一种长时效、可重复使用的热浸镀锌铝镁合金助镀剂制造技术

本发明专利技术公开了一种长效、可重复使用的热浸镀锌铝镁合金的助镀剂，是由以下重量百分数的各原料组成：ZnCl2 25％-35％；KF 2％-10％；CaCl2 5-15％；AgCl 4.5％-8.5％；无碱SP二元复合驱分散剂2％-3.5％；复合表面活性剂0.1％-0.5％，其余为水。通过合理的助镀剂配方在钢铁材料基体表面利用热浸镀得到锌铝镁合金镀层。镀层与钢铁材料基体各自保持原有的性能，镀层结构致密、无漏镀，能够形成耐蚀性能优异的锌铝镁三元共晶。该助镀剂成本低，易工业化生产，能广泛适长效、可重复使用的热浸镀5％-22％Al、2％-6％Mg含量的锌铝镁合金镀液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁材料表面镀覆工艺
，特别涉及一种长时效、可重复使用的热浸镀锌铝镁合金的助镀剂。
技术介绍
传统钢铁材料基体采用热浸镀锌防护技术。采用热浸镀锌铝镁合金镀层比纯锌镀层拥有更优异的耐蚀性能，成为国内外研究的热点。在钢铁材料基体热浸镀锌铝镁合金过程中，助镀剂的作用是清除钢铁材料基体酸洗后残留表面的铁盐等杂质，在钢铁材料基体表面沉积形成一层盐膜，将钢铁材料基体表面与空气隔绝，防止钢铁材料基体氧化；在热浸镀锌合金时能快速分解，对钢铁材料基体表面起增强表面活性的作用，提高热浸镀质量。传统的热浸镀锌助镀剂采用氯化铵或氯化锌铵，浸镀时产生大量的烟雾，而且由于Al元素的加入，会与助镀剂反应生成AlCl3，使镀层不均匀并形成漏镀等缺陷；Mg元素含量超过0.05％时，镀层会出现脱落，镀层与钢基体间结合度差，当Mg含量超过0.5％时，镀层表面粗糙。中国专利公开号为CN103074559A公布了一种防止钢铁材料基体热镀锌漏镀的助镀剂配方。该助镀剂包括氯化锌50～60wt％，氯化铝40～50wt％。采用该型助镀剂，不含氯化铵，不会产生常规热镀锌时生成烟雾的问题，热镀锌钢铁材料基体表面镀层光滑、无微孔，致密等特点，但是该助镀剂只针对钢铁材料基体热浸镀锌-5％铝工艺，耐蚀性能较差，使用寿命短。虽然热浸镀过程中烟雾污染问题得到解决，但是适用热浸镀锌铝合金成分范围有限，且无法适长效、可重复使用的热浸镀锌铝镁合金工艺。中国专利公开号为CN103510031A公布了一种用于钢丝热浸镀锌铝镁合金的助镀剂。该专利技术的助镀剂的组成为：ZnCl235％-45％；NaF2％-10％；CeCl20.5-3.5％；SnCl24.5％-8.5％；H2O20.5-2％；表面活性剂0.1％-0.5％，余量为水；所述表面活性剂为脂肪醇醚硫酸钠和/或十二烷基磺酸钠。镀层与钢丝各自保持原有的性能，拥有99.9％以上冶金结合界面，镀层结构致密、无漏镀，能够形成耐蚀性能优异的锌铝镁三元共晶。但是该助镀剂至针对“锌铝镁合金液中的Al含量高达10％、Mg的含量高达3％”的情况下使用，且其腐蚀性能相对较差，不适用在重腐蚀环境下的使用，尤其是在强电场、雷击等电磁场环境中，电磁效应会加剧镀层的腐蚀。目前国内有针对钢构件热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂，但是，该助镀剂是针对钢构件热浸镀锌铝镁合金使用的。中国专利公开号为CA103031505公开了一种热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂，其组分为:20-40％ZnCl2、0.1-1％NaF、0.1-5％CeCl2、0.1-1％SnCl2、5-10％H2O2、0.5-5％表面活性剂0.1％-0.5％，余量为水；所述复合表面活性剂为N-羟乙基全氟辛基磺酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚和全氟辛基磺酰胺季碘中的混合物。该助镀剂是针对钢构件热浸镀锌铝镁合金使用的。钢铁材料基体热浸镀与钢铁构件基体热浸镀相比，二者并不完全相同，对助镀剂的要求不同。具体分析如下：1：钢构件进入镀液的速度不快，对助镀反应速度要求不高；而钢铁材料基体一般速度比较快，需要助镀剂接触到合金液就要快速反应，才能有效地使合金液与基体之间有效反应，形成稳定的合金镀层；2：钢构件与钢铁材料基体之间比表面不同，因此对助镀剂比表面反应速率要求存在差异；3：热浸镀过程中基体与合金液之间产生的浮渣对助镀影响十分明显，但钢构件基体与合金液产生的浮渣和钢铁材料基体与合金液产生的浮渣不同，助镀剂的作用存在明显差别。因此钢构件热浸镀锌铝镁合金的助镀剂不能满足钢铁材料基体热浸镀锌铝镁合金所用助镀剂的要求，需要研发新型针对性的助镀剂成分及工艺。
技术实现思路
为了解决现有技术中钢铁材料基体热浸镀锌铝镁合金助镀存在的漏镀、镀层与钢铁材料基体间结合强度差、助镀剂效能时间短、不能重复使用等不足与问题，本专利技术提供了一种助镀效果优异、环保、合金镀层成分范围广、使用时效长、钢铁材料基体与镀层结合度高、镀层光洁度好、可进行工业化推广生产的长时效、可重复使用的环保无铵助镀剂。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种长效、可重复使用的热浸镀锌铝镁合金助镀剂，是由以下重量百分数的各原料组成：ZnCl225％-35％；KF2％-10％；CaCl25-15％；AgCl4.5％-8.5％；无碱SP二元复合驱分散剂2％-3.5％；复合表面活性剂0.1％-0.5％，其余为水。优选的，该助镀剂是由以下重量百分数的各原料组成：ZnCl225％-30％；KF2％-6％；CaCl25-10％；AgCl4.5％-6.5％；无碱SP二元复合驱分散剂2％-2.5％；复合表面活性剂0.1％-0.25％，其余为水。经过大量实验验证与分析，上述配比量的助镀剂使得钢铁材料基体的镀层的性能较优异。优选的，该助镀剂是由以下重量百分数的各原料组成：ZnCl230％-35％；KF6％-10％；CaCl210-15％；AgCl6.5％-8.5％；无碱SP二元复合驱分散剂2.5％-3.5％；复合表面活性剂0.25％-0.5％，其余为水。经过大量实验验证与分析，上述配比量的助镀剂使得钢铁材料基体的镀层的性能较优异。进一步优选的，该助镀剂是由以下重量百分数的各原料组成：ZnCl235％；KF10％；CaCl215％；AgCl8.5％；无碱SP二元复合驱分散剂3.5％；复合表面活性剂0.5％，其余为水。经过大量实验验证与分析，使用该助镀剂形成的镀层的耐腐蚀性能优异，中性盐雾试验结果显示出现锈点时间1140h。优选的，所述锌铝镁合金中含有质量分数为5％-22％Al、2％-6％Mg，余量为锌。热浸镀锌铝镁合金液含有一定质量的铝和镁时，能形成更加优异的耐腐蚀性能，经过大量实验研究与发现，当Al的含量超过22％时，Al会与助镀盐膜中的氯反应生成无助镀效果的AlCl3，使助镀膜的作用减弱，严重时导致钢铁材料基体不能被锌铝镁合金液浸润，形成漏镀区；当低于5％时，形成的镀层的耐腐蚀性能不理想。当Mg的含量超过6％时，镀层表面不光滑、粗糙；当Mg的含量低于2％时，镀层的耐腐蚀性能不理想。优选的，所述无碱SP二元复合驱分散剂为丙二醇甲醚醋酸酯和甲氧基丙酸酯(优选甲氧基丙酸甲酯)的混合物。优选的，所述复合表面活性剂为六甲基二硅氮烷和聚氧丙烯醚链疏水基磺酸钠的混合物。本专利技术还提供一种所述的助镀剂进行助镀处理的方法，将经清洗过的钢铁材料基体浸入65-105℃的所述的助镀剂中0.2-0.4min，在120-140℃烘干10-20s，然后在锌铝镁合金液中进行热浸镀。优选的，在浸入助镀剂之前钢铁材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长效、可重复使用的热浸镀锌铝镁合金的助镀剂，其特征是，是由以下重量百分数的各原料组成：ZnCl2 25％‑35％；KF 2％‑10％；CaCl2 5‑15％；AgCl 4.5％‑8.5％；无碱SP二元复合驱分散剂2％‑3.5％；复合表面活性剂0.1％‑0.5％，其余为水。

【技术特征摘要】
1.一种长效、可重复使用的热浸镀锌铝镁合金的助镀剂，其特征是，是由以下重量百
分数的各原料组成：
ZnCl225％-35％；KF2％-10％；CaCl25-15％；AgCl4.5％-8.5％；无碱SP二元复合驱分
散剂2％-3.5％；复合表面活性剂0.1％-0.5％，其余为水。
2.如权利要求1所述的助镀剂，其特征是，该助镀剂是由以下重量百分数的各原料组
成：ZnCl225％-30％；KF2％-6％；CaCl25-10％；AgCl4.5％-6.5％；无碱SP二元复合驱分
散剂2％-2.5％；复合表面活性剂0.1％-0.25％，其余为水。
3.如权利要求1所述的助镀剂，其特征是，该助镀剂是由以下重量百分数的各原料组
成：ZnCl230％-35％；KF6％-10％；CaCl210-15％；AgCl6.5％-8.5％；无碱SP二元复合驱
分散剂2.5％-3.5％；复合表面活性剂0.25％-0.5％，其余为水。
4.如权利要求3所述的助镀剂，其特征是，该助镀剂是由以下重量百分数的各原料组
成：ZnCl235％；KF10％；CaCl215％；AgCl8.5％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，李辛庚，岳增武，傅敏，王晓明，闫风洁，曹建梅，王学刚，李晓宇，樊志彬，吴亚平，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37