本发明专利技术公开了一种基于单镀法制备锌铝镁合金共渗层的工艺。本发明专利技术的创新之处在于：基于单镀型热浸制备锌铝镁合金镀层工艺基础上，通过一定配比的铝、镁合金，一定范围温度条件下，一定的表面处理工艺，配合自行研发的专用表面助渗剂，在较短的时间范围内(最长不超过5min)短时间在金属材料表面制备锌铝镁共渗层。本发明专利技术针对锌铝镁共渗技术，提供具有单次浸渗、工艺时间短、高铝、高镁含量，形成稳定锌铝镁共渗层，高厚度、渗层形貌优良、结合强度高、实现金属材料表面制备锌铝镁共渗层。该制备方法成本低，易工业化生产制备。锌铝镁共渗层合金成分范围，45％-50％Al、6％-12％Mg、34％-58％Zn、其余为金属基材。
【技术实现步骤摘要】
： 本专利技术涉及金属材料表面化学热处理领域，特别涉及一种基于单镀法制备锌铝镁 合金共渗层的工艺。
技术介绍
： 在金属表面渗锌、渗铝或锌铝合金是重要的金属材料表面化学热处理技术。合金 渗层在许多环境中具有比渗锌、渗铝更好的耐腐蚀性能，目前获得合金渗层的有效方法有 液体渗和粉末渗等，但都有工艺时间长、难工业化生产的缺点。渗铝、渗锌以及锌铝合金共 渗均需较高的处理温度，导致金属材料的强度下降，较长的工艺时间造成时间和能源的巨 大浪费。多元金属间相互反应及其与基体金属的冶金结合，形成多元共渗层，厚度、硬度、耐 磨性、耐蚀性能均显著提高，成为目前的研究热点。 Samuel R. Cross.等研究了锌铝镁合金层耐腐蚀影响，指出Al、Mg对防护层表面影 响和防护层整体的耐蚀性能提升。S. Schilrz等制备的高 Al、Mg配比锌铝镁层，具有优异的耐蚀性能。
技术实现思路
： 为了解决现有技术中锌铝共渗工艺要求高、镀层表面不均匀、无法形成锌铝镁共 渗层等不足与问题，本专利技术提供了一种适用于工艺时间短、金属材料的铝、镁含量高、高厚 度、渗层形貌优良、结合强度高、适用于工业化推广生产，且基于单镀法制备的锌铝镁共渗 层及工艺。本专利的创新之处在于：基于单镀型热浸制备锌铝镁合金镀层工艺基础上，通过 一定配比的铝、镁合金，一定范围温度条件下，一定的表面处理工艺，配合自行研发的专用 表面助渗剂，在较短的时间范围内（最长不超过5min)短时间在金属材料表面制备锌铝镁 共渗层。 本专利技术是通过以下措施实现的： -种基于单镀法制备锌铝镁合金共渗层的工艺，将预处理后的金属样品在助渗剂 存在下进行热浸镀处理，再在锌铝镁合金溶液中进行热浸渍处理，即得表面镀有锌铝镁合 金共渗层的金属样品。 上述方法具体包括以下步骤： 1)将金属基体去污、除油； 2)将助渗剂和步骤1)处理后的金属样品置于容器中，加热60s_80s，加热温度为 45 °C -80 °C ； 3)将步骤2)处理后的金属样品置于锌铝镁稀土合金液中，加热100s-240s，加热 温度为4KTC -470°C，即得锌铝镁共渗层。 本专利技术中助镀液的最适温度是70°C -85°c，温度较低，助镀剂附着不均匀且助镀 效果不佳；温度较高，则助镀剂附着太厚，增加消耗。当然若附着较厚助镀剂在工件上锌灰 产生会降低。但太厚时则成反效果。 本专利技术中一般需0. 2-0. 5min即可得到好的助镀剂附层，也让金属材料充分加热 以助烘干。 优选的是，所述锌铝镁共渗层中，各组分的重量份数为：45% -50% Al、6% -12% Mg、34% -58% Zn、其余为金属基材。当共渗层中铝镁含量达到该比例范围时，材料获得了 较好的耐腐蚀性能。 优选的是，所述助渗剂为单镀型助渗剂，各组分的重量份数为：ZnCl 230-40 % ; NaF 1-3%；KHF25-8%；PC130. 5-1. 0%；SnCl22-3%；BeCl2l-l. 5%；Si020. 5-1. 5%； ZnMn040.05-0. 1 % ;复合表面活性剂1 %，其余为水。其中ZnMn04作用是与其他成分形成水 合物，促进浸渗过程，从而提高共渗层中的铝含量以及促进共晶组织形成；复合表面活性剂 为烷基磺酸盐、脂肪醇醚磷酸酯盐、N-烷基氨基二丙酸的复合物。 优选的是，所述步骤2)、3)的处理工艺为：在锌铝镁合金液中采用同轴旋转设备， 使其沿进入合金液时方向旋转1-3周。利用旋转让热浸渍过程中的反应产物及时脱离基体 表面，避免产物在基体表面堆积形成膜层，促进浸润反应进程，缩短反应时间。 优选的是，步骤3)中，所述热浸渍与热浸镀操作相同，单次热浸、时间短（250s内） 获得锌铝镁共渗层主要由助渗剂成分起到关键作用。 优选的是，所述的单镀型助渗剂中，各组分的粒径小于70μm。颗粒小，可保证助镀 剂中各组分分散均匀，提高反应活性。 上述任一方法制备的单镀型锌铝镁共渗层，其厚度为65-100 ym。本专利技术制备的单 镀型共渗层，进行了中性盐雾试验测试，结果表明出现锈点时间为2500h，而传统热镀锌出 现锈点时间仅为140h，所述的共渗层厚度较厚、共晶组织分布均匀且结构致密是其高耐蚀 性能的主要原因。 上述的锌铝镁合金共渗层在制造电网输电铁塔中的应用。 有益效果： 1.本专利技术针对锌铝镁共渗技术，提供具有高铝、高镁含量，形成稳定锌铝镁共渗 层，高厚度、渗层形貌优良、结合强度高、实现金属材料表面制备锌铝镁共渗层。该制备方法 成本低，易工业化生产制备。 2.本专利技术的助渗剂中，ZnMnO#用是与其他成分形成水合物，促进浸渗过程，从而 提高共渗层中的铝含量以及促进共晶组织形成。【附图说明】 图1本专利技术制备的锌铝镁合金共渗层相貌。【具体实施方式】： 下面结合实施例进一步说明： 实施例1:锌铝镁共渗层及制备方法，如下： (1)锌铝镁共渗层合金成分范围，35% A1、10% Mg、53% Zn、其余为金属基材； (2)金属表面污垢去除后、于85°C下用NaOH溶液和清水分别清洗金属样品3次， 去除金属样品表面的油脂； (3)将单镀型助渗剂为 ZnCl230 % ;NaF 1 % ;KHF25 % ;PC130. 5 % ;SnCl22 %; BeCl2l% ;Si020. 5% ;ZnMn040 . 05%;复合表面活性剂1%，其余为水，其中ZnMnO#用是与 其他成分形成水合物，促进浸渗过程，从而提高共渗层中的铝含量以及促进共晶组织形成； 复合表面活性剂为烷基磺酸盐、脂肪醇醚磷酸酯盐、N-烷基氨基二丙酸的复合物。和步骤 2)处理后的金属样品置于容器中，助渗80s，加热温度为80°C; (4)将步骤3)处理后的金属基体置于锌铝镁合金液中，浸渗240s，加热温度为 410°C ； (5)上述（3)⑷中处理工艺为：在锌铝镁合金液中采用同轴旋转设备，使其沿进 入合金液时方向旋转1周。 所制备的单镀型锌铝镁稀土共渗层，其厚度为65-75 ym。研究发现：当铝镁含量 不大于3. 5 :1时，制备的共渗层厚度在65-75 ym时即可保证合金共渗层的耐腐蚀性。 中性盐雾试验测试，结果表明出现当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于单镀法制备锌铝镁合金共渗层的工艺，其特征在于，将预处理后的金属样品在助渗剂存在下进行热浸镀处理，再在锌铝镁合金溶液中进行热浸渍处理，即得表面镀有锌铝镁合金共渗层的金属样品。
【技术特征摘要】
【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，王学刚，曹建梅，李晓宇，
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
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