[发明专利]熔融镀覆金属的预处理

说明书

本发明涉及对熔融镀覆，例如，对用锌、铝及其合金或其他金属或合金热浸镀的金属进行预处理的方法。

为了防护金属免遭腐蚀采用的热浸镀乃是一种主要的工业，例如，铁基合金的镀覆通常是将它们浸入熔融的锌池内，这种方法通常称作镀锌。成功的熔融镀覆要求在熔融的镀料金属和待镀覆的金属表面之间能有直接接触和浸润。然而，上述要求却被氧化膜之类的表面污染物所阻碍。

为了保证得到良好的湿润性，通常对金属表面进行净化预处理，这往往包括使用“助熔剂”来除掉金属表面的污染物。最普通的用于镀锌的助熔剂有氯化铁和氯化锌铵。氯化铁助熔剂镀层的产生，常常只用酸洗液，如盐酸对金属表面酸洗（清洗）即可，并且在将金属工件浸入熔融锌池之前，使工件表面上的氯化铁助熔剂镀层干燥。氯化锌可能是一种活性的助熔组分，它可以通过下面的反应产生：3Zn+2FeCl₃→3ZnCl₂+2Fe。

氯化锌铵助熔剂可以在酸洗之后以浓缩的水溶液直接涂镀到工件上，另一种方法是用镀锌池本身面上的熔融助熔剂层。

一种改进的镀锌方法是采用锌-铝合金的热浸镀料。虽然这些合金镀料不能使钢很好地湿润，但是它们具有较好的耐腐蚀性能，因此，可以应用于大吨位带钢的连续操作线上，在高温下使用还原性气氛进行预清洗。业已证实，在镀料中含有若干铝的情况下，采用助熔预处理的分批操作是有困难的，其理由有二个：1.铝与助熔剂反应产生氯化铝，该氯化铝在镀覆温度下具有高的蒸气压，因此，发生令人讨厌的烟雾，而镀料熔池中的铝则为断地损失掉;2.助熔剂中的水份将与铝反应而形成氧化铝，这种氧化铝粘在钢的表面上，有碍于获得令人满意的湿润作用。

根据本发明，一种例如用锌、铝或锌-铝合金对金属熔融镀覆的方法，其特征在于，通过用水溶液在金属表面上活性形成氯化铅对待镀覆金属进行预处理的步骤。“活性”形成是指单位面积形成的氯化铅数量比从饱和溶液自然蒸发要多得多。活性沉积的实例有：（ⅰ）把金属浸入氯化铅的饱和溶液内，当金属从溶液离开时，让金属额外地附集氯化铅的表面浮渣;（ⅱ）对置于有铅离子的盐酸电解溶液中的金属进行阴极电离，从而形成氯化铅;这是通过电解沉淀的铅与从熔池中分离出来的酸反应而成的，同时当液体蒸发时形成氯化铅晶体。

所形成的氯化铅至少为12g/m²，更好至少为24g/m²或32g/m²。

阴极电离是一种理想的活性沉积法，理想的阴极电离至少要用9000安培·秒/m²的电量，更为理想的要用至少24000安培·秒/m²（9000安培·秒约相当于12g氯化铅）。对于形状复杂的制品，阴极电离最好至少用48000安培·秒/m²。

阴极电离可以放在无电的酸洗工序后面进行，如果氯化铅水溶液中还含有盐酸和/或碱金属氯化物或碱土金属氯化物，则该阴极电离可以在同一个槽中进行。换言之可以在这样的一个槽中，同时进行阴极电离和酸洗。

本发明提供了一种如上所述的预处理供镀覆的金属。

湿金属的X-射线衍射线试验表明，在金属表面上有铅和氧化铅的存在，其数量随着阴极电离电流的增加而增加。干燥后的沉积物经过扫描电子显微镜和X-射线衍射的试验可以证实，在金属表面上主要有氯化铅晶体存在;并且进一步证实了在用水漂洗试样后，沉积物的有利影响会消失。

可以认为，阴极沉积铅除了形成氯化铅之外，其本身的存在阻碍了铁基质形成氯化铁。氯化铅被认为在镀锌池中与氯化铁起着相似的作用，它同熔融铝和/或熔融锌反应分别产生氯化铝或氯化锌和元素铅。后面的两种氯化物，可能通过氯化铅的改进，在镀覆的当时是活性的助熔剂。

氯化铅同现在使用的助熔剂氯化锌、氯化锌铵和氯化铁相比，其中一个优点是使已进行助熔的金属有较长的贮藏寿命。氯化铅助熔剂置于空气中不容易吸收水份，并且在浸入熔池之前，残留的水份也不很难去除。没有水份就不会发生像使用较易吸水的普通助熔剂时所发生的有害的铝与水的反应。

理想的熔融镀覆包括把附有Xg/m²氯化铅的金属件暴露在熔融锌（金属或合金）池中，暴露的时间为Y分钟，使xy＞12，理想的是xy＞30，更为理想的是xy＞60，而理想的是Y≤5。锌甚至可以是回收的废品。

本发明提供经上述预处理后进行了熔融镀覆处理的金属。

现在将通过下面的实施例对本发明加以说明。