[发明专利]一种环保型热浸镀铝助镀剂

说明书

技术领域

本发明涉及钢材表面防腐技术领域，特别涉及一种钢材热浸镀铝助镀的方法。

背景技术

钢材材料镀铝后，可以使其既具有钢的强度，又具有铝的性质。其表面的镀铝层具有铝的外观，镀层与钢基体形成的合金层具有良好的耐热性，能有效地防止钢材的腐蚀。镀铝钢材已经广泛应用于换热器、汽车排气管、消音器等。镀铝工艺多采用溶剂法热浸镀工艺，其方法是将钢材工件浸于熔融铝液中，浸渍一段时间，这时钢材和铝液将发生一系列的化学和物理反应，在钢材表面形成金属化合物。钢材工件取出冷却后，钢材的表面附着一层铝液形成铝镀层。因而钢材的抗腐蚀性能得到很大的提高，减少了钢材氧化生锈造成的损失，节省资源，产生良好的经济效益。热浸镀铝钢材的抗腐蚀能力取决于铝镀层的质量，镀铝层的质量与铝熔体的质量、预镀钢材的质量有着密切的联系。水溶剂法热浸镀铝钢材工件必须经过助镀处理，才能提高预镀钢材工件在进入铝熔体之前的表面活性。助镀处理是将经过碱洗、酸洗的钢材工件浸入助镀剂中，使钢材表面发生化学和物理反应。当钢材工件取出干燥后，钢材工件表面形成一层均匀的盐膜因而能够隔绝空气，保护钢材工件不被氧化，增强钢材工件的表面活性，以便在热浸镀铝时获得好的效果。助镀质量的好坏直接影响钢材工件热浸镀铝镀层的质量。助镀质量好时，热浸镀镀层无漏镀，镀层均匀，附着力好，而且能够提高生产效率。然而，目前关于钢材热浸镀铝尚无理想的方法。

常用的助镀剂为氯化锌、氯化铵及其他氟化物的混合物水溶液，也有采用氯化铵、氯化钾和氯化钠混合物水溶液等。其中使用氯化锌、氯化氨助镀剂处理钢材工件，在浸入铝液时，钢材工件表层的助镀盐膜与铝液发生反应，放出氨气、氯化氢、氯化铝气体，造成镀层不均匀，甚至有漏镀现象，而且放出的氯化铝污染环境，并且氯化锌有毒，伤害人体健康。

NH₄Cl＝HCl↑+NH3↑

3ZnCl₂+2Al＝2AlCl₃↑+3Zn

中国专利CN99100655.0公开了一种钢材热浸镀铝工艺，采用氯化钾、氯化钠、冰晶石和氟化铝作为助镀剂，能够得到漏镀较少的热浸镀产品，但其产品表面仍然有缺陷，易形成针孔漏镀。中国专利CN88105051.2公开的热浸镀铝用水溶性助镀剂，采用氟锆酸钾、氯化钾、氟化铝、氟化钾、氢氟酸的混合水溶剂作为助镀剂。对钢铁表面有着较强的活化作用，提高了铝液对钢材表面的浸润能力，可以得到漏镀很少质量较好的热浸镀铝产品。专利CN01127196.5钢材热浸镀锌铝系合金用水溶性助镀剂，采用氟锆酸钾、氯化钾、氟化铝、氟化钾、氟化铵和氯化铵作为助镀剂，对钢材表面有较强的浸润能力，同时对镀液中的氧化物有一定的溶解作用，提高了镀层的质量。中国专利CN88105051.2和CN01127196.5报道能够提高镀层的质量，但是配方中所采用的氟锆酸钾毒性大、价格昂贵，不适合工厂的大规模使用。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前钢材热浸镀铝所使用方法的不足，发明一种助镀效果好，适用于工厂大规模生产的热浸镀铝的方法。

本发明是这样实现的：

钢材热浸镀铝助镀的方法，其特征在于：先将钢材工件进行碱洗、酸洗、水洗，保证待镀钢材工件无锈，表面洁净，然后将钢材工件浸入硼砂30～400g/L，氯化钠5～80g/L组成的水溶性助镀剂溶液中，控制温度为70～90℃，时间为2～5min，使助镀剂充分活化、浸润钢材工件成膜均匀，然后采用300℃干燥固化。

以上所述的水溶性助镀剂溶液，在钢材热浸镀铝的应用过程中，采用吹气方式保证助镀剂溶液的均匀。

以下详细说明本发明的工艺步骤：

1、碱洗：将钢材工件置入5～30％NaOH、5～25％Na₂SiO₃和5～35％Na₃PO₄混合水溶液中，温度为80～100℃，时间为30分钟，除去钢材工件表面的油污。

2、一次水洗：用水洗去钢材工件表面残余的碱。

3、酸洗：将钢材工件置入20～31％盐酸水溶液中，除去钢材表面的铁锈。

4、二次水洗：将酸洗钢材工件表面残留的盐酸用水洗去。

5、助镀：将钢材工件置入硼砂含量为30～400g/L、氯化钠含量为5～80g/L的助镀剂水溶液中，助镀温度为70～90℃，时间为2～5min，并采用吹气方式保证助镀剂水溶液的均匀。

6、干燥：干燥温度为300℃，时间为5min，使钢材工件表面形成一层薄膜。