CN1400332A - 一种机械镀锌工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种机械镀锌工艺。该机械镀锌工艺以工业锌粉(150~300目)为原料,借助于专用的活化分散助镀剂,用玻璃微珠作冲击介质,可对金属结构件、标准件、铸铁管路等铁基金属工件进行机械镀锌,得到外表具有银白色光泽的均匀、致密、光滑的纯锌镀层。该镀层具有良好的耐蚀性能和稳定性。
Description
1 技术领域
本发明属于表面镀层技术领域,特别是涉及一种机械镀锌工艺。
2 背景技术
机械镀锌是二十世纪七十年代发展起来的一项新型的表面镀覆工艺,它具有室温操作、不产生氢脆、镀覆速度快、生产效率高、成本低、污染小等优点,因此在工业领域的应用日益广泛。现有的机械镀锌工艺过程为:前处理(脱脂→漂洗→酸洗→漂洗)→闪镀→镀锌→分离→漂洗→干燥等工序。
“闪镀”操作是在镀锌前,预先使铁基金属件表面形成一层柔韧性好于锌的其它金属层。该步骤的目的有二:一是阻止铁基的氧化;二是利用所形成的金属层与后加入的活化分散助镀剂的敏化反应,保证镀覆初期锌粉的附着及沉积速度。这一步中所形成的金属镀层,传统工艺均为铜层,所以该工序又称为“闪镀铜”。
此外,现有机械镀锌工艺在镀覆过程中,加入的活化剂均含有一定量的锡盐,如氯化亚锡、硫酸亚锡等,且镀覆过程是在酸性溶液中进行。由于酸性溶液中Sn2+/Sn的标准电极电势为-0.136V,而Zn2+/Zn的标准电极电势为-0.763V,所以在镀覆过程中必定存在如下置换反应: ,即有一定量的锡产生。
如上所述,现有的机械镀锌工艺所形成的镀层,实际上为一由铜、锡和锌等组成的复合镀层。铜、锡的存在,使镀层在结构上存有一定缺陷,阻碍了镀层耐蚀性能的进一步提高,如在镀层出现划伤暴露出铜层时,势必会加速镀层的腐蚀。如专利号为CN1052512A的中国专利,采用电炉锌粉进行机械镀锌,首先在铁基上形成铜层,然后在活化剂(主要为聚乙烯醇、十二醇硫酸钠、碳酸氢纳、丁烯二酸二丁酯、邻苯二甲酸二丁酯等)和金属盐类(氯化亚锡、氧化业锡等)的共同作用下,得到由铜、锡和锌等组成的机械镀锌层,镀层耐蚀性能有限。
3 发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足,提供一种无需“闪铜”操作,镀覆过程中活化分散助镀剂不与锌发生置换反应,不产生新的金属成分,能获得具有较高耐蚀性的纯锌镀层的机械镀锌工艺。
本发明是通过以下方式实现的:
一种机械镀锌工艺,首先将欲镀工件进行前处理,装入机械镀锌的镀桶内;然后加入冲击介质和水,水以能浸过镀件与冲击介质为准;根据预镀工件的表面积和预镀镀层厚度,计算出活化分散助镀剂和锌粉的加入量;将活化分散助镀剂配成水溶液,在镀桶转动过程中,与锌粉一起均匀加入镀桶中,进行镀覆;镀覆时间为30~60分钟,加料完毕后,应强化转动镀桶10~20分钟;镀毕后,即可出料、分离、漂洗、干燥。
本机械镀锌工艺所用锌粉为普通工业锌粉,其粒度在150~300目之间。
本工艺所用冲击介质为玻璃微珠,其粒径要求0.15~6毫米,加入量为工件质量的1~1.5倍。
本工艺活化分散助镀剂由盐类、强酸及有机聚合物等组成,但不含有锡、铅等比锌惰性的金属盐。
本工艺活化分散助镀剂由聚乙二醇、硫酸、盐酸、氯化钠、氯化铝、硫酸铝、氯化锌、硫酸锌、硫酸氢钠组成。
本工艺所需锌粉加入量,由镀覆厚度与工件表面积按如下原则决定,每平方米镀覆面积镀覆10微米镀层,需用锌粉72~85克。活化分散助镀剂中各物质加入量为锌粉用量的0.1%~3%。
本工艺在镀覆过程中,活化分散助镀剂水溶液的pH为2~4。
本工艺无需在工件表面上建立铜基层,即可直接进行机械镀锌;本工艺所形成的机械镀锌层,不含有铜、锡等其它金属,镀层厚度为10~100微米,其耐蚀性较现有机械镀锌层高1~2倍;本工艺可应用于螺栓、螺母、垫圈、钉子、自攻螺钉、水泥钉、弹簧、链条、铸铁管路连接件等和部分线路金具的镀覆上,这些镀件可由高碳钢、低碳钢、冷拔钢、铸铁等制造。
4 具体实施方式实施例1:
选欲镀工件Φ6~100的螺栓50千克。
将螺栓进行表面处理后,放入镀桶;在镀桶中加入50千克的玻璃微珠,其粒径包括0.15~0.2毫米,0.2~0.3毫米,0.3~0.4毫米,0.4~0.5毫米四种,其重量比为1∶1∶1∶1;加水使其浸过工件与微珠;转动镀桶,在转动过程中,分四次加入配置好的活化分散助镀剂500毫升和锌粉2.5千克,每次间隔10分钟;加料完毕后,继续转动镀桶10分钟,将镀桶内的工件及玻璃微珠倒出,进行分离,干燥,即可得到镀好的工件,其镀层厚度为25~30微米。实施例2:
选欲镀工件Φ3~6的水泥钉50千克。
将水泥钉进行表面清洗后,放入镀桶;在镀桶中加入70千克的玻璃微珠,其粒径包括0.3~0.4毫米,0.4~0.5毫米,0.5~0.6毫米三种,其重量比为1∶1∶1;加水使其浸过工件与微珠;转动镀桶,在转动过程中,分5次加入配置好的活化分散助镀剂500毫升和锌粉5千克,每次间隔5分钟;加料完毕后,继续转动镀桶10分钟,将镀桶内的工件及玻璃微珠倒出,进行分离,干燥,即可得到镀好的工件,其镀层厚度为35~40微米。
Claims (5)
1.一种机械镀锌工艺,其特征是包括以下步骤:(1)首先将欲镀工件进行前处理,装入机械镀锌镀桶内;然后加入冲击介质和水,水以能浸过镀件与冲击介质为准;(2)根据预镀工件的表面积和预镀镀层厚度,计算出活化分散助镀剂和锌粉的加入量;(3)将活化分散助镀剂配成水溶液,在镀桶转动过程中,与锌粉一起均匀加入镀桶中,进行镀覆;镀覆时间为30~60分钟,加料完毕后,强化转动镀桶10~20分钟,即可形成外表具有银白色光泽的均匀、致密、光滑的纯锌镀层。
2.根据权利要求1所述的机械镀锌工艺,其特征是所用锌粉为普通工业锌粉,其粒度在150~300目之间;每平方米镀覆面积镀覆10微米镀层,需用锌粉72~85克。
3.根据权利要求1、2所述的机械镀锌工艺,其特征是所用冲击介质为玻璃微珠,粒径要求0.15~6毫米,加入量为工件质量的1~1.5倍。
4.根据权利要求1、2所述的机械镀锌工艺,其特征是活化分散助镀剂由聚乙二醇、硫酸、盐酸、氯化钠、氯化铝、硫酸铝、氯化锌、硫酸锌、硫酸氢钠组成,活化分散助镀剂加入量为锌粉用量的0.1%~3%。
5.根据权利要求1、2所述的机械镀锌工艺,其特征是在镀覆过程中,活化分散助镀剂水溶液的pH为2~4。
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