[发明专利]一种机械镀锌-铝-镁合金镀层用促进剂

说明书

本发明公开了一种机械镀锌‑铝‑镁合金镀层用促进剂，属于钢铁制件的表面防护技术领域，用于钢铁制件表面的锌‑铝‑镁合金机械镀层制备。本发明的机械镀锌‑铝‑镁合金镀层用促进剂由质量百分比含量的草酸10％～25％，木质素磺酸镁5％～12％，氟铝酸钠6％～15％，二价锡盐20％～30％，硬脂酸钠2％～8％，锡酸盐1％～5％和余量椰壳粉组成。本发明的机械镀锌‑铝‑镁合金镀层用促进剂为粉状混合物，使用时直接添加，添加量为锌‑铝‑镁合金粉添加质量的30％～60％；添加后能够实现锌‑铝‑镁合金粉在钢铁制件表面的连续、稳定沉积，获得质量较好的锌‑铝‑镁合金镀层。

技术领域

本发明涉及一种机械镀锌-铝-镁合金镀层用促进剂，属于钢铁制件的表面防护技术领域，用于钢铁制件表面的锌-铝-镁合金机械镀。

背景技术

随着工业产品对镀层质量要求的不断提高，传统的单一镀锌层难以满足小五金行业的需求，这为机械镀合金镀层的开发及应用提供了良好契机。钢铁基体上的金属锌镀层虽可以提供优良的耐腐蚀性能，但仍难以满足户外钢铁制品的长效重防腐苛刻要求。进入20世纪70年代，新型合金镀层不断出现，如Galfan(含5％Al)镀层、Galvalume(含55％Al)镀层；20世纪90年代，日本将镁引入锌基合金镀层，显著提高了镀层的耐蚀性能；如日本新日铁开发的Zn-Al-Mg-Si合金镀层，耐蚀性能达到纯锌镀层的15倍以上，达到Galfan镀层的5～8倍；目前，Zn-Al-Mg合金镀层已成为国内外研究的热点。但至今为止，Zn-Al-Mg合金镀层的研究及应用仅局限于带钢的连续热浸镀工艺，因为工艺流程的区别及设备自动化程度的差别，导致钢构件的批量热浸镀领域和小五金制件镀锌领域鲜见Zn-Al-Mg合金镀层的相关报道。

机械镀是一种在常温常压下利用物理、化学吸附沉积和机械碰撞使金属粉末在工件表面形成镀层的工艺，与传统的电镀和热镀相比，机械镀具有室温下操作、镀后无氢脆、无回火软化等诸多优点。机械镀层形成过程的研究发现，金属粉末的机械沉积过程是金属粉体的直接成型过程，是金属粉末的固态→固态的转变，不同于电镀过程金属的固态→离子态→固态转变，也不同于热浸镀过程的固态→液态→固态转变；故机械镀过程采用合金粉末作为原材料实现镀层的合金化有着明显的节能优势。但锌粉与铝粉、镁粉、及锌基合金粉的化学成分、表面活性、电极电位等有着根本性的区别，借鉴传统的机械镀锌工艺及促进剂或添加剂，采用锌基合金粉作为原料，进行的大量合金化机械镀试验表明，难以在钢铁制件表面获得满意的锌基合金层；究其原因是合金粉末的表面活化控制难度大，镀液中合金粉末的分散、吸附、沉积难以控制，不能产生合金粉末在制件表面的有效吸附沉积。所以，研究一种适合于Zn-Al-Mg合金机械镀的促进剂，控制施镀过程Zn-Al-Mg合金粉末的有效沉积是制备机械镀Zn-Al-Mg合金镀层的关键，也是该技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有机械镀纯锌镀层耐蚀性能的不足，提供一种机械镀锌-铝-镁合金镀层用促进剂，该促进剂能够保证锌-铝-镁合金粉的连续、稳定沉积成层。

本发明所述的机械镀锌-铝-镁合金镀层用促进剂，按照质量百分比含量计，包括如下组分：草酸10％～25％，木质素磺酸镁5％～12％，氟铝酸钠6％～15％，二价锡盐20％～30％，硬脂酸钠2％～8％，锡酸盐1％～5％和余量椰壳粉。

优选地，本发明所述机械镀锌-铝-镁合金镀层用促进剂，按照质量百分比含量计，包括如下组分：草酸8％～15％，木质素磺酸镁5％～8％，氟铝酸钠6％～10％，二价锡盐20％～25％，硬脂酸钠2％～5％，锡酸盐2％～5％和余量的椰壳粉。

进一步地，本发明所述机械镀锌-铝-镁合金镀层用促进剂组成中的锡酸盐选自锡酸钾或锡酸钠。

进一步地，本发明所述机械镀锌-铝-镁合金镀层用促进剂组成中的硬脂酸钠可以由木质素磺酸钠代替。

进一步地，本发明所述机械镀锌-铝-镁合金镀层用促进剂组成中的氟铝酸钠可以由草酸钠代替。