[發明專利]在型鋼鋼材上獲得砂石色鍍層的熱鍍鋅方法

有效

• 申請號: 201910756386.1
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110331355B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 樂啟熾;胡成路;孫珍茂;詹宗東;任德順;趙慶斌;趙大志;郭瑞臻;周雄
• 申請（專利權）人: 東北大學;四川電力設計咨詢有限責任公司
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06;C22C18/00;C23C2/02
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 張徭堯;柯海軍

本發明涉及在型鋼鋼材上獲得砂石色鍍層的熱鍍鋅方法，屬于材料表面處理技術領域。本發明解決的技術問題是提供在鋼材上獲得色彩均勻單一的砂石色鍍層的熱鍍鋅方法。該方法將鋼材浸入溫度為T±5℃的鍍液中，浸鍍1～10min，取出，先空冷1～10min，再水冷至室溫，獲得砂石色鍍層；其中，T＝481.55+77×0.825^d，d為鋼材厚度。本發明提供了一種彩色熱鍍鋅技術，其工藝簡單，工藝參數易于控制，工藝范圍窗口寬，浸鍍溫度低，鋅液損耗少，成本低廉，生產效率高，能夠獲得的砂石色色彩均一的單色鍍層，成品率極高，鍍層均勻度高，色彩均一穩定，耐蝕性、耐候性和表面光潔度均優于已有的彩色熱鍍鋅鍍層，適用于多種復雜結構的型鋼鋼材。

技術領域

本發明涉及在型鋼鋼材上獲得砂石色鍍層的熱鍍鋅方法，屬于材料表面處理技術領域。

背景技術

熱鍍鋅是目前世界上應用最廣、也最為經濟有效的鋼鐵防腐措施。涉及電力建設、交通運輸、家電家具等多個行業領域，由于其應用領域的多樣性，因此鍍鋅層的耐蝕耐候等防護性能和良好的裝飾性都是人們所關注所研究的重點。

現有的鋼材著色技術主要有彩色涂料涂覆、彩色鈍化技術等，工業上對于鋼材著色技術應用最為廣泛的是彩色涂料涂覆技術。彩色涂料涂覆技術主要應用于鋼帶及鋼板上，對于一些規格多樣、結構復雜的鋼材只有通過噴漆或刷漆的方式進行涂覆。

彩色涂覆技術又稱彩涂技術，主要以冷軋鋼板和鍍鋅鋼板為基板，經表面預處理(脫脂、化學轉化處理)、輥涂、烘烤、冷卻固化等操作，一般采用“一涂一烘”或“二涂二烘”等方式進行操作，在鋼鐵基體表面形成底漆層、面漆層和背漆層等多層有機涂層，該彩涂工序中一般為單獨生產線，對冷軋鋼板進行彩涂或對已鍍鋅的鋼板進行彩涂，且需要專業輥涂烘烤等設備。故彩涂技術工序繁瑣復雜，且材料及設備成本昂貴。除此之外，若是以冷軋鋼板為基板，鋼板的耐蝕性僅僅依靠表面的有機涂層來防護，耐蝕性將遠低于鍍鋅鋼板。若是以鍍鋅鋼板為基板的話，熱浸鍍鋅層會引起漆層脂肪酸逐漸分解，形成油性物質，大大降低了涂層與基板的附著力，漆層極易剝落，在長時間光照條件下，有機涂層易發生分解，導致涂層褪色，粉化等，從而失去對鋼板的保護。

彩涂技術僅限于鋼板進行著色，對于型鋼鋼材彩涂著色，主要是通過刷漆或噴涂的方式進行彩涂，涂料與鍍鋅鋼鐵基體會形成油性物質，大大降低涂層與基體的附著力，易導致涂層剝落等缺陷，缺陷。除此之外，彩涂技術需要經過多項繁瑣工序和專業的設備，成本昂貴，若通過刷漆等機械化較低的方式彩涂，所耗費成本巨大，工作效率極低。

彩色鈍化技術是一種化學轉化膜處理方法，在熱鍍或電鍍工藝后，將表面活化狀態的鋅層變為鈍化狀態，從而使金屬溶解變緩，提高鍍件的耐蝕性。與此同時，鈍化處理后的鍍件可獲得一定色彩的鈍化層，如黑色、軍綠色、黃色、藍白色鈍化層等，可以滿足市場大部分的顏色需求，與未處理的鍍鋅件相比，具有較好的防護性和裝飾性。彩色鈍化技術一般采用鉻酸鹽溶液進行鈍化，六價鉻鈍化工藝穩定、成本較低、膜層外觀鮮麗、具有自動修復功能，能有效地抑制損傷部位鋅層的腐蝕，具有極佳的耐蝕性。但六價鉻酸鹽會對于人體產生一定的毒性，對人體造成極大的損傷，已被限制使用。

隨之替代為三價鉻鈍化和無鉻鈍化，三價鉻在許多方面具有六價鉻鈍化相似的性質，且毒性僅為六價鉻酸鹽的1％，而被廣泛應用。無鉻鈍化采用有鈦鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、稀土金屬等進行鈍化處理，具備綠色環保的優點。無論是三價鉻鈍化或是無鉻鈍化，產生的膜層結合力均較差，鈍化層較薄，一般為50～800nm左右，易變得蓬松且易剝落。膜層耐蝕性較差。鈍化處理工藝復雜繁瑣，處理過程中會產生大量的廢水廢液，對環境產生較大的污染。