在锌铝镁合金溶液中进行热浸镀处理，从而在金属基体表面制备出锌铝镁合金镀层。
2.如权利要求1所述的一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1、对金属基体进行修整、脱脂除油；
A2、将步骤A1处理后的金属基体进行酸洗、水洗；
A3、将步骤A2处理后的金属基体置于助镀剂溶液中进行助镀，助镀60-120s后，将金属基体加热50s-100s，加热温度为 60℃ -140℃，直至助镀剂烤干；
A4、将步骤A3处理后的金属基体置于纯锌液中进行浸镀，浸镀时间60s-120s，浸镀温度为440℃ -460℃，冷却后在金属基体表面得到纯锌层；
A5、将步骤A4处理后的金属基体置于锌铝镁合金液中进行浸镀，浸镀时间60s-120s，浸镀温度为390℃ -470℃；
A6、将步骤A5浸镀后的金属基体进行冷却，即在金属基体表面得到锌铝镁合金镀层。
3.如权利要求2所述的一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，其特征在于，步骤A3中，所述助镀剂溶液为双镀型助镀剂溶液，所述双镀型助镀剂溶液的组分为：NH4Cl 100-150g/L，ZnCl2 150-180g/L，表面活性剂20g/L。
4.如权利要求2所述的一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，其特征在于，步骤A3中，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
5.如权利要求2所述的一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，其特征在于，步骤A5中，所述锌铝镁合金液的成分按质量百分比计为：1.0％-6.0％Al、1.5％-3.0％Mg、0.01%-0.06%RE、0.01%-0.3%Si、0.005%-0.1%B、0.01%-0.02%Bi，其余为Zn。
6.如权利要求2所述的一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，其特征在于，步骤A4和步骤A5中，浸镀过程中，均采用保护气体形成的气刀对镀层进行吹抹，确保镀层厚度及表面质量。
7.如权利要求2所述的一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，其特征在于，步骤A5中，浸镀前先对锌铝镁合金液加入精炼剂进行造渣，造渣后再进行浸镀，造渣目的在于消除合金液中的悬浮氧化物和金属间化合物颗粒，以达到净化锌浴，消除镀件表面颗粒的作用，得到良好的光洁光亮合金镀层。
8.如权利要求7所述的一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，其特征在于，所述精炼剂为高温造渣剂，所述精炼剂的组分按重量份数为：20-30wt%的木炭粉、20-30wt%的硝酸钠、5-10wt%的氯化锌、10-20wt%的工业盐、5-10wt%的氯化铵、5-15wt%的冰晶石。
9.如权利要求2所述的一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法，其特征在于，步骤A6中，将步骤A5浸镀后的金属基体采用风冷冷却。
10.一种锌铝镁合金镀层，其特征在于，所述锌铝镁合金镀层是采用利要求1-8任一项所述方法制备得到的，所述锌铝镁合镀层的厚度为60-150μm。
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|---|---|---|---|---|
| CN116356240A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-06-30 | 湘潭大学 | 一种低铝型锌铝镁合金镀层的制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1730197A (zh) * | 2005-08-29 | 2006-02-08 | 株洲冶炼集团有限责任公司 | 一种锌及锌基合金熔铸用造渣剂 |
| CN103614568A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 株洲冶炼集团股份有限公司 | 一种锌减渣剂 |
| CN106756699A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 常州大学 | 一种结构钢两步镀zam合金的方法 |
| CN107904532A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-13 | 华南理工大学 | 一种在钢材表面构筑高耐蚀锌合金双镀层的方法 |
| CN108239735A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-07-03 | 江苏法尔胜缆索有限公司 | 高强韧、耐久型桥梁缆索用大直径1960MPa级锌铝合金镀层钢丝 |
| CN109468481A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-15 | 株洲冶炼集团股份有限公司 | 一种锌合金及锌渣再生除铁细化剂 |
-
2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1730197A (zh) * | 2005-08-29 | 2006-02-08 | 株洲冶炼集团有限责任公司 | 一种锌及锌基合金熔铸用造渣剂 |
| CN103614568A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 株洲冶炼集团股份有限公司 | 一种锌减渣剂 |
| CN106756699A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 常州大学 | 一种结构钢两步镀zam合金的方法 |
| CN107904532A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-13 | 华南理工大学 | 一种在钢材表面构筑高耐蚀锌合金双镀层的方法 |
| CN108239735A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-07-03 | 江苏法尔胜缆索有限公司 | 高强韧、耐久型桥梁缆索用大直径1960MPa级锌铝合金镀层钢丝 |
| CN109468481A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-15 | 株洲冶炼集团股份有限公司 | 一种锌合金及锌渣再生除铁细化剂 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116356240A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-06-30 | 湘潭大学 | 一种低铝型锌铝镁合金镀层的制备方法 |
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