[發明專利]用于鋼鍍鋅的熔劑組合物

有效

• 申請號: 201310511631.5
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103774074B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: D·沃利切特;J·鮑爾杜伊科;C·馬斯克列爾
• 申請（專利權）人: 楓丹控股股份有限公司
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 張靜

技術領域

本發明涉及鍍鋅的領域，更具體地熱浸鍍鋅或熱浸鍍鋅涂層。具體地，本發明涉及鐵材料，例如但不限于鐵、鑄鐵、鋼和鑄鋼的鍍鋅。更具體地，本發明涉及一定范圍的用于在浸入基于鋅的熔融浴之前處理鐵材料(如鐵和鋼)表面的熔劑組合物。本發明也涉及(1)通過在至少一個加工步驟中使用熔劑組合物的鍍鋅方法(具體為熱浸鍍鋅方法)，以及(2)鍍鋅的產品，包括通過用新型熔劑組合物處理產品表面的方法制造的鍍鋅的鐵產品(例如，扁鋼和長鋼產品)。

發明背景

眾所周知，提供保護防止在戶外使用的鐵(如鐵和鋼)制品，例如圍欄、金屬線、螺栓、鑄鐵彎管和汽車部件腐蝕的重要性，并且用鋅涂覆鐵材料是實現這個目的的一個非常有效和經濟的方式。通常通過浸入或使需要涂層的制品經過金屬的熔融浴來實施鋅涂層。這個操作被稱為術語“鍍鋅”、“熱鍍鋅”或“熱浸鍍鋅”(HDG)以使其與鋅電鍍方法區分。在這個方法中，在制品表面形成鋅的固化層并且由此形成的鋅涂層通過在鍍鋅過程中形成的鐵／鋅互化合金與制品的表面牢固結合。在鋼制品表面的氧化物或其他外來物質(“污物”(soil))會干擾鍍鋅方法的化學性質并且阻止形成均勻、連續的無空穴的涂層。因此，在工業中已經采用了各種技術和技術的組合以盡可能多地減少、消除或至少適應氧化物和污物。

能夠通過鋅與鋁和／或鎂的合金實現鍍鋅產品的性質改良。加入5重量％的鋁產生較低熔點(低共熔點在381℃)的合金，其相對于純鋅展現出改良的排空性質(drainage property)。另外，用該鋅-鋁合金產生的鍍鋅涂層比基本純的鋅形成的涂層具有更強的耐腐蝕性、改良的成形性和更好的涂覆性能。然而，鋅-鋁鍍鋅對于表面清潔度是特別敏感的，以至于當在鍍鋅中使用鋅-鋁合金時遇到各種困難，如不充分的鋼表面濕潤。

在工業中已經采用了很多技術及其組合以盡可能多地減少、消除或至少適應氧化物和污物。基本在所有這些方法中，首先通過使要涂層的表面與堿性水性洗液接觸(堿洗)去除有機污物(如油、油脂、防銹化合物)。這可以通過另外的技術如刷洗、超聲處理和／或電洗實現。然后用水沖洗，使表面與酸性水性洗液接觸以去除鐵顆粒和氧化物(酸洗)，并且最終用水再次沖洗。對于大多數鍍鋅技術而言，所有這些洗滌-酸洗-沖洗的方法是常規的并且工業上或精確或粗略地實施。

另一種用于高強度鋼、高碳鋼、鑄鐵和鑄鋼的預處理方法是稱為噴砂(blasting)的機械清潔方法。在這個方法中，通過向該鋼或鐵的表面噴射小的顆粒和沙礫，從該表面去除鐵銹或污垢。根據要處理的部件的形狀、大小以及厚度，使用不同的噴砂機器如用于螺栓的翻轉噴砂機器，用于汽車部件的通道噴砂機器等。

在清潔的金屬(如鐵或鋼)部件上使用兩種主要的鍍鋅技術：(1)熔解方法，以及(2)退火加熱爐方法。

第一個鍍鋅技術，即熔解方法，本身可以分為兩個類別，干熔解方法和濕熔解方法。

干熔解方法，其可以與上述的清洗、酸洗或噴砂方案中的一種或多種結合使用，通過將金屬部件浸入含有氯化物鹽的水性浴(稱為“預-熔劑”(pre-flux))在鐵金屬表面形成鹽層。之后，在鍍鋅操作之前干燥該層，因而保護鋼表面避免再次氧化直到其浸入熔融鋅浴。這樣的預-熔劑通常含有水性氯化鋅和可任選的氯化銨，已經發現其存在改善了制品表面熔融鋅的可濕性并且因此促進形成均勻、連續、無空穴的涂層。

濕熔解的概念是用頂部熔劑(top flux)代替鍍鋅浴，所述頂部熔劑也通常包括氯化鋅以及經常的氯化銨，但是在這種情況下，這些鹽是熔融的并且漂浮在鍍鋅浴的頂部之上。與預-熔劑相似，頂部熔劑的目的是向系統提供氯化鋅和優選的氯化銨以在鍍鋅中改善可濕性。在這種情況下，當鋼部件經過頂部熔劑層并且浸入鍍鋅釜時，所有的在清洗-酸洗-沖洗之后剩下的表面氧化物和污物都被去除。濕熔解具有一些缺點，如相比干熔解消耗多得多的鋅，產生多得多的煙氣等。因此，今天大多數的鍍鋅工廠已經將它們的工藝轉變為干熔解方法。

下文是退火加熱爐方法的概述。在使用鋅或鋅-鋁或鋅-鋁-鎂合金作為鍍鋅介質的連續方法中，在還原性氣氛下(如氮氣和氫氣的混合物)進行退火。這不僅消除了之前清洗、酸洗和沖洗的表面的再次氧化，同時實際上也去除了可能仍然存在的任意殘留的表面氧化物和污物。今天大多數的鋼圈(steel coil)按照這個方法鍍鋅。非常重要的要求在于鋼圈在不與空氣有任何接觸下，通過連續直接進入熔融鋅離開退火加熱爐。然而，這個要求使其對于成形的部件，或對于鋼線而言使用這個技術極其困難，因為鋼線斷裂太頻繁而且退火加熱爐方法不允許間斷。