專利名稱：一種熱浸鍍合金用熔劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料的熱浸鍍合金領(lǐng)域。適用于熔劑法對金屬材料零部件的表面熱浸鍍合金時所使用的熔劑。
在現(xiàn)有的熱浸鍍層技術(shù)中，從鍍鋅已發(fā)展為熱浸鍍鋅鋁合金，即在鋅中提高鋁的含量，并加入微量的其它元素，以改善其浸鍍性和耐大氣腐蝕性。例如已經(jīng)成為商品化的鋅鋁合金鍍層產(chǎn)品有Galfan鍍層鋼板，Galvalume鍍層鋼板和Superzinc鍍層鋼板。這些產(chǎn)品耐大氣腐蝕性均為普通鍍鋅板的2-6倍。然而上述產(chǎn)品均采用森吉米爾法生產(chǎn)，即只能在氫還原法中鍍合金層。因此上述產(chǎn)品具有設(shè)備多、工藝復(fù)雜和投資大等特點。目前采用熔劑法生產(chǎn)熱浸鍍鋅鋁合金是一種簡便經(jīng)濟(jì)的方法，所使用鍍鋅鋁熔劑有NH4Cl飽合水溶液和ZnCl2·3NH4Cl飽合水溶液等，使用這些熔劑的缺點是產(chǎn)品容易產(chǎn)生漏鍍、針孔、鼓包和粘渣等缺陷。因此影響產(chǎn)品的耐腐蝕性和外觀質(zhì)量。另外在《首屆全國熱鍍鋅、鋁學(xué)術(shù)交流會論文集》中和日本《特許公報昭64-5110》中添加少量氟化物的熱浸鍍鋅鋁熔劑，例如添加KF、NaF和NH4F等。雖然可以解決鍍層的漏鍍問題，但產(chǎn)品仍然存在有鼓包、表面粗糙等質(zhì)量問題。
本發(fā)明的目的是提出一種經(jīng)濟(jì)的，生產(chǎn)工藝簡單安全和產(chǎn)品質(zhì)量好的金屬熱浸鍍合金用熔劑。
根據(jù)本發(fā)明的目的，我們所提出的熱浸鍍鋅鋁合金的熔劑，其具體化學(xué)成分范圍是(重量%)ZnCl240～48%，NH4Cl 5～7%，乙二醇2～5%，H2O 42～53%。
本發(fā)明的熔劑是由ZnCl2、NG4Cl和有機(jī)添加劑乙二醇所組成。按照本發(fā)明的成分范圍配比，可使ZnCl2和NH4Cl兩種鹽形成共晶組成，其共晶點在230℃，沸點約在365℃。在此成分范圍配比下熔劑的粘度最小，在熱浸鍍時容易從鋼材表面脫離和蒸發(fā)。在本發(fā)明熔劑中加入乙二醇不僅能使熔劑涂敷均勻，而且還可以促進(jìn)熔劑的快速蒸發(fā)，和有效地抑制熔劑與熔融合金中鋁的反應(yīng)，使能形成的AlCl3量降到最低程度，從而達(dá)到改善鍍層的表面質(zhì)量的目的。
采用熔劑法生產(chǎn)熱浸鍍Zn-Al合金是一種經(jīng)濟(jì)的、有效的鍍層方法，其關(guān)鍵是熔劑成分的選擇。這種生產(chǎn)方法是將金屬件經(jīng)除油、除銹和氧化膜后，在其缺口表面浸涂一層熔劑，經(jīng)烘干后，再浸鍍于熔融的Zn-Al合金液中，停留數(shù)十秒至數(shù)分鐘(根據(jù)被鍍件熱容量而定)，此時金屬制品表面與熔熔融的Zn-Al合金液發(fā)生反應(yīng)和原子擴(kuò)散而形成一層鋅鐵合金層，在制品被提出合金熔液時其制品表面仍被粘附一層熔融的合金。因此，得到冶金結(jié)合的具有兩層鍍層的金屬制品?？紤]到熔劑法熱浸鍍Zn-Al合金所具有的特點，本發(fā)明所設(shè)計的是共晶組成熔劑，而且熔劑粘度最小，能很容易均勻地浸涂在金屬制品的表面，保持已被清理干凈的制品不會被再污染和氧化。在熱浸鍍Zn-Al合金時，由于本發(fā)明熔劑的沸點僅在365℃左右，當(dāng)浸涂有本發(fā)明熔劑的金屬制品進(jìn)入Zn-Al合金熔液中時，熔劑能迅速徹底的蒸發(fā)掉，和有效的減少AlCl3量的形成，使熔融合金更容易與金屬制品表面發(fā)生反應(yīng)和進(jìn)行原子擴(kuò)散而形成合金層。由于有第一層的熔融合金層浸滲的牢固和完整，所以才能得到最終Zn-Al鍍層的光亮、平滑、無針孔漏鍍和鼓泡等特點。
本發(fā)明熔劑與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有生產(chǎn)方法簡單、設(shè)備投資少，經(jīng)濟(jì)和易于生產(chǎn)實施等特點。本發(fā)明熔劑與現(xiàn)有熔劑法熱浸鍍Zn-Al合金的熔劑相比較，具有最終產(chǎn)品質(zhì)量好，金屬鍍層表面光亮、平滑、無針孔漏鍍和鼓泡現(xiàn)象。另一特點是由于本發(fā)明熔劑中沒有加氟，所以在生產(chǎn)實施時，本發(fā)明熔劑對環(huán)境不含有氟污染。
實施例本發(fā)明實施例樣品是采用低碳鋼板，其鋼板尺寸為350×80×0.3mm共7塊，實施例是采用傳統(tǒng)熔劑法熱浸鍍Zn-Al合金的。首先是采用化學(xué)方法將每塊鋼板除掉表面油污和氧化膜，然后在經(jīng)水洗除去鋼板表面的殘留酸液。在本發(fā)明熔劑的成分范圍內(nèi)實施例共例舉了本發(fā)明3種含量的熔劑，為了對比方便，同時也做了四種其它成分的熔劑，其各熔劑成分對比均在實施例表中例出。為了更好比較各熔劑對熱鍍合金層的效果，我們采用相同的生產(chǎn)工藝和合金鍍液，即在每塊鋼板浸涂不同成分的熔劑后，均在200℃下烘干，然后將涂有熔劑的各鋼板浸入熔融的Zn-Al合金熔液中，該Zn-Al合金熔液成分為(重量%)90%Zn-5%Al-0.03%Re。浸鍍溫度為430℃，浸鍍時間均為40秒。在實施例表中同時列出各鋼板鍍層最終效果的比較。在實施例表中的評價標(biāo)準(zhǔn)均按5分制評定其產(chǎn)品表面質(zhì)量。根據(jù)實施例表可以看出，由本發(fā)明熔劑所鍍出的產(chǎn)品具有很好的外觀質(zhì)量，無針孔漏鍍、鼓泡、結(jié)疤等現(xiàn)象。明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的其它熔劑。
在實施例表中所給出的是各熔劑的具體化學(xué)成分和各產(chǎn)品質(zhì)量的評價，其表中序號1-3是本發(fā)明熔劑的具體成分，序號4-7是現(xiàn)有技術(shù)中對比熔劑的成分。
實施例表
權(quán)利要求
一種熱浸鍍Zn-Al合金用熔劑，其特征在于這種熔劑的具體化學(xué)成分是(重量%)ZnCl240～48%，NH4Cl5～7%，乙二醇2～5%，H2O 42～53%。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬材料的熱浸鍍合金領(lǐng)域。適用于熔劑法的金屬部件表面熱浸鍍Zn-Al合金用熔劑。本發(fā)明熔劑克服現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，選擇ZnCl
文檔編號C23C2/02GK1085264SQ93117180
公開日1994年4月13日 申請日期1993年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月16日
發(fā)明者劉邦津, 郝志明, 江社明, 劉伯文 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院