一种镀液中添加废铝原料进行热浸镀的方法技术

一种镀液中添加废铝原料进行热浸镀的方法，按以下步骤进行：（1）将含有3004铝合金的废铝材料表面处理后压制成废铝合金团块；（2）在惰性气体保护条件下，将废铝合金团块熔炼浇铸；（3）将废铝合金锭、锌锭、铝锭和Al-RE中间合金作为原料；（4）在惰性气体保护条件下，将锌锭放入电阻炉中熔化，升温至700~750℃，将铝锭和废铝合金锭压入锌熔体保温，将有Al-RE中间合金压入熔体保温，搅拌、扒渣后浇铸；（5）置于锌锅内加热熔化并保温；（6）将镀液扒渣后进行热浸镀。本发明专利技术的合金热浸镀层原料的制备方法能够有效利用废铝原料，不仅达到了保护了钢铁制品的目的，还能有效地减少对原铝的消耗，减轻环境的压力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热浸镀
，特别涉及。
技术介绍
目前应用较为广泛的钢铁防腐技术主要是对钢板进行热浸镀处理，它不仅可以有效地减缓钢铁的腐蚀，延长其使用年限，并且具有生产成本低、工艺简单、镀层牢固、外观优美等优点，因此被广泛的应用于建筑、机械、家电等领域。近年来为了进一步提高镀层的耐腐蚀性，镀层材料逐渐由单一的纯锌向锌合金方向发展。工业生产中应用最为广泛的为锌铝合金镀层，它能够提高镀液流动性，降低镀层厚度，节约生产成本等；但与此同时，在生产的过程中，对原铝的消耗量也在不断的增加。 虽然我国是世界上最大的铝生产和消耗国之一，但随着消费量的迅猛增长，生产生活中产生了大量的废铝，再加上工业中对再生铝资源需求量的日益增长，因此我国对废铝的回收利用有着巨大的发展潜力，例如生活中常用的消耗品易拉罐，它是一种档次较高的铝合金，其中包含了很多有价合金元素，回收价值高极高；可见，废铝如果能够被集中的、有区别地回收利用，将会产生更可观的经济、社会效益，资源也将能够得到更有效地配置。 多年来我国的废铝再生业只是处于我国铝材加工业的边缘地带，与发达国家相比，我国的废铝再生业发展严重滞后，再生铝产量占我国原铝产量的比例还比较低，并且由于再生铝的质量并不高，应用范围还比较小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，通过废铝部分或完全替代原铝结构工艺设计制备热浸镀原料，进行热浸镀生产，提高产品耐腐蚀能力，达到了保护了钢铁制品的目的，还能有效地减少对原铝的消耗，减轻环境的压力。 本专利技术的镀液中添加废铝原料进行热浸镀的方法按以下步骤进行:1、将含有3004铝合金的废铝材料去除表面杂质，再烘干去除水分，然后加热至100~200°C烧去表面非金属杂质，冷却后压制成废铝合金团块；2、在惰性气体保护条件下，将废铝合金团块置于600~700°C的电阻炉中熔炼，当废铝合金团块完全熔化后，搅拌并扒渣，然后浇铸成废铝合金锭；3、将废铝合金锭、锌锭、铝锭和Al-RE中间合金作为原料，全部原料按重量百分比含铝锭2.00-6.00%，废铝合金锭2.50-6.50%，Al-RE中间合金0.05-0.15%，其余为锌锭；其中RE为Ce和La ;选用的Al-RE中间合金中Ce的重量百分比为6.5%，La的重量百分比为3.5% ；4、在惰性气体保护条件下，将锌锭放入600~650°C的电阻炉中；待锌锭熔化成锌熔体后，将锌熔体在10~15min内升温至700~750°C，用钟罩将准备的铝锭和废铝合金锭压入锌熔体中，保温8~10min后取出钟罩；待铝锭和废铝合金锭完全熔化形成锌铝熔体后，用钟罩将有铝箔包裹的Al-RE中间合金压入锌铝熔体中，保温5~10min后取出钟罩；待全部金属熔化后，保温5~10min，搅拌熔体2~5min，扒渣后浇铸，获得热浸镀层原料；5、将热浸镀层原料置于锌锅内，加热至完全熔化并在440~530°C保温8~10min，使镀液的成分均勾;6、在惰性气体保护条件下，将待热浸镀的钢板安装到热浸镀模拟机的夹持设备上；将镀液扒渣，通过热浸镀模拟机将钢板浸入到镀液中进行热浸镀，保持3~20s，在钢板表面获得热浸镀层。 上述方法中，热浸镀完成后以0.5-2.0m/s的提拉速度将钢板从镀液中拉出，同时用喷吹压强为0.01-0.1OMPa的气刀抹拭钢板的表面，使表面的镀层均匀平整。 上述方法中采用的钢板为普通低碳钢板。 上述的含有3004销合金的废销材料选用废旧易拉鍾。 上述方法中，选用的惰性气体为氩气。 上述方法中，含有3004铝合金的废铝材料中铝的回收率多80%ο 本专利技术的方法利用含有3004铝合金的废铝材料中的微量元素，将其引入到合金热浸镀层原料中，在进行热浸镀的过程中，能够提高镀层的耐腐蚀性能，改善镀层的微观组织。通过后期的腐蚀机理分析和相关文献可知，加入废铝后的镀层组织很大程度上得到了细化，有利于使其产生对镀层有保护性、致密性和不易溶解的腐蚀产物，进而保护了镀层。 本专利技术的合金热浸镀层原料的制备方法能够有效利用废铝原料，不仅达到了保护了钢铁制品的目的，还能有效地减少对原铝的消耗，减轻环境的压力；采用该热浸镀原料进行钢板的热浸镀，镀层耐腐蚀性得到了极大的提高，镀层微观组织得到了很大的改善，晶粒得到了极大的细化，具有很好的市场应用前景。 【附图说明】 图1为采用传统热浸镀原料进行热浸镀后钢板表面的Zn-Al-RE(Zn 94.90%，原铝 5.00%，RE 0.10%)合金镀层的SEM图；图2为本专利技术实施例1中进行热浸镀后钢板表面的合金镀层的SEM图；图3为本专利技术实施例2中进行热浸镀后钢板表面的合金镀层的SEM图；图4为本专利技术实施例3中进行热浸镀后钢板表面的合金镀层的SEM图；图中深色部分为纯锌相，浅色部分为锌铝共晶组织。 【具体实施方式】 本专利技术实施例中采用的锌锭为市购产品，纯度99.99%ο 本专利技术实施例中采用的铝锭为市购产品，纯度为99.7%。 本专利技术实施例中采用的Al-RE中间合金为市购Al-Ce-La合金。 本专利技术实施例中采用的钟罩为石墨钟罩。 本专利技术实施例中搅拌熔体采用石墨棒。 本专利技术实施例中镀层基体采用的普通低碳钢板为DC51钢板。 本专利技术实施例中的钢板在热浸镀前先进行表面预处理，包括碱洗除油、酸洗除锈和弱酸侵蚀等步骤，清洁钢板表面。 本专利技术实施例中采用的热浸镀模拟机为申请号201010160353X公开的板带热镀锌模拟试验机。 本专利技术实施例中热浸镀时的工艺参数为:气刀缝隙2~4mm，气刀与钢板的距离10~50_，气刀角度-40° ~0°，气刀距离镀液液面距离50~500_。 本专利技术实施例中米用的电子扫描设备为SSX-550型鹤灯丝分析扫描电镜。 本专利技术实施例中采用中性盐雾腐蚀试验(NSS)来评价Zn-Al-RE三元合金镀层的耐腐蚀性，为了测试的准确性，实验参照GB/T 10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》标准执行，利用失重速度来评价镀层的耐蚀性；依据GB/T 10125-2012的要求，试样的被测试面在盐雾箱中呈15° ~45 °摆放，具体的实验参数为:温度35±2°C，NaCl浓度50±5g/L，NaCl溶液pH6.5-7.2，盐雾沉降量 1.5±0.5mL/h.80cm2，喷雾周期 72h (连续)，喷雾压力 70~170KPa ；样品的处理过程:用混合比为1:1的松香和石蜡加热后密封样品的侧面及背面，用无水乙醇清洗样品的被测试面并用吹风机吹干，用分析天平称量出样品腐蚀前的质量；在盐雾箱内进行72小时连续腐蚀后，用软刷蘸取质量分数为15~25%柠檬酸二铵溶液清洗被测试面便于清除掉腐蚀产物，最后用蒸馏水清洗试样并用吹风机吹干，称量出镀层腐蚀后的质量;腐蚀速度按以下公式计算: V= (W1 - W2).S-1.r1式中，V是指镀锌板的腐蚀速度，单位为g.πΓ2 ^hlw1指腐蚀前试样的重量，单位为g ;W2为腐蚀后试样重量(已清除腐蚀产物)，单位为g ;S是指试样暴露面积，单位为m2;T是指腐蚀时间，单位为h。 本专利技术实施例中将表面获得热浸镀层的钢板用剪板机将剪切为15mmX 15mm的小块，置于装有无水乙醇的烧杯内，并在超声波洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀液中添加废铝原料进行热浸镀的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）将含有3004铝合金的废铝材料去除表面杂质，再烘干去除水分，然后加热至100~200℃烧去表面非金属杂质，冷却后压制成废铝合金团块；（2）在惰性气体保护条件下，将废铝合金团块置于600~700℃的电阻炉中熔炼，当废铝合金团块完全熔化后，搅拌并扒渣，然后浇铸成废铝合金锭；（3）将废铝合金锭、锌锭、铝锭和Al‑RE中间合金作为原料，全部原料按重量百分比含铝锭2.00~6.00%，废铝合金锭2.50~6.50%，Al‑RE中间合金0.05~0.15%，其余为锌锭；其中RE为Ce和La；选用的Al‑RE中间合金中Ce的重量百分比为6.5%，La的重量百分比为3.5%；（4）在惰性气体保护条件下，将锌锭放入600~650℃的电阻炉中；待锌锭熔化成锌熔体后，将锌熔体在10~15min内升温至700~750℃，用钟罩将准备的铝锭和废铝合金锭压入锌熔体中，保温8~10min后取出钟罩；待铝锭和废铝合金锭完全熔化形成锌铝熔体后，用钟罩将有铝箔包裹的Al‑RE中间合金压入锌铝熔体中，保温5~10min后取出钟罩；待全部金属熔化后，保温5~10min，搅拌熔体2~5min，扒渣后浇铸，获得热浸镀层原料；（5）将热浸镀层原料置于锌锅内，加热至完全熔化并在440~530℃保温8~10min，使镀液的成分均匀；（6）在惰性气体保护条件下，将待热浸镀的钢板安装到热浸镀模拟机的夹持设备上；将镀液扒渣，通过热浸镀模拟机将钢板浸入到镀液中进行热浸镀，保持3~20s，在钢板表面获得热浸镀层。...

【技术特征摘要】
1.一种镀液中添加废铝原料进行热浸镀的方法，其特征在于按以下步骤进行: (O将含有3004铝合金的废铝材料去除表面杂质，再烘干去除水分，然后加热至100~200°C烧去表面非金属杂质，冷却后压制成废铝合金团块； (2)在惰性气体保护条件下，将废铝合金团块置于600~700°C的电阻炉中熔炼，当废铝合金团块完全熔化后，搅拌并扒渣，然后浇铸成废铝合金锭； (3)将废铝合金锭、锌锭、铝锭和Al-RE中间合金作为原料，全部原料按重量百分比含铝锭2.00-6.00%，废铝合金锭2.50-6.50%，Al-RE中间合金0.05-0.15%，其余为锌锭；其中RE为Ce和La ;选用的Al-RE中间合金中Ce的重量百分比为6.5%，La的重量百分比为3.5% ； (4)在惰性气体保护条件下，将锌锭放入600~650°C的电阻炉中；待锌锭熔化成锌熔体后，将锌熔体在10~15min内升温至700~750°C，用钟罩将准备的铝锭和废铝合金锭压入锌熔体中，保温8~10min后取出钟罩；待铝锭和废铝合金锭完全熔化形成锌铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：高波，朱广林，何吉东，吕继可，百玉婷，胡亮，涂赣峰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21