一種熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑及其使用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑及其使用方法，屬于鋼鐵材料的表面鍍覆工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。無(wú)氨助鍍劑組分為：氯化鋅80～160g/L，氟化鈉10～40g/L，氯化鉀0～20g/L，氯化鋁0～30g/L，氯化鐵0～50g/L，表面活性劑0.3～2g/L，余量為水。助鍍劑組分中不含氨、氮等工業(yè)污染源，是一種環(huán)境友好型產(chǎn)品。無(wú)氨助鍍劑可以提高助鍍劑鹽膜及鋼制工件與液態(tài)鋅之間的界面潤(rùn)濕性和反應(yīng)效率，降低漏鍍率，改善鍍層組織結(jié)構(gòu)，提高鍍層耐蝕性。適用于420℃～600℃范圍內(nèi)各種溫度區(qū)間的熱浸鋅、鋅鋁合金工藝。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑及其使用方法，屬于鋼鐵材料的表面鍍覆工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]熱浸鍍工藝中傳統(tǒng)的助鍍方法是將酸洗后的被鍍件浸入一定成分的氯化鋅-銨助鍍液中，助鍍后取出自然干燥或烘干，即在鍍件表面形成一層氯化鋅-銨鹽薄膜。助鍍劑的作用為:清潔被鍍金屬件表面的污物，去除酸洗后殘留在被鍍金屬件表面的鐵鹽或氧化物，防止被鍍金屬件在空氣中被二次氧化，使被鍍金屬件在進(jìn)入鋅浴時(shí)具有更大的表面活性。生產(chǎn)實(shí)踐中，傳統(tǒng)氯化鋅-銨助鍍方法工藝性能穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低廉，但也存在因大量氨、氮排放而嚴(yán)重污染環(huán)境的固有缺陷。[0003]中國(guó)專(zhuān)利CN103173706A提供了用于批量熱浸鍍鋅的無(wú)煙助鍍劑，其中公布的配方中雖已去除氯化銨組分，但又引入了氨羧化合物，使用過(guò)程中仍無(wú)法避免氨、氮等污染物的排放。中國(guó)專(zhuān)利CN102002661B所介紹的低熔點(diǎn)熱浸鍍助鍍劑，配方中無(wú)氨、氮組分，在常規(guī)的420°C鋅浴工作正常，但在520°C鋅浴內(nèi)易出現(xiàn)因助鍍劑鹽膜提前失效而導(dǎo)致工件局部漏鍍的問(wèn)題。中國(guó)專(zhuān)利CN101575692A提出了氯化鋅+氯化鈉+復(fù)合表面活性劑的熱浸鍍用無(wú)銨鹽助鍍劑方案，其中高熔點(diǎn)的氯化鈉組分使其在常規(guī)的420°C鋅浴內(nèi)的助鍍工藝穩(wěn)定性能下降，易出現(xiàn)局部漏鍍。中國(guó)專(zhuān)利CN101328568A、CN103031505A、CN101597732B等的配方中雖未使用氯化銨原料，但其提示使用的各種表面活性劑中均含有氮元素，過(guò)量或累積使用后也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生氨、氮類(lèi)污染。
[0004]傳統(tǒng)氯化鋅銨助鍍工藝生產(chǎn)實(shí)踐普遍認(rèn)為助鍍劑溶液中過(guò)量鐵鹽的存在是有害的，助鍍后的工件會(huì)將多余的鐵離子帶入鋅液，逐漸累積后會(huì)使鋅液流動(dòng)性下降、熔點(diǎn)升高、形成底渣，嚴(yán)重影響熱浸鍍產(chǎn)品質(zhì)量。在無(wú)氨助鍍工藝研究中發(fā)現(xiàn)，適量加入鐵鹽與鉀鹽、鋁鹽相互作用，不僅無(wú)害，不增加鋅渣生成量，還可以提高無(wú)氨助鍍劑的工藝穩(wěn)定性，并改善鍍層組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增加其耐蝕性。
[0005]鑒于上述情況，在現(xiàn)有無(wú)氨助鍍方法的技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)不含氨、氮的無(wú)氨助鍍劑及其使用方法，對(duì)提高無(wú)氨助鍍方法研究和應(yīng)用水平、促進(jìn)環(huán)境友好型鍍鋅生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步都有積極的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑及其使用方法。助鍍劑組分中不含氨、氮等工業(yè)污染源，是一種環(huán)境友好型產(chǎn)品?？梢蕴岣咧儎}膜及鋼制工件與液態(tài)鋅之間的界面潤(rùn)濕性和反應(yīng)效率，降低漏鍍率，改善鍍層組織結(jié)構(gòu)，提高鍍層耐蝕性。適用于420°C~600°C范圍內(nèi)各種溫度區(qū)間的熱浸鋅、鋅鋁合金工藝。
[0007]本發(fā)明熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑的具體組分含量為:
氯化鋅80~160 g/L氟化鈉10~40 g/L
氯化鉀O~20 g/L
氯化鋁O~30 g/L
氯化鐵O~50 g/L
表面活性劑0.3~2 g/L
余量為水。
[0008]所述表面活性劑是全氟丁基磺酸鉀或全氟辛基磺酸鉀的一種或兩種任意比例的混合物。
[0009]本發(fā)明熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑的使用方法為:將經(jīng)過(guò)常規(guī)乳化除油、除銹處理的金屬制件浸入溫度為50°C~70°C的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑中處理I~2分鐘，拿出金屬制件經(jīng)自然干燥或常規(guī)加熱烘干后，使其表面附著一層均勻的助鍍劑鹽膜，之后再按常規(guī)工藝浸入熔融鋅或鋅合金液中進(jìn)行熱浸鍍。
[0010]所述金屬制件為鋼制件。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:采用上述方案，可使熱浸鍍用助鍍劑組分中不含任何氨、氮等工業(yè)污染源。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，助鍍工藝過(guò)程不產(chǎn)生任何含氨、氮類(lèi)污染物的廢水；浸鍍工藝過(guò)程也不會(huì)向大氣中排放任何含氨、氮的工業(yè)廢氣，真正使其成為一種環(huán)境友好型助鍍產(chǎn)品。無(wú)氨助鍍劑可以提高助鍍劑鹽膜及鋼制工件與液態(tài)鋅之間的界面潤(rùn)濕性和反應(yīng)效率，降低漏鍍率；適量加入鐵鹽與鉀鹽、鋁鹽相互作用還可以在很大程度上改善無(wú)氨助鍍劑的工藝性能，并使鍍鋅層結(jié)構(gòu)趨于致密化，提高鍍層耐蝕性。無(wú)氨助鍍劑使用過(guò)程中無(wú)需對(duì)其進(jìn)行除鐵處理，簡(jiǎn)化了助鍍劑維護(hù)工藝及設(shè)備并節(jié)約相應(yīng)維護(hù)成本。本發(fā)明廣泛適用于420°C~600°C范圍內(nèi)各種溫度區(qū)間的熱浸鋅、鋅鋁合金工藝。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]實(shí)施方式一:本實(shí)施方式的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑具體組分含量為:氯化鋅120 g/L，氟化鈉3(^/1，表面活性劑1.2 g/L，余量為水。表面活性劑是全氟丁基磺酸鉀。
[0014]本實(shí)施方式的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑的使用方法:將經(jīng)過(guò)常規(guī)乳化除油、除銹處理的60 X 40 X 3的Q235鋼片浸入溫度為60°C的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑中處理I分鐘，拿出金屬制件經(jīng)自然干燥或常規(guī)加熱烘干后，再按常規(guī)工藝浸入熔融鋅或鋅合金液中進(jìn)行熱浸鍍。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果顯示:采用本實(shí)施方式配方助鍍的浮渣及煙塵量較之傳統(tǒng)氯化鋅一銨助鍍的分別減少約30%和80%。鍍后鋼片表面無(wú)漏鍍現(xiàn)象，鍍層色澤均勻。電化學(xué)測(cè)試對(duì)比結(jié)果顯示:無(wú)氨助鍍鍍層試樣的極化電阻和腐蝕電流等指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)氯化鋅銨助鍍工藝試樣。
[0015]實(shí)施方式二:本實(shí)施方式的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑具體組分含量為:氯化鋅80 g/L，氟化鈉20g/L，氯化鉀5 g/L，氯化鋁10 g/L，氯化鐵30 g/L，表面活性劑1.8g/L，余量為水。表面活性劑是全氟丁基磺酸鉀全氟丁基磺酸鉀I kg、全氟辛基磺酸鉀0.8 kg。
[0016]本實(shí)施方式的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑的使用方法:將經(jīng)過(guò)常規(guī)乳化除油、除銹處理的60 X 40 X 3的Q235浸入溫度為60°C的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑中處理I分鐘，拿出金屬制件經(jīng)自然干燥或常規(guī)加熱烘干后，再按常規(guī)工藝浸入熔融鋅或鋅合金液中進(jìn)行熱浸鍍。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果顯示:對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果顯示:采用本實(shí)施方式配方助鍍的浮渣及煙塵量較之傳統(tǒng)氯化鋅一銨助鍍的分別減少約30%和80%。鍍后角鋼表面無(wú)漏鍍現(xiàn)象，鍍層色澤均勻。鋅液流動(dòng)性好，無(wú)底渣產(chǎn)生。
[0017]實(shí)施方式三:本實(shí)施方式的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑具體組分含量為:氯化鋅160 g/L，氟化鈉10 g/L，氯化鉀20 g/L，氯化鋁30 g/L，氯化鐵50 g/L，表面活性劑0.3 g/L，余量為水。表面活性劑是全氟辛基磺酸鉀。
[0018]本實(shí)施方式的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑的使用方法:將經(jīng)過(guò)常規(guī)乳化除油、除銹處理的金屬鋼制件浸入溫度為50°C的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑中處理2分鐘，拿出金屬制件經(jīng)自然干燥或常規(guī)加熱烘干后，再按常規(guī)工藝浸入熔融鋅或鋅合金液中進(jìn)行熱浸鍍。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果顯示:采用本實(shí)施方式配方助鍍的浮渣及煙塵量較之傳統(tǒng)氯化鋅一銨助鍍的分別減少約30%和80%。鍍后螺母表面無(wú)漏鍍現(xiàn)象，鍍層色澤均勻。合金液流動(dòng)性好，無(wú)底渣產(chǎn)生。
[0019]實(shí)施方式四:本實(shí)施方式的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑具體組分含量為:氯化鋅100 g/L，氟化鈉40 g/L，氯化鉀100 g/L，氯化鋁15g/L，氯化鐵20 g/L，表面活性劑2 g/L，余量為水。表面活性劑是全氟丁基磺酸鉀或全氟辛基磺酸鉀的一種或兩種任意比例的混合物。本實(shí)施方式的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑的使用方法:將經(jīng)過(guò)常規(guī)乳化除油、除銹處理的金屬鋼制件浸入溫度為70°C的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑中處理1.6分鐘，拿出金屬制件經(jīng)自然干燥或常規(guī)加熱烘干后，再按常規(guī)工藝浸入熔融鋅或鋅合金液中進(jìn)行熱浸鍍。
[0020]以上對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑，其特征在于具體組分含量為: 氯化鋅80~160 g/L 氟化鈉10~40 g/L 氯化鉀O~20 g/L 氯化鋁O~30 g/L 氯化鐵O~50 g/L 表面活性劑0.3~2 g/L 余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑，其特征在于:所述表面活性劑是全氟丁基磺酸鉀或全氟辛基磺酸鉀的一種或兩種任意比例的混合物。
3.一種熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑的使用方法，其特征在于具體步驟包括:將經(jīng)過(guò)常規(guī)乳化除油、除銹處理的金屬制件浸入溫度為50°C~70°C的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑中處理I~2分鐘，拿出金屬制件經(jīng)自然干燥或常規(guī)加熱烘干后，再按常規(guī)工藝浸入熔融鋅或鋅合金液中進(jìn)行熱浸鍍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱浸鍍用無(wú)氨助鍍劑的使用方法，其特征在于:所述金屬制件為鋼制件。
【文檔編號(hào)】C23C2/02GK103834888SQ201410091022
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】趙曉軍, 何明奕, 賀娟, 王勝民 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)