[发明专利]一种热浸镀用无氨助镀剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热浸镀用无氨助镀剂及其使用方法，属于钢铁材料的表面镀覆工艺技术领域。

背景技术

热浸镀工艺中传统的助镀方法是将酸洗后的被镀件浸入一定成分的氯化锌-铵助镀液中，助镀后取出自然干燥或烘干，即在镀件表面形成一层氯化锌-铵盐薄膜。助镀剂的作用为：清洁被镀金属件表面的污物，去除酸洗后残留在被镀金属件表面的铁盐或氧化物，防止被镀金属件在空气中被二次氧化，使被镀金属件在进入锌浴时具有更大的表面活性。生产实践中，传统氯化锌-铵助镀方法工艺性能稳定、适应性强、成本低廉，但也存在因大量氨、氮排放而严重污染环境的固有缺陷。

中国专利CN103173706A提供了用于批量热浸镀锌的无烟助镀剂，其中公布的配方中虽已去除氯化铵组分，但又引入了氨羧化合物，使用过程中仍无法避免氨、氮等污染物的排放。中国专利CN102002661B所介绍的低熔点热浸镀助镀剂，配方中无氨、氮组分，在常规的420℃锌浴工作正常，但在520℃锌浴内易出现因助镀剂盐膜提前失效而导致工件局部漏镀的问题。中国专利CN101575692A提出了氯化锌+氯化钠+复合表面活性剂的热浸镀用无铵盐助镀剂方案，其中高熔点的氯化钠组分使其在常规的420℃锌浴内的助镀工艺稳定性能下降，易出现局部漏镀。中国专利CN101328568A、CN103031505A、CN101597732B等的配方中虽未使用氯化铵原料，但其提示使用的各种表面活性剂中均含有氮元素，过量或累积使用后也会对环境产生氨、氮类污染。

传统氯化锌铵助镀工艺生产实践普遍认为助镀剂溶液中过量铁盐的存在是有害的，助镀后的工件会将多余的铁离子带入锌液，逐渐累积后会使锌液流动性下降、熔点升高、形成底渣，严重影响热浸镀产品质量。在无氨助镀工艺研究中发现，适量加入铁盐与钾盐、铝盐相互作用，不仅无害，不增加锌渣生成量，还可以提高无氨助镀剂的工艺稳定性，并改善镀层组织结构，进而增加其耐蚀性。

鉴于上述情况，在现有无氨助镀方法的技术基础上，进一步开发不含氨、氮的无氨助镀剂及其使用方法，对提高无氨助镀方法研究和应用水平、促进环境友好型镀锌生产技术进步都有积极的作用。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种热浸镀用无氨助镀剂及其使用方法。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。可以提高助镀剂盐膜及钢制工件与液态锌之间的界面润湿性和反应效率，降低漏镀率，改善镀层组织结构，提高镀层耐蚀性。适用于420℃～600℃范围内各种温度区间的热浸锌、锌铝合金工艺。

本发明热浸镀用无氨助镀剂的具体组分含量为：

氯化锌                     80～160 g/L

氟化钠                     10～40 g/L

氯化钾                      0～20 g/L

氯化铝                      0～30 g/L

氯化铁                      0～50 g/L

表面活性剂                 0.3～2 g/L

余量为水。

所述表面活性剂是全氟丁基磺酸钾或全氟辛基磺酸钾的一种或两种任意比例的混合物。

本发明热浸镀用无氨助镀剂的使用方法为：将经过常规乳化除油、除锈处理的金属制件浸入温度为50℃～70℃的热浸镀用无氨助镀剂中处理1～2分钟，拿出金属制件经自然干燥或常规加热烘干后，使其表面附着一层均匀的助镀剂盐膜，之后再按常规工艺浸入熔融锌或锌合金液中进行热浸镀。

所述金属制件为钢制件。

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：采用上述方案，可使热浸镀用助镀剂组分中不含任何氨、氮等工业污染源。在工业生产条件下，助镀工艺过程不产生任何含氨、氮类污染物的废水；浸镀工艺过程也不会向大气中排放任何含氨、氮的工业废气，真正使其成为一种环境友好型助镀产品。无氨助镀剂可以提高助镀剂盐膜及钢制工件与液态锌之间的界面润湿性和反应效率，降低漏镀率；适量加入铁盐与钾盐、铝盐相互作用还可以在很大程度上改善无氨助镀剂的工艺性能，并使镀锌层结构趋于致密化，提高镀层耐蚀性。无氨助镀剂使用过程中无需对其进行除铁处理，简化了助镀剂维护工艺及设备并节约相应维护成本。本发明广泛适用于420℃～600℃范围内各种温度区间的热浸锌、锌铝合金工艺。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。