[发明专利]一种低铝热浸镀Zn-Al-Mg-Si合金镀层的施镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁材料防腐蚀领域，具体涉及一种低铝热浸镀Zn-Al-Mg-Si合金镀层的施镀方法。

背景技术

热浸镀锌是最常见的钢铁防腐蚀技术，为进一步提高热浸镀锌层的耐腐蚀性能和外观质量，人们不断探索向锌液中添加不同合金元素，开发性能优异的热浸镀合金镀层。研究表明，锌液中添加多种有益合金元素后，浸镀过程中由于合金元素之间交互作用，镀锌层性能会有不同程度提高。比如，锌液中单一添加Al，锌液发亮，锌耗变少，镀层表面光亮，镀层性能有所提高；单一添加Mg，镀层耐腐蚀性能提高，镀层出现MgZn₂脆硬相；若同时添加Al和Mg，镀层耐腐蚀性能大幅度提高，镀层出现Zn-MgZn₂二元共晶组织和Zn-Al-MgZn₂三元共晶组织。目前对于热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层的研究较多，为研制耐腐蚀性能和外观质量优异的热浸镀合金镀层，本研究通过在锌液中同时添加Al、Mg、Si，得到了低铝热浸镀Zn-Al-Mg-Si合金镀层，并对其施镀工艺方法和组织性能进行了研究。

发明内容

为解决热镀锌中铝含量过高时会使常规助镀剂失效、镀层表面出现漏镀及不平整等问题，本发明提供了一种低铝热浸镀Zn-Al-Mg-Si合金镀层的施镀方法。

本发明采取的技术方案为：

一种低铝热浸镀Zn-Al-Mg-Si合金镀层的施镀方法，包括如下步骤：

S1、取Q235钢，经打磨去除表面氧化皮，切割成尺寸为30mm×30mm×3mm的试样，配制热浸镀锌合金液，配制的热浸镀锌合金液的成分为Zn-0.5％Al-xMg(x＝0，0.5，1.0，1.5wt％)，Zn-2％Al-xMg(x＝0，0.5，1.0，1.5wt％)，Zn-2％Al-1.5％Mg-xSi(x＝0，0.15，0.3wt％)；

S2、将试样放入浓度为150g/L NaOH溶液中进行脱脂处理，氢氧化钠溶液的温度为70-80℃，1min后取出放入去离子水中清洗；

S3、将清洗后的试样放入质量分数为15％HCl中，加入微量缓蚀剂，进行除锈处理，盐酸溶液的温度为室温，1min后取出放入去离子水中清洗；

S4、将步骤S3所得的试样放入助镀剂溶液中进行电解活化助镀；

S5、电解活化助镀后取出试样，放入干燥箱进行烘干处理，干燥箱温度为120℃，干燥时间为8-10min；

S6、试样烘干后将试样取出进行热浸镀锌，浸镀温度为460℃-480℃，浸镀时间为1min，在开始熔化前添加盐类覆盖剂；

S7、将步骤S6所得试样空冷15s后，放入纯水中冷却。

其中，所述合金镀层成分为：Al 0.5-2.0％、Mg 0.5-1.5％、Si 0-0.3％，余量为Zn。

其中，所述合金镀层成分为：Al 2％、Mg 1.5％、Si 0.15％，余量为Zn。

其中，所述步骤S4中所使用的助镀剂各组分含量按重量百分比为ZnCl₂25-30％、NH₄Cl 10-15％、NaF 1-2％、Na₃AlF₆1.5-2.5％、SnCl₂1.5-2.5％、CeCl₃1-2％、微量乌洛托品、其余为水。

其中，所述步骤S4中电解活化助镀的电解装置的阳极由石墨组成，阴极由基体材料本身组成。

其中，所述步骤S6中的盐类覆盖剂各组分含量按重量百分比为：LiCl15-25％、KCl 50-60％、CaCl₂ 15-30％。

本发明采用的电解活化助镀剂，能在被保护基材表面形成一层致密均匀的 灰黑色盐膜，可解决热镀锌中铝含量过高时会使常规助镀剂失效，镀层表面出现漏镀及不平整等问题。利用扫描电子显微镜和盐雾腐蚀试验箱等手段，测定了不同成分配比Zn-Al-Mg-Si合金镀层显微组织和耐腐蚀性能，结果表明，添加适量Al、Mg、Si后，可细化粗大富Zn相并均匀化组织；采用本发明的工艺方法得到的热浸镀Zn-2％Al-1.5％Mg-0.15％Si合金镀层耐腐蚀性能最佳。

附图说明

图1是热浸镀Zn-0.5％Al-xMg(x＝0，0.5，1.0，1.5wt％)镀层截面组织，(a)0％Mg，(b)0.5％Mg，(c)1.0％Mg，(d)1.5％Mg。