[发明专利]锌基复合材料及其制备工艺

说明书

本发明涉及金属材料的镀覆，尤其涉及金属表面机械镀锌工艺中采用的锌基复合材料及其制备工艺。

机械冷焊工艺是防止“氢脆”现象的金属表面镀覆工艺，但采用这种工艺进行金属镀锌后，锌镀层易变色，防腐能力较差远远低于锌-镉合金，锌-铈合金镀层。而采用锌-镉合金和锌-铈合金镀覆金属的成本过高，不易于大量推广和使用。

本发明的目的是设计一种不仅镀层致密、硬度高且防腐性能良好，镀层不易变色的无污染、制作方便的锌基复合材料。

本发明的技术方案如下：将锌粉、促进剂和0.1-3μm的陶瓷微粉三种材料均匀混合制成锌基复合材料。陶瓷微粉采用氮化硼、氧化铝、碳化硅、碳化硼、碳化钨、碳化钒、的一种或几种材料混合制成。

锌粉、促进剂、陶瓷微粉的重量百分比各为60-80%、10-25%、8-20%。

锌基复合材料的制作方法是将市售的陶瓷粉原料经分选、粉碎、酸洗、水洗等工序处理，得到粒径为0.1-3μm的陶瓷微粉，再与金属锌粉和促进剂均匀混合。

本发明中的陶瓷微粉具有弥散和强化作用，将包合陶瓷微粉的锌基复合材料用于机械镀锌工艺中，由于陶瓷微粉直接包覆在镀层中，所以金属制件的锌镀层结构更加致密、均匀，明显地改善了镀层的防腐性能和抗氧化性，镀层不易变色。而且这种锌基复合材料的制备方法简单，成本低廉，易于推广应用。

本发明中陶瓷微粉的具体混配成分和重量百分比如下：

实施例1：氧化铝占60%、氮化硼占40%。

实施例2：氧化铝占80%、碳化硅20%。

实施例3：氧化铝60%、碳化硼40%

实施例4：氧化铝75%、碳化钨25%

实施例5：氧化铝75%  碳化钒25%

实施例6：碳化硅40%  氮化硼40%  碳化钨20%

实施例7：碳化钒20%  氧化铝40%  氮化硼20%

按上述技术方案所阐述的范围还可以设计出若干个实施方案。

本发明材料的制作和使用方法的一种实施例如下：

将市售氧化铝和碳化硅分别进行分选，研磨至250目。而后以4∶1的比例混合，用10%的盐酸溶液进行清洗，而后再用清水冲洗，直至冲洗水呈中性后干燥备用。

将单件150克以下的金属制件200公斤，放入滚桶中，加入清理剂1000毫升滚动10分钟，用水清洗干净再加入沉积液1000毫升滚动5分钟，而后再加入促进剂1000毫升，锌粉4公斤和上述陶瓷微粉800克继续滚动10分钟，最后将金属制件清洗干燥。

用此方法镀覆的金属制件，经测定，其镀层与普通锌镀层相比，硬度提高20%～30%;且镀层致密光亮稳定，在空气中放置半年不变色;耐腐蚀性能也显著提高。