[发明专利]一种用于热浸镀Galfan合金的助镀剂及助镀液

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁材料表面镀覆工艺技术领域，尤其涉及一种新型热浸镀Galfan合金镀层的助镀剂。

背景技术

热浸镀是目前防止钢铁材料腐蚀的有效方法之一，传统的用于热浸镀的镀液一般为锌，在进行热浸镀时，助镀作为一道重要的处理工序，一般是将酸洗后的钢铁制件浸入助镀剂中处理一段时间，经过助镀后表面会形成一层盐膜能够防止钢铁制件表面氧化，且对工件表面有进一步清洁作用，随着技术的发展，出现了以锌-5％铝-混合稀土合金(Galfan)为代表的新的适用于热浸镀的新型合金，但对于这些新型合金由于铝的加入，镀液表面由于氧化生成的包括Al₂O₃在内的氧化物会使镀液与钢基体的润湿性变差，使镀层质量难以控制，出现漏镀现象，尤其是对板材进行热浸镀时，由于其比表面积较小，镀液中Al含量较高，在使用传统氯化锌铵助镀剂时，氯化铵和氯化锌会与铝反应生成的青色的AlCl₃(AlCl₃的沸点是182℃，升华温度是179℃)烟雾，导致镀层表面产生大量的气泡和针孔甚至漏镀，无法获得表面质量质量合格的镀层。同时产生的大量的酸性烟雾也会造成环境污染和生产设备腐蚀。

中国专利CN104032248A公开一种用于钢材溶剂法热镀高铝含量合金镀层的助镀剂，配方包含硼氢化钾、氢氧化钠、氯化钙、氟化钾、氯化锂、氟铝酸钠、氟钛酸钾和非离子表面活性剂，该助镀剂的特点是：无烟，操作简单。但该助镀剂去除氯化锌，镀件表面容易出现漏镀现象，且配方复杂，原料价格较贵。

中国专利CN103834888A公开了一种助镀剂，配方为氯化锌80～160g/L，氟化钠10～40g/L，氯化钾0～20g/L，氯化铝0～30g/L，氯化铁0～50g/L，表面活性剂0.3～2g/L，该助镀剂组分中不含氨、氮等工业污染源，是一种环境友好型产品，但助镀剂中含有氯化铁与氯化铝，与基体表面的铁反应生成二价的铁，使熔液中二价铁的含量增加，二价铁盐的助镀剂在进行热浸镀锌时,将会与锌作用,产生锌渣,增加锌耗，进而影响镀层的质量和性能。且氯化铝的存在仍然会在进行热浸镀时造成一定的烟雾，且该申请方案中优选的表面活性剂为全氟丁基磺酸钾或全氟辛基磺酸钾，这两种表面活性剂价格较高，且本身毒性较大，对环境有一定污染。

中国专利CN102994925A公开了一种环保型锌铝合金助镀剂，助镀剂的成分如下：10-30％氯化锌，0.5-3％氟化钠，1-10％氟锆酸钾，0.1-3％氯化铝，0.1％-3％氯化铈，5-10％乙醇，其余为水；但该助镀剂专用于对高铝含量的锌合金镀层，并不适用于Galfan合金镀层的热浸镀。

中国专利文献CN1476487A公开了一种改进的用于热浸镀助镀剂，指出在传统的氯化锌铵助镀剂中加入碱金属或碱土金属盐，及NiCl₂、CoCl₂、MnCl₂中的一种和PbCl₂、SnCl₂、SbCl₃、BiCl₃中的一种，并指出该助镀剂适用于镀锌、锌铝镁合金及Galfan合金(Zn-5％-Re，即Zn-5％-稀土)，但我们在研究中发现采用该文献中的助镀剂处理后，只能采用该文献中提及的在镀锌浴中进行氮气鼓泡的且浸镀时间较长的方法进行热浸镀才能达到较好的镀锌效果，但得到的试件镀层都较厚会造成镀层金属消耗过多，若采用常规的热浸镀方式，得到的镀层质量较差。

中国专利文献CN103510031A也公开了一种可以用于锌铝镁合金的助镀剂水溶液，其组成为ZnCl₂35％-45％；NaF2％-10％；CeCl₂0.5-3.5％；SnCl₂4.5％-8.5％；H₂O₂0.5-2％；表面活性剂0.1％-0.5％，余量为水；虽然该助镀剂不使用氯化铵，避免了进行热浸镀时产生烟气，但在实验中我们发现，该助镀剂仅适用于锌铝镁合金，对Galfan合金并不适用。

综上，现有技术中为了提高镀层的质量，多采用向助镀剂中加入铅、铋、稀土元素的氯化物方式进行改进，但这些元素氯化物价格较高，且毒性较大，且大多不适用于Galfan合金，因此提供一种能够采用普通热浸镀方法进行Galfan合金热浸镀并基本消除热浸镀时的烟雾，同时提高镀层表面质量及其耐腐蚀效果且配方简单易于推广应用的助镀剂成为现有技术中需要解决的问题。

发明内容