[发明专利]一种Zn-Al-Mg-Re合金用助镀剂及其热浸镀方法

说明书

本发明提供了一种Zn‑Al‑Mg‑Re合金用助镀剂及其热浸镀方法，以1L溶液为基准，助镀剂由以下重量份的原料制成：ZnCl₂200‑300 g、NH₄Cl 30‑80 g、AlCl₃30‑150 g、LiCl 30‑100 g、乳化剂OP 3‑15 g，余量为水。本发明的助镀剂对Zn‑Al‑Mg‑Re合金镀层进行热镀，采用该助镀剂时所产生的烟雾较少，镀件的浸润性较好，镀层均匀流畅，附着性较好，锌渣也少，制备的镀层表面光亮平滑，附着性好，没有出现漏镀。

技术领域

本发明属于材料表面处理技术，具体涉及一种Zn-Al-Mg-Re合金用助镀剂及其热浸镀方法。

背景技术

金属腐蚀是金属材料由于受到介质的作用而发生状态的变化，转变成新相，从而遭受破坏的过程，是一种悄悄自发进行的冶金的逆过程。金属腐蚀遍及国民经济的各个领域，一方面，会使生产设备和生活设施过早地报废，另一方面也会造成化工工业产品和流体的流失，造成环境污染，甚至着火爆炸，为经济发展带来了巨大的损失。搞好腐蚀与防护工作己不单纯是技术问题，而是关系到保护环境、节能减排、保证正常工业生产和生活的重大社会和经济问题。

钢铁由于产量大、价格相对低、性能优异而直接或间接地应用于工业生产的各个行业，而腐蚀对钢铁造成的损失是极其严重的，全世界每年钢产量的1/3因腐蚀而损失。据不完全统计，钢铁材料每年因腐蚀而造成的损失占总生产量的十分之一。目前全球因腐蚀所带来的损失高达7000亿美元，约占国民生产总值的2％～4％，因此有必要研究钢铁的腐蚀防护措施。

目前防腐蚀表面工程技术，主要有电镀技术、热浸镀技术、热喷涂技术、气相沉积技术以及涂料与涂装技术。对于钢铁这样一种世界上产量最大、应用范围最广、因腐蚀造成损失最大的金属材料，热镀锌技术仍被公认为是钢铁保护最直接、最有效、使用最为广泛的防腐蚀方法之一。

热浸镀技术是一种将要镀的材料(如钢铁或其它合金)浸入熔化的镀层金属液中，保持基体的金属表面与熔融金属接触一段时间后取出，使之粘附一层均匀的、表面光洁的、与基体牢固结合的镀层金属的保护方法。热镀锌是钢铁防大气腐蚀的主要手段之一，其优点在于得到的镀层较厚，可以在较恶劣的环境中长期使用，因此在工程中得到了广泛的应用。

热浸镀的基本工艺过程分为前处理、热浸镀和后处理。按前处理的不同可分为熔剂法和保护气体还原法两大类。热浸镀的具体实施方法主要有溶剂法、森吉米尔法、改良吉森米尔法和美钢联法等四种。

吉森米尔法、改良吉森米尔法和美钢联法在进行热浸镀时，生产效率较高，产品质量也比较好，但是三种工艺所需要的设备非常复杂，投资较大，提高了技术难度，而我国热浸镀厂家的资金相对薄弱，设备不够先进，工艺水平也赶不上国外要求，这也是三种工艺在我国受到制约的根本原因，相比之下，熔剂法的生产设备比较简单，操作也较为简便，生产十分灵活，不仅可以批量生产，也可以进行单件浸镀。因此本文采用熔剂法进行热浸镀，为了防止湿法造成溶剂与锌液发生强烈反应，导致锌爆，镀件在助镀剂中处理之后，进行烘干，最后再浸入锌液。

溶剂法热浸镀锌是一种既经济又简单的方法，助镀是热浸镀锌镀前处理中一道重要的处理工艺，它不仅可以弥补前面几道工序可能存在的不足，还可以使钢铁表面活化，促进锌液与钢基体之间润湿并在热浸镀时起反应，提高镀层的质量。

热镀工艺过程的助镀剂需要具有以下几点能力和特性：(1)预镀件酸洗后，表面比较活泼容易和空气中的氧气发生反应，在金属表面形成一层氧化物薄膜，助镀剂应能够除去所产生的少量氧化物，从而达到提高镀层对基体材料的附着能力。(2)镀件被酸洗后表面容易沾附一些铁盐，这些铁盐会影响镀层的形成，助镀剂应能清除预镀件表面上这些未完全清洗掉的铁盐。(3)熔融的浴液会和空气中的氧气不断发生作用，当镀件被抽取的时候容易附着在镀件表面影响镀件表面质量，所以助镀剂要能够清除熔融金属表面的氧化物。(4)熔融的金属具有一定得表面张力，这种张力的存在使钢基镀件在浴液中的润湿型不好，故助镀剂还应降低熔融金属的表面张力，促使钢基的表面尽快的被浴液所润湿。