一种热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法技术

技术编号：40644779 阅读：7 留言：0更新日期：2024-03-13 21:25

本发明专利技术涉及热镀锌钢板表面处理技术领域，具体而言，尤其涉及一种热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法。包括以下工艺流程：冷硬钢带→脱脂→连续退火→镀锌→冷却→光整→烘干。本发明专利技术提供的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，生产成本低、膜层的致密性好、耐蚀性好、钝化溶液稳定、工艺操作简单、无毒、无污染，具有极好的装饰性，汽车，家电，五金等领域中具有广泛的应用前景。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热镀锌钢板表面处理，具体而言，尤其涉及一种热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法。

技术介绍

1、在热镀或电镀工艺后，镀层金属的处于表面活化状态，表面容易发生腐蚀及黑变。钝化技术作为一种化学转化膜处理方法，通过改变金属的表面状态，使活化状态的镀层金属变为钝化状态，从而使金属溶解变缓，提高镀件的耐蚀性，这层薄膜则称为钝化膜。依据镀锌层钝化膜的不同外观色彩，可将镀锌钝化工艺大致分为：(蓝)白钝化，黑色钝化和彩色钝化。在这三种钝化工艺中，彩色钝化由于色泽艳丽，耐蚀性优良而得到了广泛应用，镀锌层彩色钝化工艺作为一种常用、有效的金属防护手段，被广泛应用于对金属构件钝化外观色彩有特殊要求的场合，近年来以及极好的装饰性而广受人们青睐。广泛应用于汽车，家电，五金等零部件中，具有广阔的市场前景。

2、目前热镀锌彩色钝化板主要以铬酸盐钝化技术为主，但有毒的六价铬是一种致癌物，对环境造成严重污染。随着人们环保意识的增强，六价铬的应用逐渐受到限制，以无毒或低毒的材料来替代铬酸盐钝化工艺受到广泛关注。目前无铬彩色钝化膜与镀锌板的结合力较差，钝化层较薄，易变得蓬松且易剥落，且膜层耐蚀性较差，膜层与锌层的匹配性差。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了生产成本低、耐蚀性好、无毒、无污染、色彩鲜艳的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法。

2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：

3、一种热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，所述方法包括以下步骤：

<p>4、(1)脱脂：采用阴极电解脱脂方式对冷硬钢带进行除污处理；

5、(2)连续退火：连续退火炉采用全辐射加热，退火炉均热段温度750～850℃，均热时间30～50s，退火炉内采用15％h2和85％n2的混合气体，氧气含量≤10ppm，还原加热时间≥30s，露点-60～-30℃；

6、(3)镀锌：热浸镀温度为470～500℃，带钢入锌锅温度高于锌液温度10～20℃，热浸镀时间为3～5s；

7、(4)冷却：先空冷至280～320℃，然后采用气体喷吹强制冷却方式对热浸镀后的镀锌板进行快速冷却，冷却速度≥30℃/s，入水蘸槽温度≤120℃，可有效防止表面氧化及晶粒快速长大，引起涂膜不均；

8、(5)光整：采用激光毛化及抛光处理的光整辊对镀锌板进行光整处理，确保镀锌板表面粗糙度、均匀；

9、(6)钝化：钝化液的化学组成：硅酸盐:10～40g/l，有机酸：10～30g/l，活性金属离子：1～3g/l，双氧水：20～40g/l，硫酸铜：0.10～0.20g/l，成膜促进剂：1～2g/l，通过硫酸或氢氧化钠调节钝化液ph值至1.8～2.5，钝化辊涂压力为0.70～1.3kn，通过控制彩色成膜添加剂硫酸铜的含量调控热镀锌无铬彩色钝化板；

10、(7)烘干：烘干温度控制在200～230℃，烘干时间10～20s。

11、上述技术方案中，进一步地，步骤(1)中，0.6μm≤冷硬钢带粗糙度算术平均值ra≤0.8μm，60≤波峰数rpc≤80，表面粗糙度最大值rmax≤3ra，在该条件下，锌液与钢基之间具有良好的的浸润性。

12、上述技术方案中，进一步地，步骤(1)中，脱脂清洗后带钢反射率≥80％，防止因带钢清洗不净，影响带钢表面镀层及钝化膜质量。

13、上述技术方案中，进一步地，步骤(2)中，连续退火后带钢表面氧化膜厚度≤16nm，fe(1 1 1)晶面占比≥70％，确保镀层在带钢表面具有较大的溶解度。

14、上述技术方案中，进一步地，步骤(3)中，镀液成份以质量百分数计为：0.1≤al≤0.2％，0.1％≤re≤0.2％，0.1％≤ti≤0.2％，杂质元素≤0.1％，杂质元素包括pb、sb、sn中的一种或多种，re为la、ce中一种或两种；镀液对带钢的平衡浸润力≥0.6n/m，带钢在锌液中具有良好的润湿性、粘附性；在较高的锌液温度及添加re和ti形核促进剂的条件下，可有效地增加晶核形成速率，防止晶粒快速长大，防止因晶界效应，引起涂膜不均。

15、上述技术方案中，进一步地，步骤(3)中，镀层厚度为60～120g/m2。

16、上述技术方案中，进一步地，步骤(3)中，锌锅内还安装有自动除渣装置。

17、上述技术方案中，进一步地，步骤(5)中，光整后，1.0μm≤镀锌板表面粗糙度算术平均值ra≤1.5μm，80≤波峰数rpc≤120，表面粗糙度最大值rmax≤3ra，该条件下，钝化液与镀层之间具有良好的浸润性和结合性。

18、上述技术方案中，进一步地，步骤(6)中，有机酸包括植酸、柠檬酸中的一种，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，成膜促进剂为钛盐。

19、本专利技术的有益效果为：

20、本专利技术提供的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，生产成本低、膜层的致密性好、耐蚀性好、钝化溶液稳定、工艺操作简单、无毒、无污染，具有极好的装饰性，汽车，家电，五金等领域中具有广泛的应用前景。与现有技术相比较，本专利技术钝化液中无需添加稀土元素，在确保产品技术效果的基础上降低了生产成本。

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【技术保护点】

1.一种热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，0.6μm≤冷硬钢带粗糙度算术平均值Ra≤0.8μm，60≤波峰数Rpc≤80，表面粗糙度最大值Rmax≤3Ra。

3.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，脱脂清洗后带钢反射率≥80％。

4.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，连续退火后带钢表面氧化膜厚度≤16nm，Fe(1 1 1)晶面占比≥70％。

5.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述镀液成份以质量百分数计为：0.1≤Al≤0.2％，0.1％≤RE≤0.2％，0.1％≤Ti≤0.2％，杂质元素≤0.1％，杂质元素包括Pb、Sb、Sn中的一种或多种，RE为La、Ce中一种或两种。

6.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，镀液对带钢的平衡浸润力≥0.6N/m。

7.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，镀层厚度为60～120g/m2。

8.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，光整后，1.0μm≤镀锌板表面粗糙度算术平均值Ra≤1.5μm，80≤波峰数Rpc≤120，表面粗糙度最大值Rmax≤3Ra。

9.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，有机酸包括植酸、柠檬酸中的一种，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，成膜促进剂为钛盐。

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【技术特征摘要】

1.一种热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，0.6μm≤冷硬钢带粗糙度算术平均值ra≤0.8μm，60≤波峰数rpc≤80，表面粗糙度最大值rmax≤3ra。

3.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，脱脂清洗后带钢反射率≥80％。

4.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，连续退火后带钢表面氧化膜厚度≤16nm，fe(1 1 1)晶面占比≥70％。

5.根据权利要求1所述的热镀锌无铬彩色钝化板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述镀液成份以质量百分数计为：0.1≤al≤0.2％，0.1％≤re≤0.2％，0.1％≤t...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐接旺，郭太雄，金永清，董学强，冉长荣，罗嘉庆，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：

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