[發(fā)明專利]一種鋼絲熱浸鍍鋅的電解助鍍方法及電解助鍍劑

無效

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• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101948990A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高波;李世偉;涂贛峰;尹少華;石為喜;胡亮;郝儀
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C23C2/02
• 分類號: C23C2/02;C23C2/06
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鋼絲熱浸鍍鋅的電解助鍍方法及電解助鍍劑。

背景技術(shù)

熱浸鍍時為防止鋼材在進入合金液前發(fā)生氧化而出現(xiàn)漏鍍等缺陷，必須在其浸入合金液前進行有效保護。工業(yè)熱鍍高鋁Zn-Al基鍍層的方法有：氫氣還原法、雙鍍法、電解助鍍法等。

在熱鍍純鋅或低鋁Zn-Al合金時用傳統(tǒng)的氯化鋅和氯化銨做助鍍劑可以得到平整光滑均勻的鍍層，但是熱浸鍍高鋁Zn-Al合金或Zn-Al基多元合金時由于助鍍劑中的Cl^-和合金液中的Al反應(yīng)生成AlCl₃，AlCl₃劇烈揮發(fā)會引起漏鍍，嚴重時出現(xiàn)鍍層大面積脫落，或者根本鍍不上鋅。因此開發(fā)出適應(yīng)性廣的助鍍工藝是鍍鋅科技工作者面臨的一項重要工作。

助鍍處理法主要用于鋼絲熱浸鍍，助鍍劑起著防止除銹后的鋼絲發(fā)生二次氧化、提高鋅浴對鋼絲的浸潤性以及鍍層與基體(鋼絲)結(jié)合強度的作用。助鍍工藝的優(yōu)劣對鍍層質(zhì)量、鋅耗、生產(chǎn)效率等有著直接影響。

根據(jù)熱鍍鋅的需要，助鍍劑具有以下作用：?

1、凈化作用：清除工件表面的氧化物、鐵鹽等雜質(zhì)。

2、隔離作用：在工件表面掛一層助鍍劑鹽膜，將鋼鐵表面與空氣隔開，防止其再次氧化。

3、浸潤作用：降低工件和鋅液的表面張力，增強鋅液對鋼鐵表面的浸潤性。

4、凈化鋅液：溶劑和鋅液中的各種有害雜質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成浮渣將其除去。???

5、活化作用：溶劑在鋅液內(nèi)迅速分解，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，使鋼絲表面進一步活化，促進鋅鐵合金正常的反應(yīng)過程，可得附著力牢固的鍍層。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前鋼絲熱浸鍍鋅技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種鋼絲熱浸鍍鋅的電解助鍍方法及電解助鍍劑。

本發(fā)明的電解助鍍劑組成為：氯化鋅（ZnCl₂）的濃度為30～220g/L，氯化鉀（KCl?）0～150g/L，氯化鈉（NaCl?）0～150g/L，氯化銨（NH₄Cl?）2～90g/L，硼酸（H₃BO₃）0～100g/L，醋酸（CH₃COOH）0～70g/L，氟化鈉（NaF）1～25g/L，氯化鈰（CeCl₃）?2～50g/L，氟鋯酸鉀（K₂ZrF₆）0～50g/L，甲醇（CH₃OH）0～50g/L，過氧化氫（H₂O_2?）0.5～20g/L，其余為水。

電解助鍍劑中各成分的作用原理如下。

（1）氯化鋅

氯化鋅為主鹽，有以下作用：

①氯化鋅和鋼鐵表面的Fe²⁺反應(yīng)生成FeZnCl₄達到去除鋼鐵表面亞鐵鹽的目的，可消除Fe²⁺對熱浸鍍的不利影響。

②在電解助鍍工藝中ZnCl₂電離出來的Zn²⁺會在電流的作用下沉積在陰極（鋼絲）上，在鋼絲表面生成一層致密Zn層，對鋼絲進行嚴密的包覆，從而防止其被二次氧化。經(jīng)試驗確定ZnCl₂的濃度為30～220g/L。

（2）氯化鉀、氯化鈉

氯化鈉和氯化鉀為導(dǎo)電鹽，有以下作用：

鉀鹽的導(dǎo)電性大于鈉鹽的導(dǎo)電性；鉀鹽的適用溫度范圍比鈉鹽寬，有更強的適用范圍；相同條件下鉀鹽電鍍層的脆性小于鈉鹽電鍍層。出于成本方面的考慮，本發(fā)明中部分導(dǎo)電鹽使用氯化鈉代替，這樣既可以保證電鍍層的質(zhì)量又可以降低生產(chǎn)成本。KCl的濃度確定為0～150g/L，NaCl的濃度為0～150g/L。

（3）氯化銨

①NH₄Cl能與經(jīng)酸洗和水清洗之后鋼表面殘留的Fe²⁺發(fā)生如下反應(yīng)，從而消除Fe²⁺對電解助鍍的不利影響：

Fe²⁺+?NH₄Cl→Fe(NH₄)₂Cl₄

Fe²⁺+?ZnCl₂→?FeZnCl₄

由此可見，如果鋼表面殘留的Fe²⁺過多就會使助鍍劑失效。