CN114134442A - 一种钢材热浸镀复合镀层的方法 - Google Patents

一种钢材热浸镀复合镀层的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114134442A
CN114134442A CN202010917786.9A CN202010917786A CN114134442A CN 114134442 A CN114134442 A CN 114134442A CN 202010917786 A CN202010917786 A CN 202010917786A CN 114134442 A CN114134442 A CN 114134442A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plating
steel
solution
hot
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010917786.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114134442B (zh
Inventor
崔彦斌
汪前雨
刘姣
岳君容
武荣成
张建岭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Process Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Institute of Process Engineering of CAS
Priority to CN202010917786.9A priority Critical patent/CN114134442B/zh
Publication of CN114134442A publication Critical patent/CN114134442A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114134442B publication Critical patent/CN114134442B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • C22C18/04—Alloys based on zinc with aluminium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C23C22/08—Orthophosphates
    • C23C22/12—Orthophosphates containing zinc cations
    • C23C22/17—Orthophosphates containing zinc cations containing also organic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/04—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors
    • C23G1/06—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors organic inhibitors
    • C23G1/061—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors organic inhibitors nitrogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/04—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors
    • C23G1/06—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors organic inhibitors
    • C23G1/065—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors organic inhibitors sulfur-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08—Iron or steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
    • C23G1/19—Iron or steel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

本发明提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括：将经过预处理的钢材进行助镀处理；将助镀后的钢材热浸镀锌；将热浸镀锌后的钢材取出，间隔3‑8s，然后再热浸镀锌铝基合金，冷却后得到热浸镀复合镀层的钢材。本发明所述方法通过对钢材进行热浸镀，在其表面形成复合镀层，提高了其防腐能力，有效解决了漏镀、结瘤、起泡等问题，且操作简单，成本低，经济效益好，有利于工业化规模生产，具有较好的工业应用前景。

Description

一种钢材热浸镀复合镀层的方法
技术领域
本发明属于金属表面防腐技术领域，涉及一种钢材热浸复合镀层的方法。
背景技术
金属制品在使用过程中长期置于大气中，由于氧气、水等组分的存在，容易造成腐蚀。钢材作为一种应用广泛的合金材料，提高其防腐能力是保证其使用寿命的重要手段，其中热浸镀即为一种常用的防腐技术。热浸镀简称热镀，是把被镀件浸入到熔融的金属液体中使其表面形成金属镀层的一种工艺方法，能显著的提高钢材在空气中的抗腐蚀能力。
热浸镀分为溶剂法热浸镀和保护气体还原法热浸镀。其中，溶剂法热浸镀常用于钢制异形件的热镀，并且由于其前处理简单、工艺要求不高、投资较少，在实际生产中得以广泛应用。但是溶剂法热浸镀也存在一些明显的不足，该方法目前只能用于钢材的热浸镀锌不能用于高性能的锌铝基合金镀层的制备，这是因为在制备高铝含量锌铝合金或锌铝镁合金镀层时，常规的氯化锌/氯化铵助镀剂会与铝发生不良反应，生成低沸点的氯化铝在镀层凝固后期放出而导致助镀效果减弱甚至失效。
CN 102560307A公开了一种碳钢表面热浸镀多元铝锌合金的生产工艺，包括酸洗、助镀、烘干、热镀和钝化步骤，热浸镀液为：6-8wt％铝、1.2-2.5wt％的镍、0.5-1.2wt％硅、0.5-1.5wt％镁、0.5-0.9wt％的锰、1.2-1.5wt％的钛以及余量的锌；钝化液为0.3-0.5wt％的硝酸钛、1.2-2.0wt％的过氧化氢、0.3-0.6wt％的磷酸、0.8-1.2wt％的柠檬酸。该方法中，在制备锌铝镁合金镀层时，助镀剂中的氯化铵和氯化锌会与铝发生不良反应，生成低沸点的氯化铝。在镀层凝固后期氯化铝会被释放出来导致漏镀、结瘤、起泡等问题。
CN 103510031A公开了一种用于钢丝热浸镀锌铝镁合金的助镀剂，所述助镀剂的组成为：ZnCl2 35％-45％、NaF 2％-10％、CeCl2 0.5-3.5％、SnCl2 4.5％-8.5％、H2O2 0.5-2％、表面活性剂0.1％-0.5％、余量为水；所述表面活性剂为脂肪醇醚硫酸钠和/或十二烷基磺酸钠。该助镀剂通过合理的调配成功应用于钢丝表面热镀得到锌铝镁合金镀层，但是该助镀剂中含有氟化物，而氟化物易侵蚀镀槽、污染环境，同时高熔点氯化物会残留在浸镀液中并黏附在工件表面，从而出现漏镀、结瘤、起泡等问题。
综上所述，对于钢材热浸镀复合镀层的制备，需要满足在常规助镀剂使用时能够完成锌铝基合金的热镀，有效解决漏镀、结瘤、起泡等问题，同时无需增加复杂的工艺流程，提高镀层效率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法通过对钢材进行热浸镀，在其表面形成复合镀层，提高了其防腐能力，有效解决了传统热浸镀方法中存在的漏镀、结瘤或起泡等问题，且操作简单，成本低，经济效益好，有利于工业化规模生产，具有较好的工业应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将经过预处理的钢材进行助镀处理；
(2)将步骤(1)助镀后的钢材热浸镀锌，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)热浸镀锌后的钢材取出，间隔3-8s，然后再热浸镀锌铝基合金，冷却后得到热浸镀复合镀层的钢材。
本发明中，先将经过预处理的钢材进行助镀处理，进一步清除钢材表面残留的铁锈等杂质，助镀后的钢材会在其表面形成一层薄膜，防止钢材表面在热浸镀前发生氧化。将助镀后的钢材进行热浸镀锌，形成一层薄薄的锌镀层，镀锌后间隔3-8s，再进行热浸镀锌铝基合金，该间隔时间需进行严格控制。若间隔时间过长，会导致锌镀层完全冷却使其进行二次热浸镀镀层时溶解困难，起不到金属助镀的效果。
将间隔时间控制在3-8s，此时的锌镀层并没有完全凝固，所以并非是传统意义上的一层防腐镀层，而是起到金属助镀剂的作用，避免助镀形成的薄膜中的物质与浸镀锌铝基合金所用浸镀液中的铝反应，使得锌铝基合金能够快速浸镀，形成致密均匀的锌铝基合金镀层。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述预处理依次包括碱洗和酸洗。
优选地，所述碱洗和酸洗后均进行水洗。
优选地，步骤(1)所述钢材包括钢制规则结构件或钢制异形结构件中任意一种。
本发明中，进行预处理时，先采用碱洗液对钢材进行碱洗，目的在于除去钢材表面附着的油脂，使助镀剂能均匀的附着在钢材表面，避免严重漏镀的现象。之后进行水洗，除去钢材表面残留的碱洗液。再采用酸洗液对钢材进行酸洗，目的在于除去表面因氧化作用而产生的氧化铁、氧化亚铁和四氧化三铁等铁的氧化物杂质，避免产生漏镀，影响表面光洁度。最后，再进行水洗，除去钢材表面残留的酸洗液。
作为本发明优选的技术方案，所述碱洗采用的碱洗液包括碱溶液和碱的碳酸盐溶液。
优选地，所述碱溶液的浓度为100-150g/L，例如100g/L、110g/L、120g/L、130g/L、140g/L或150g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述碱的碳酸盐溶液的浓度为50-100g/L，例如50g/L、55g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L、95g/L或100g/L等，但并不仅限于所列举的数值，在该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
优选地，所述碱的碳酸盐溶液包括碳酸钠溶液和/或碳酸钾溶液。
本发明中，碱洗液中碳酸盐的加入起到了缓冲作用，为去除油脂提供了充足的氢氧根离子。
本发明中，所述碱溶液的浓度并非是指每升碱洗液中含有100-150g的碱溶液，而是指每升碱洗液中含有100-150g的氢氧化钠和/或氢氧化钾；同样地，所述碱的的碳酸盐浓度是指每升碱洗液中含有50-100g的碳酸钠和/或碳酸钾。
优选地，所述碱洗温度为80-85℃，例如80℃、81℃、82℃、83℃、84℃或85℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述碱洗时间为5-10min，例如5min、6min、7min、8min、9min或10min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述酸洗采用的酸洗液包括缓蚀剂和酸溶液。
优选地，所述缓蚀剂的浓度为3-10g/L，例如3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L或10g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述酸溶液的浓度为1-3mol/L，例如1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L或3mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述缓蚀剂包括六亚甲基四胺、苯胺或硫氰酸钠中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：六亚甲基四胺与苯胺的组合，苯胺与硫氰酸钠的组合，六亚甲基四胺、苯胺与硫氰酸钠的组合等，优选为六亚甲基四胺。
优选地，所述酸溶液包括硫酸或盐酸，优选为盐酸。
本发明中，酸洗液中的缓蚀剂的加入是为了减缓钢材与酸溶液之间发生反应，防止酸洗过度造成钢材不必要的铁损。
优选地，所述酸洗温度为35-45℃，例如35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述酸洗时间3-5min，例如3min、3.5min、4min、4.5min或5min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述酸洗过程中酸洗液中的Fe2+的含量控制在6.6g/L以下，例如2.2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、5.5g/L或6.6g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，若酸洗液中的Fe2+含量过高，会导致酸洗不彻底，对后续助镀过程中的助镀剂造成污染。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述助镀处理采用助镀剂进行。
优选地，所述助镀剂包括氯化铵和氯化锌。
优选地，所述助镀剂还包括乳化剂和/或pH调节剂。
优选地，所述pH调节剂包括磷酸氢二钠和柠檬酸。
优选地，所述助镀剂中各组分的浓度分别为氯化铵100-120g/L，例如100g/L、105g/L、110g/L、115g/L或120g/L等；氯化锌80-100g/L，例如80g/L、85g/L、90g/L、95g/L或100g/L等；乳化剂0.5-10g/L，例如0.5g/L、1g/L、2g/L、4g/L、4.5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L、9.5g/L或10g/L等；磷酸氢二钠30-40g/L，例如30g/L、31g/L、32g/L、33g/L、34g/L、35g/L、36g/L、37g/L、38g/L、39g/L或40g/L等；柠檬酸10-20g/L，例如10g/L、11g/L、12g/L、13g/L、14g/L、15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L或20g/L等，上述浓度的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用，余量为水。
优选地，所述助镀剂的pH为1.5-4，例如1.5、1.8、2、2.5、3、3.5或4等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2-3。
优选地，所述助镀温度为80-85℃，例如80℃、81℃、82℃、83℃、84℃或85℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述助镀时间为0.5-2min，例如0.5min、1min、1.5min或2min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，由于助镀剂的优劣是影响最终产品质量的重要因素。因此，所述助镀剂除了包括常规助镀剂的组分氯化铵和氯化锌之外，还包括乳化剂和pH调节剂。加入乳化剂的目的在于增加助镀剂的润湿、分散作用，防止助镀剂老化，提高助镀剂的耐用性。加入pH调节剂的目的在于调控溶液pH值，并进一步活化钢材表面。
作为本发明的优选方案，步骤(1)所述助镀处理后进行干燥。
优选地，所述干燥温度为60-80℃，例如60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃或80℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述干燥时间为5-60min，例如5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，干燥操作是必不可少的，助镀后的钢材若不进行干燥，热浸镀锌时则会造成锌液飞溅，给操作人员造成人身危害；其干燥时间则与钢材大小及厚度有关，使钢材表面盐膜干结即可。
作为本发明的优选方案，步骤(2)所述热浸镀锌采用的浸镀液包括锌和不可避免的杂质。
优选地，所述热浸镀锌采用的浸镀液还包括铝。
优选地，所述铝的含量为0.5-1wt％，例如0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1.0wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述热浸镀锌的浸镀温度为460-480℃，例如460℃、465℃、470℃、475℃或480℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述热浸镀锌的浸镀时间为5-10s，例如5s、6s、7s、8s、9s或10s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，先在钢材表面镀一层锌的目的在于将锌镀层作为金属助镀剂，用于钢材热浸镀锌铝基合金。热浸镀锌时，其浸镀条件需进行严格控制。若浸镀温度过高，会对设备造成损伤，产生大量锌渣，且能耗大，生产成本高；若温度过低，锌液的流动性太差，钢材与锌液间表面张力大，镀层表面会出现表面粗糙、结瘤、漏镀等问题。若浸镀时间过长，钢材表面会和锌液发生严重的化合反应生成较厚的合金层，镀层与基体结合力下降；若浸镀时间过短，钢材表面锌层附着不均，影响产品使用效果。
本发明中，锌液中还包括0.5-1.0wt％铝，其目的在于促进Fe2Al5合金层的生成，进而抑制钢材表面铁与锌液之间的反应，增强镀层与钢材之间的粘附性。
作为本发明的优选方案，步骤(3)所述热浸镀锌铝基合金采用的浸镀液包括铝、锌和不可避免的杂质。
优选地，所述热浸镀锌铝基合金采用的浸镀液还包括硅和/或镁。
优选地，所述热浸镀锌铝基合金采用的浸镀液中各组分的含量分别为铝5-30wt％，例如5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％等；硅0-0.5wt％，例如0wt％、0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等；镁0-3wt％，例如0wt％、0.2wt％、0.4wt％、1wt％、1.3wt％、2wt％、2.5wt％或3wt％等，上述含量的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用，余量为锌及不可避免的杂质。
优选地，所述热浸镀锌铝基合金的浸镀温度为460-580℃,例如460℃、470℃、480℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃或580℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述热浸镀锌铝基合金的浸镀时间为10-120s，例如10s、20s、30s、40s、50s、60s、70s、80s、90s、100s、110s或120s，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，热浸镀锌铝基合金的浸镀温度与合金浸镀液的组成有关，一般高于合金凝固点50℃左右。浸镀时间则是根据现有的常规钢材厚度所确定，实际上，其浸镀时间可根据经验公式t＝k×d确定，式中，t为浸镀时间，单位为s；d为试样厚度，单位为mm；k为常数，根据镀锌生产线的一般生产条件所得，在20-30之间，例如20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明的优选方案，步骤(3)所述复合镀层的厚度为20-100μm，例如20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，复合镀层控制在一定厚度范围内，既能使钢材获得防腐性能，又能避免镀层过厚，造成资源的浪费。
作为本发明的优选方案，所述方法包括以下步骤：
(1)首先对钢材进行预处理，将所述钢材置于碱洗液中，在80-85℃下清洗5-10min，所述碱洗液包括碱溶液100-150g/L和碱的碳酸盐溶液50-100g/L，然后进行水洗，再置于酸洗液中，在35-45℃下清洗3-5min，所述酸洗液包括缓蚀剂3-10g/L和酸溶液1-3mol/L，之后再进行水洗；将经过预处理的钢材在80-85℃下助镀0.5-2min，采用的助镀剂包括氯化铵100-120g/L、氯化锌80-100g/L、乳化剂0.5-10g/L、磷酸氢二钠30-40g/L和柠檬酸10-20g/L，余量为水，所述助镀剂的pH为1.5-4；将助镀后的钢材在60-80℃下干燥5-60min；
(2)将步骤(1)得到的钢材置于包括铝0.5-1.0wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在460-480℃下浸镀5-10s，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)所述的镀锌钢材取出，间隔3-8s后，将其置于包括铝5-30wt％、硅0-0.5wt％、镁0-3wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在460-580℃下浸镀10-120s；然后，将热浸镀锌铝基合金的钢材取出，冷却至室温，得到具有复合镀层的钢材，所述复合镀层的厚度为20-100μm。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明通过在钢材表面预镀锌层，再热浸镀锌铝基合金，得到与钢材表面结合力强，耐蚀性高的复合合金镀层，有效解决了漏镀、结瘤、起泡等问题，其硬度为104-241HV，腐蚀速率仅为0.0658-0.1390g·m-2·h-1。
(2)本发明所述方法操作流程简单、易于控制、生产成本低，在保证镀层耐腐蚀性能的条件下明显降低锌耗，具有良好的工业前景。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括：
(1)将经过预处理的钢材进行助镀处理；
(2)将步骤(1)助镀后的钢材热浸镀锌，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)热浸镀锌后的钢材取出，间隔3-8s，然后再热浸镀锌铝基合金，冷却后得到热浸镀复合镀层的钢材。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例选用的钢材为40mm×40mm×0.6mm的SPHC钢板，并在所述钢板一端钻直径4mm的孔，穿入铁丝制成试片，其具体化学成分见表1。
本实施例提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)首先对钢材进行预处理，将所述钢材置于碱洗液中，在80℃下清洗5min，所述碱洗液包括氢氧化钠100g/L和碳酸钠100g/L，然后进行水洗，再置于酸洗液中，在35℃下清洗3min，所述酸洗液包括六亚甲基四胺3g/L和盐酸1.2mol/L，之后再进行水洗；将经过预处理的钢材在80℃下助镀0.5min，采用的助镀剂包括氯化铵100g/L、氯化锌80g/L、乳化剂TX-10 0.5g/L、磷酸氢二钠30g/L和柠檬酸10g/L，余量为水，所述助镀剂的pH为1.5；将助镀后的钢材在60℃下干燥5min；
(2)将步骤(1)得到的钢材置于包括铝0.5wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在460℃下浸镀5s，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)所述的镀锌钢材取出，间隔8s后，将其置于包括铝11wt％、镁3wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在470℃下进行浸镀15s；然后，将热浸镀锌铝基合金的钢材取出，冷却至室温，得到具有复合镀层的钢材，所述复合镀层的厚度为45μm。
表1实施例1所用SPHC钢板成分表
Figure BDA0002665640930000111
实施例2：
本实施例选用的钢材为40mm×40mm×1mm的SPHC钢板，并在所述钢板一端钻直径4mm的孔，穿入铁丝制成试片，其具体化学成分与实施例1中所述钢材一致。
本实施例提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)首先对钢材进行预处理，将所述钢材置于碱洗液中，在85℃下清洗10min，所述碱洗液包括氢氧化钠150g/L和碳酸钾50g/L，然后进行水洗，再置于酸洗液中，在45℃下清洗5min，所述酸洗液包括六亚甲基四胺10g/L和盐酸3mol/L，之后再进行水洗；将经过预处理的钢材在85℃下助镀1min，采用的助镀剂包括氯化铵120g/L、氯化锌100g/L、乳化剂TX-10 10g/L、磷酸氢二钠40g/L和柠檬酸20g/L，余量为水，所述助镀剂的pH为2；将助镀后的钢材在80℃下干燥20min；
(2)将步骤(1)得到的钢材置于包括铝1.0wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在480℃下浸镀10s，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)所述的镀锌钢材取出，间隔3s后，将其置于包括铝23wt％、硅0.5wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在525℃下进行浸镀25s；然后，将热浸镀锌铝基合金的钢材取出，冷却至室温，得到具有复合镀层的钢材，所述复合镀层的厚度为24μm。
实施例3：
本实施例选用的钢材为40mm×40mm×0.4mm的SPHC钢板，并在所述钢板一端钻直径4mm的孔，穿入铁丝制成试片，其具体化学成分与实施例1中所述钢材一致。
本实施例提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)首先对钢材进行预处理，将所述钢材置于碱洗液中，在83℃下清洗8min，所述碱洗液包括氢氧化钾120g/L和碳酸钠75g/L，然后进行水洗，再置于酸洗液中，在40℃下清洗4min，所述酸洗液包括六亚甲基四胺6g/L和盐酸2mol/L，之后再进行水洗；将经过预处理的钢材在82℃下助镀1.5min，采用的助镀剂包括氯化铵110g/L、氯化锌90g/L、乳化剂TX-155g/L、磷酸氢二钠35g/L和柠檬酸15g/L，余量为水，所述助镀剂的pH为2；将助镀后的钢材在70℃下干燥15min；
(2)将步骤(1)得到的钢材置于包括铝0.75wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在470℃下浸镀7.5s，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)所述的镀锌钢材取出，间隔5s后，将其置于包括铝23wt％、硅0.5wt％、镁2.0wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在535℃下进行浸镀10s；然后，将热浸镀锌铝基合金的钢材取出，冷却至室温，得到具有复合镀层的钢材，所述复合镀层的厚度为22μm。
实施例4：
本实施例选用的钢材为厚度为1.2mm的钢制异形结构件，其具体化学成分见表2。
本实施例提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)首先对钢材进行预处理，将所述钢材置于碱洗液中，在81℃下清洗6min，所述碱洗液包括氢氧化钾55g/L、氢氧化钠55g/L和碳酸钠60g/L，然后进行水洗，再置于酸洗液中，在37℃下清洗3.5min，所述酸洗液包括六亚甲基四胺4g/L和硫酸1mol/L，之后再进行水洗；将经过预处理的钢材在84℃下助镀1.5min，采用的助镀剂包括氯化铵105g/L和氯化锌85g/L，余量为水，所述助镀剂的pH为3；将经过预处理的钢材在65℃下干燥30min；
(2)将步骤(1)得到的钢材置于包括铝0.6wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在465℃下浸镀6s，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)所述的镀锌钢材取出，间隔4s后，将其置于包括铝17wt％、硅0.3wt％，镁2.0wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在500℃下进行浸镀24s；然后，将热浸镀锌铝基合金的钢材取出，冷却至室温，得到具有复合镀层的钢材，所述复合镀层的厚度为30μm。
表2实施例4所用钢材成分表
Figure BDA0002665640930000141
实施例5：
本实施例选用的钢材为厚度为3mm的钢制异形结构件，其具体化学成分与实施例4中所述钢材一致。
本实施例提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)首先对钢材进行预处理，将所述钢材置于碱洗液中，在84℃下清洗8min，所述碱洗液包括氢氧化钠130g/L、碳酸钠30g/L和碳酸钾40g/L，然后进行水洗，再置于酸洗液中，在42℃下清洗4.5min，所述酸洗液包括苯胺8g/L和硫酸1.2mol/L，之后再进行水洗；将经过预处理的钢材在80℃下助镀1.5min，采用的助镀剂包括氯化铵115g/L、氯化锌95g/L和乳化剂TX15 8g/L，余量为水，所述助镀剂的pH为2.5；将助镀后的钢材在75℃下干燥50min；
(2)将步骤(1)得到的钢材置于包括铝0.8wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在475℃下浸镀8s，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)所述的镀锌钢材取出，间隔7s后，将其置于包括铝5wt％、镁1wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在460℃下进行浸镀70s；然后，将热浸镀锌铝基合金的钢材取出，冷却至室温，得到具有复合镀层的钢材，所述复合镀层的厚度为52μm。
实施例6：
本实施例选用的钢材为厚度为0.9mm的钢制异形结构件，其具体化学成分与实施例4中所述钢材一致。
本实施例提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)首先对钢材进行预处理，将所述钢材置于碱洗液中，在81℃下清洗9min，所述碱洗液包括氢氧化钠85g/L、氢氧化钾50g/L、碳酸钠60g/L和碳酸钾20g/L，然后进行水洗，再置于酸洗液中，在43℃下清洗5min，所述酸洗液包括硫氰酸钠9g/L和硫酸1.5mol/L，之后再进行水洗；将经过预处理的钢材在84℃下助镀2min，采用的助镀剂包括氯化铵117g/L、氯化锌82g/L、磷酸氢二钠31g/L和柠檬酸11g/L，余量为水，所述助镀剂的pH为2.1；将助镀后的钢材在62℃下干燥60min；
(2)将步骤(1)得到的钢材置于包括铝0.6wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在477℃下浸镀7s，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)所述的镀锌钢材取出，间隔3s后，将其置于包括铝30wt％、硅0.5wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在560℃下进行浸镀23s；然后，将热浸镀锌铝基合金的钢材取出，冷却至室温，得到具有复合镀层的钢材，所述复合镀层的厚度为20μm。
实施例7：
本实施例选用的钢材为厚度为4.0mm的钢制异形结构件，其具体化学成分与实施例4中所述钢材一致。
本实施例提供了一种钢材热浸镀复合镀层的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)首先对钢材进行预处理，将所述钢材置于碱洗液中，在80℃下清洗9min，所述碱洗液包括氢氧化钾143g/L和碳酸钾90g/L，然后进行水洗，再置于酸洗液中，在35℃下清洗3min，所述酸洗液包括六亚甲基四胺3g/L、苯胺3g/L和盐酸2.5mol/L，之后再进行水洗；将经过预处理的钢材在85℃下助镀1.5min，采用的助镀剂包括氯化铵100g/L、氯化锌100g/L、乳化剂TX10 2g/L、磷酸氢二钠39g/L和柠檬酸19g/L，余量为水，所述助镀剂的pH为2.8；将助镀后的钢材在74℃下干燥50min；
(2)将步骤(1)得到的钢材置于包括铝0.9wt％、余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在478℃下浸镀8s，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)所述的镀锌钢材取出，间隔3s后，将其置于包括铝27％、硅0.2％、镁0.4％，余量为锌和不可避免的杂质的浸镀液中，在550℃下进行浸镀120s；然后，将热浸镀锌铝基合金的钢材取出，冷却至室温，得到具有复合镀层的钢材，所述复合镀层的厚度为100μm。
对比例1：
本对比例提供了一种钢材热浸镀金属镀层的方法，所述方法参照实施例1中的方法，区别仅在于：没有进行步骤(2)的操作，即不热浸镀锌镀层。
对比例2：
本对比例提供了一种钢材热浸镀金属镀层的方法，所述方法参照实施例3中的方法，区别仅在于：没有进行步骤(3)的操作，即不热浸镀锌铝基合金镀层。
对比例3：
本对比例提供了一种钢材热浸镀金属镀层的方法，所述方法参照实施例3中的方法，区别仅在于：没有进行步骤(1)中的助镀处理。
对比例4：
本对比例提供了一种钢材热浸镀金属镀层的方法，所述方法参照实施例1中的方法，区别仅在于：热浸镀锌后将钢材取出，间隔20s，然后再进行热浸镀锌铝基合金。
将实施例1-7和对比例1-4中制备得到的具金属镀层的钢材进行0T弯折实验、镀层硬度实验以及中性盐雾实验，并在进行中性盐雾实验之后进行腐蚀试样上腐蚀产物的清除实验。
所述0T弯折实验为：将具有金属镀层的钢材弯曲，弯心直径d＝0，弯曲角度α＝180°，然后观察弯折处的镀层形貌。
所述镀层硬度实验的测试条件为：实验载荷0.1kgf，加载时间15s。
所述中性盐雾实验按照GB 6458–1986《金属覆盖层中性盐雾试验》进行144h NSS实验，观察具有金属镀层的钢材表面的腐蚀状态；
所述腐蚀试样上腐蚀产物的清除实验按照GB/T 16545–2015《金属和合金的腐蚀——腐蚀试样上腐蚀产物的清除》除去经中性盐雾实验后的钢材上的腐蚀产物，并使用失重法计算钢材表面的腐蚀速率。
实施例1-7和对比例1-4的0T弯折实验结果、镀层表观质量、镀层硬度实验结果和中性盐雾实验以及腐蚀试样上腐蚀产物的清除实验的结果如表3所示。
表3实施例1-7和对比例1-4中0T弯折实验、镀层表观质量、中性盐雾实验以及腐蚀试样上腐蚀产物的清除实验的实验结果
Figure BDA0002665640930000171
Figure BDA0002665640930000181
由表3可知，本发明实施例中得到的具有复合镀层的钢材，其表面质量与抗腐蚀性显著提高。其中，实施例4-7中得到的具有金属镀层的钢材由于是钢制异形结构件，因此，不能进行0T弯折实验。对比例1中没有预先热浸镀一层锌层，钢材与锌铝基合金浸镀液的浸润性差，热浸镀镀层表面出现部分漏镀的现象，镀层抗腐蚀性明显降低，腐蚀速率加快；而对比例2中只镀有锌层，没有进一步热浸镀锌铝基合金镀层，腐蚀速率远高于实施例3中具有复合镀层的钢材；对比例3中虽然对钢材热浸镀了复合镀层，但由于其缺乏助镀步骤，导致镀层表面严重漏镀，不符合做0T弯实验和中性盐雾试验的要求；对比例4延长热浸镀锌与热浸镀锌铝基合金之间的间隔时间至20s，从实验结果可以看出，间隔时间过长，会导致金属助镀效果变差，镀层表面出现结瘤的现象，0T弯折实验发现镀层与钢材的结合力下降，镀层从钢材基体表面剥离，复合镀层的钢材耐腐蚀性能也较差。
以上结果表明，本发明所得到的具有复合锌铝基合金镀层的钢材表面质量良好，硬度高，且具有优异的抗腐蚀性。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种钢材热浸镀复合镀层的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将经过预处理的钢材进行助镀处理；
(2)将步骤(1)助镀后的钢材热浸镀锌；
(3)将步骤(2)热浸镀锌后的钢材取出，间隔3-8s，然后再热浸镀锌铝基合金，冷却后得到热浸镀复合镀层的钢材。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理依次包括碱洗和酸洗；
优选地，所述碱洗和酸洗后均进行水洗；
优选地，步骤(1)所述钢材包括钢制规则结构件或钢制异形结构件中任意一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱洗采用的碱洗液包括碱溶液和碱的碳酸盐溶液；
优选地，所述碱溶液的浓度为100-150g/L；
优选地，所述碱的碳酸盐溶液的浓度为50-100g/L；
优选地，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液；
优选地，所述碱的碳酸盐溶液包括碳酸钠溶液和/或碳酸钾溶液；
优选地，所述碱洗温度为80-85℃；
优选地，所述碱洗时间为5-10min。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述酸洗采用的酸洗液包括缓蚀剂和酸溶液；
优选地，所述缓蚀剂的浓度为3-10g/L；
优选地，所述酸溶液的浓度为1-3mol/L；
优选地，所述缓蚀剂包括六亚甲基四胺、苯胺或硫氰酸钠中任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述酸溶液包括硫酸或盐酸，优选为盐酸；
优选地，所述酸洗的温度为35-45℃；
优选地，所述酸洗的时间3-5min；
优选地，所述酸洗过程中酸洗液中的Fe2+含量控制在6.6g/L以下。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述助镀处理采用助镀剂进行；
优选地，所述助镀剂包括氯化铵和氯化锌；
优选地，所述助镀剂还包括乳化剂和/或pH调节剂；
优选地，所述pH调节剂包括磷酸氢二钠和柠檬酸；
优选地，所述助镀剂中各组分的浓度分别为氯化铵100-120g/L，氯化锌80-100g/L，乳化剂0.5-10g/L，磷酸氢二钠30-40g/L，柠檬酸10-20g/L，余量为水；
优选地，所述助镀剂的pH为1.5-4，优选为2-3；
优选地，所述助镀处理的温度为80-85℃；
优选地，所述助镀处理的时间为0.5-2min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述助镀处理后进行干燥；
优选地，所述干燥的温度为60-80℃；
优选地，所述干燥的时间为5-60min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述热浸镀锌采用的浸镀液包括锌和不可避免的杂质；
优选地，所述热浸镀锌采用的浸镀液还包括铝；
优选地，所述浸镀液中铝的含量为0.5-1wt％；
优选地，所述热浸镀锌的浸镀温度为460-480℃；
优选地，所述热浸镀锌的浸镀时间为5-10s。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述热浸镀锌铝基合金采用的浸镀液包括铝、锌和不可避免的杂质；
优选地，所述热浸镀锌铝基合金采用的浸镀液还包括硅和/或镁；
优选地，所述热浸镀锌铝基合金采用的浸镀液中各组分的含量分别为铝5-30wt％，硅0-0.5wt％，镁0-3wt％，余量为锌及不可避免的杂质；
优选地，所述热浸镀锌铝基合金的浸镀温度为460-580℃；
优选地，所述热浸镀锌铝基合金的浸镀时间为10-120s。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述复合镀层的厚度为20-100μm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)首先对钢材进行预处理，将所述钢材置于碱洗液中，在80-85℃下清洗5-10min，所述碱洗液包括碱溶液100-150g/L和碱的碳酸盐溶液50-100g/L，然后进行水洗，再置于酸洗液中，在35-45℃下清洗3-5min，所述酸洗液包括缓蚀剂3-10g/L和酸溶液1-3mol/L，之后再进行水洗；将经过预处理的钢材在80-85℃下助镀0.5-2min，采用的助镀剂包括氯化铵100-120g/L、氯化锌80-100g/L、乳化剂0.5-10g/L、磷酸氢二钠30-40g/L和柠檬酸10-20g/L，余量为水，所述助镀剂的pH为1.5-4；将助镀后的钢材在60-80℃下干燥5-60min；
(2)将步骤(1)得到的钢材置于包括铝0.5-1.0wt％、余量为锌和不可避免杂质的浸镀液中，在460-480℃下浸镀5-10s，得到镀锌钢材；
(3)将步骤(2)所述的镀锌钢材取出，间隔3-8s后，将其置于包括铝5-30wt％、硅0-0.5wt％、镁0-3wt％、余量为锌和不可避免杂质的浸镀液中，在460-580℃下浸镀10-120s；然后，将热浸镀锌铝基合金的钢材取出，冷却至室温，得到具有复合镀层的钢材，所述复合镀层的厚度为20-100μm。
CN202010917786.9A 2020-09-03 2020-09-03 一种钢材热浸镀复合镀层的方法 Active CN114134442B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010917786.9A CN114134442B (zh) 2020-09-03 2020-09-03 一种钢材热浸镀复合镀层的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010917786.9A CN114134442B (zh) 2020-09-03 2020-09-03 一种钢材热浸镀复合镀层的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114134442A true CN114134442A (zh) 2022-03-04
CN114134442B CN114134442B (zh) 2022-10-04

Family

ID=80438539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010917786.9A Active CN114134442B (zh) 2020-09-03 2020-09-03 一种钢材热浸镀复合镀层的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114134442B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115094362A (zh) * 2022-06-09 2022-09-23 徐州瑞马科宝金属制品有限公司 一种钢材热浸镀Zn-Al合金的方法
CN116732459A (zh) * 2023-06-14 2023-09-12 江苏塞恩斯金属新材料科技有限公司 一种高强度、耐低温钢管及其制备工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11189857A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Nippon Mining & Metals Co Ltd 鉄鋼材料の溶融亜鉛二段めっき法
CN101575691A (zh) * 2009-05-22 2009-11-11 昆明理工大学 热浸镀用多功能助镀剂
CN101948990A (zh) * 2010-09-29 2011-01-19 东北大学 一种钢丝热浸镀锌的电解助镀方法及电解助镀剂
US20110275175A1 (en) * 2009-08-28 2011-11-10 Minsek David W Light Induced Plating of Metals on Silicon Photovoltaic Cells
CN107740022A (zh) * 2017-11-06 2018-02-27 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种热浸镀锌铝镁合金助镀剂
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11189857A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Nippon Mining & Metals Co Ltd 鉄鋼材料の溶融亜鉛二段めっき法
CN101575691A (zh) * 2009-05-22 2009-11-11 昆明理工大学 热浸镀用多功能助镀剂
US20110275175A1 (en) * 2009-08-28 2011-11-10 Minsek David W Light Induced Plating of Metals on Silicon Photovoltaic Cells
CN101948990A (zh) * 2010-09-29 2011-01-19 东北大学 一种钢丝热浸镀锌的电解助镀方法及电解助镀剂
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
CN107740022A (zh) * 2017-11-06 2018-02-27 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种热浸镀锌铝镁合金助镀剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪前雨等: "双镀锌铝合金镀层的组织结构和耐蚀性", 《电镀与涂饰》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115094362A (zh) * 2022-06-09 2022-09-23 徐州瑞马科宝金属制品有限公司 一种钢材热浸镀Zn-Al合金的方法
CN116732459A (zh) * 2023-06-14 2023-09-12 江苏塞恩斯金属新材料科技有限公司 一种高强度、耐低温钢管及其制备工艺
CN116732459B (zh) * 2023-06-14 2024-03-29 江苏塞恩斯金属新材料科技有限公司 一种高强度、耐低温钢管及其制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN114134442B (zh) 2022-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104711502B (zh) 一种耐蚀锌铝镁稀土合金镀层及其制备和热浸镀方法
CN110777319B (zh) 高耐蚀高成形性热成形钢用镀液、热成形钢板、热浸镀生产工艺、热冲压部件及应用
CN114134442B (zh) 一种钢材热浸镀复合镀层的方法
JP2904809B2 (ja) 溶融亜鉛めっき熱延鋼板の製造方法
JP5130486B2 (ja) 高耐食性溶融Ｚｎ系めっき鋼材
JP4537599B2 (ja) 外観に優れた高耐食性Ａｌ系めっき鋼板
CN111575622A (zh) 一种具有优异涂装性能的热成形零部件用的镀铝钢板及其制造方法及热成形零部件
JP4264157B2 (ja) 耐食性に優れた燃料タンク用溶融アルミめっき鋼板
CN112680684B (zh) 一种热浸镀锌铝镁合金镀层及其制备方法
CN110747422B (zh) 一种焊接性能优异的紧固件耐腐蚀合金镀层
JP3147970B2 (ja) 高張力鋼板の溶融亜鉛めっき方法
CN110777316B (zh) 一种稀土合金热浸镀层钢板及其生产方法
CN1563471A (zh) 一种油管的锌铝稀土合金化防腐工艺
JPS6138259B2 (zh)
CN110004369B (zh) 一种电梯用厚规格镀锌钢板及其制造方法
JP2001115273A (ja) 耐経時黒変性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系めっき鋼板
CN113652621A (zh) 一种基于双镀法制备锌铝镁合金镀层的方法
CN112522652A (zh) 一种热浸镀锌铝镁合金或锌铝镁稀土合金的助镀剂
CN110592513A (zh) 一种热浸镀锌铝钙合金镀层及其热浸镀方法
JP2841898B2 (ja) 表面平滑性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板
CN115896667A (zh) 一种低合金高强度结构钢热浸镀锌的方法
JPH11158595A (ja) 外観性と密着性に優れた難めっき鋼板の連続溶融めっき方法
CN110241369B (zh) 一种热镀用锌铝镍钽合金及热镀锌的方法
CN114231875A (zh) 一种热浸镀锡合金镀液及其制法和热镀锡方法
JPH05148604A (ja) 溶融亜鉛系めつき鋼板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant