[發明專利]一種用于熱浸鍍鋅及鋅合金鍍層的助鍍劑及助鍍液

在審

• 申請號: 201410582133.4
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104372280A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 曹曉明;馬瑞娜;張平平
• 申請（專利權）人: 天津市工大鍍鋅設備有限公司;河北工業大學
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟群

技術領域

本發明涉及一種鋼鐵材料表面鍍覆工藝技術領域，尤其涉及一種新型熱浸鍍鋅鋁鎂合金鍍層的助鍍劑。

背景技術

熱浸鍍是目前防止鋼鐵材料腐蝕的有效方法之一，傳統的用于熱浸鍍的鍍液一般為鋅，在進行熱浸鍍時，助鍍作為一道重要的處理工序，一般是將酸洗后的鋼鐵制件浸入助鍍劑中處理一段時間，經過助鍍后表面會形成一層鹽膜能夠防止鋼鐵制件表面氧化，且對工件表面有進一步清潔作用，現有的助鍍劑多為氯化鋅與氯化銨的混合溶液。隨著技術的發展，出現了包括鋅鋁鎂合金(Zn-6Al-3Mg)以及Galfan合金(鋅-5％鋁-稀土)等新的適用于熱浸鍍的新型合金，但對于這些新型合金由于鋁的加入，鍍液表面由于氧化生成的包括Al₂O₃在內的氧化物會使鍍液與鋼基體的潤濕性變差，使鍍層質量難以控制，出現漏鍍現象，尤其是對板材進行熱浸鍍時，由于其比表面積較小，而且由于鍍液中Al含量較高，在使用傳統氯化鋅銨助鍍劑時，氯化銨和氯化鋅會與鋁反應生成的青色的AlCl₃(AlCl₃的沸點是182℃，升華溫度是179℃)煙霧，導致鍍層表面產生大量的氣泡和針孔甚至漏鍍，無法獲得表面質量質量合格的鍍層。同時產生的大量的酸性煙霧也會造成環境污染和生產設備腐蝕。

中國專利文獻CN1476487A公開了一種改進的用于熱浸鍍助鍍劑，指出在傳統的氯化鋅銨助鍍劑中加入堿金屬或堿土金屬鹽，及NiCl₂、CoCl₂、MnCl₂中的一種和PbCl₂、SnCl₂、SbCl₃、BiCl₃中的一種，并指出該助鍍劑適用于鍍鋅、鋅鋁鎂合金及Galfan合金(Zn-5％-Re，即Zn-5％-稀土)，但我們在研究中發現采用該文獻中的助鍍劑處理后，只能采用該文獻中提及的在鍍鋅浴中進行氮氣鼓泡的且浸鍍時間較長的方法進行熱浸鍍才能達到較好的鍍鋅效果，但得到的試件鍍層都較厚會造成鍍層金屬消耗過多，若采用常規的熱浸鍍方式，得到的鍍層質量較差。且在該文獻中，優選的助鍍劑采用了在水中不易水解的氯化鎳、氯化鉛等鹽類，助鍍劑的水溶液呈弱酸性(pH約4)，且經過我們發現，氯化鎳會使鍍層表面起泡，影響鍍層質量。

中國專利文獻CN?103510031A也公開了一種可以用于鋅鋁鎂合金的助鍍劑水溶液，其組成為ZnCl₂35％-45％；NaF?2％-10％；CeCl₂0.5-3.5％；SnCl₂4.5％-8.5％；H₂O₂0.5-2％；表面活性劑0.1％-0.5％，余量為水；雖然該助鍍劑不使用氯化銨，避免了進行熱浸鍍時產生煙氣，但其加入的氟化物，對環境的污染和操作人員的毒性比氯化銨更甚，且我們在實驗中發現，該助鍍劑僅適用于鋅鋁鎂合金，對Galfan合金并不適用，且我們還發現，該助鍍劑實際上僅適用于較細的鋼絲，當工件為板狀時，其處理效果即不令人滿意。

因此提供一種能夠采用普通熱浸鍍方法進行熱浸鍍，能夠提高鍍層表面質量及其耐腐蝕效果的助鍍劑成為現有技術中需要解決的問題。

發明內容

為解決現有熱浸鍍鋅鋁鎂合金鍍層技術中助鍍劑存在的問題，我們在研究中意外的發現，適當減少加入鹽類的種類，不加入鎳鈷錳鹽，且在鉛鋅、銻鉍鹽中優選鉍鹽后所得到的助鍍劑助鍍效果更好、能夠提高鍍層耐腐蝕能力，且使用范圍廣，能夠使用普通熱浸鍍設備進行操作的。

本發明提供了一種助鍍劑，其特征是所述的助鍍劑由以下重量份的鹽類組成：氯化鋅(ZnCl₂)25-40份；氯化銨(NH₄Cl)5-10份；氯化鉀(KCl)5-10份；氯化鉍(BiCl₃)0.1-1份。

所述的助鍍劑，其特征是所述氯化鉍重量份優選為0.2-0.5份。

本發明還提供了一種助鍍液，其他特征是所述助鍍液為采用以前述任一一種助鍍劑與水及鹽酸配制而成的溶液，所述助鍍液的氯化鋅濃度為250-400g/L。

所述助鍍液，其特征是pH值為1～2。

所述助鍍液，其特征是采用如下方法配制：

1)將氯化鉍溶于適量鹽酸得到氯化鉍溶液；

2)再將助鍍劑中其他組分溶于水；

3)將步驟2)得到的水溶液與步驟1)得到的氯化鉍溶液混合，后再用鹽酸調節至產生的沉淀溶解。