[发明专利]钢件镀保护层的方法

说明书

本发明涉及钢件镀保护层的方法。

由于热镀锌和热镀铝的方法所得到的镀层有很好的防锈性能，并且这些方法的成本很低，因此这些热镀方法得到很广泛的应用。像热镀锌和热镀铝之类的镀层工艺是这样进行的；首先用酸洗等方法对钢工件进行预清洗，然后在还原气氛中用退火工艺把它们加热到650°到800℃，再把它们冷却到接近镀槽的温度，然后把它们浸在镀槽内以形成镀层。在这种镀覆方法中，为了得到优质的镀层，不仅要求对钢工件进行充分的预清洗，并且最好在还原气氛下在用退火工艺对钢工件处理时，在钢工件的表面不产生像SiO_n，MnO_x之类的氧化皮。现时，由于使用连续铸造生产的材料和要求钢有高强度，所以在钢工件中硅含量较高。而在还原气氛中对工件进行退火处理时，钢工件中含有的硅容易转变成氧化皮。这对形成镀层是一个障碍，会造成不均匀的镀覆和外观很差等问题。

为了防止产生氧化皮，必须在还原气氛下进行退火处理时使Si之类的元素不转变为氧化皮。但是，一般在普通的连续处理方法中，还原气氛用N₂和H₂的混合气体构成，而上述的钢材就在这一气氛下加热和冷却。由于生成硅或铝的氧化物只需要较低的能量，因此，很容易形成氧化皮。因此，即使增加还原气氛的还原性以及降低加热温度，也不可能完全限制上述氧化物生成。例如，在热镀锌时，含硅量不低于0.5％的钢材的镀层质量很差，因为由于生成了上述氧化物而妨碍了镀锌槽液的润湿性。在热镀铝时，含硅量不低于2％的情况下也会发生上述问题。

因此，本发明的目的是提供一种容易得到优质镀层的钢件镀保护层的方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明的镀层方法包括把钢工件或制品保持在含氟或氟化物的气体的气氛中，然后在氟化的工件上形成镀层。

在本发明中，在钢工件或制品上进行镀层前，先把钢工件在热态保持在含氟气或氟化物气体的气氛中，从而除去钢工件表面上的SiO_x和MiO_x之类的氧化皮，并生成氟化层，使得钢工件的表面包着一层氟化层。这一氟化层一般包括厚度为几十至几千埃()的薄膜，在300℃到600℃范围内是稳定的，可防止生成新的氧化皮。由于与在同样温度下生成的氧化层相比，氟化层更疏松，而且氟化层有较强的升华作用，因此在下一工序的镀槽中用像氯化物和/或铝之类的助熔剂的作用，可方便地除去该氟化层。为了除去氟化层，在浸入上述的镀槽中前，把在表面带有氟化层的钢工件放入含氢的惰气气体中或含水份的气氛中并加热以除去该氟化层。由于清除掉氟化层后的钢表面是活性的，因此改善了钢工件与镀槽中金属液等的相容性，因而可形成优质的镀层。

下面对本发明进行详细说明。

在本发明中，钢工件是装入加热和冷却炉中，并在热态下保持在含氟或含氟化物的气氛中，然后再在工件上形成镀层。

要进行镀覆的是钢工件。钢工件包括碳钢、或不锈钢等各种钢材。钢工件的形状等没有特别的限制。钢工件可以是板、片、卷材和加工成的螺钉等形状。本发明适用的材料不仅包括单一的材料，也包括以铁为主要成分并加有其它金属材料的合金。

用来制造含氟气或氟化物气体的气氛的含氟或含氟化物气体是指在N₂之类的惰性气体中含有从NF₃、BF₃、CF₄、HF、SF₆、F₂、C₂F₆、WF₆、CHF₃、SiF₄等之中的一种或它们的混合物的氟源成分的气体。除了上述气体外，用热裂装置对BF₃、CF₄、HF、SF₆、C₂F₆、WF₆、CHF₃、SiF₄等含氟化合物进行分解而产生的F₂可用作含氟或氟化物的气体。当对BF₃之类化合物进行分解时，在加热冷却炉前或附近设置了一个裂化器来对化合物进行热裂。然后把热裂产生的F₂和N₂混和，再把该混合物通入炉中。在本发明中使用的含氟或氟化物的气体包括如上所述热裂产生的F₂。