[发明专利]一种含Zn-Al-Ni热浸镀液

说明书

一种含Zn‑Al‑Ni热浸镀液，为了提高热浸镀锌层表面的光洁度、硬度和耐磨性，在Zn‑0.01%Al镀液中添加少量Ni，制备了Zn‑0.01%Al‑(0.02～0.12)%Ni镀层，以期优化Zn‑Al‑Ni镀层表面的形貌、硬度和摩擦学性能。随Ni含量增加，Zn‑0.01%Al‑xNi镀层的晶粒先减小后增大，硬度先增大后减小；当Ni含量为0.05%时镀层的晶粒最小，硬度最大，摩擦系数最小，耐磨时间较长；Ni含量为0.12%的镀层的耐磨时间虽然最长，但摩擦系数较大。

所属技术领域

本发明涉及一种表面涂覆材料，尤其涉及一种含Zn-Al-Ni热浸镀液。

背景技术

在热浸镀锌液中加入少量铝可提高镀层的光亮性、减少锌液面中锌的氧化、抑制脆性Fe-Zn相的形成，获得黏附性好的镀层。在锌浴中加入0.04%-0.12%Ni能起到减缓或消除硅含量小于0.25%活性钢的圣德林效应的作用，解决镀层超厚的问题，同时还能提高镀层中ζ相层的硬度，使镀层的耐磨性也相应地提高。

单独添加铝元素时，抑制不了圣德林钢的超厚现象，得不到厚度适宜的镀层；单独添加镍元素时，镀液表面会产生大量的锌渣而使镀层表面产生较多颗粒，镀层表面状况变差。通过在镀锌液中添加适量的Al，Ni元素，使镀层的耐蚀性能得到了大幅度的提高，其抗中性NaCl盐雾腐蚀可达192h。

发明内容

本发明的目的是为了改善热浸镀层的表面形貌、硬度及耐磨性，设计了一种Zn-Al-Ni热浸镀液。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

Zn-Al-Ni热浸镀液的制备原料包括：将Q235钢切割成30mm×30mm×3mm，打磨、去除表面氧化皮，使之表面平整、光滑；80℃碱洗脱脂(15%NaOH，质量分数)→水洗→酸洗除锈(15%HCl，质量分数)→水洗→60℃熔剂助镀(120g/L ZnCl₂+120g/L NH₄Cl混合溶液)→烘干(120℃)。

Zn-Al-Ni热浸镀液的制备步骤为：热浸镀锌(450-460℃，1min)→水冷。由于Ni和Al熔点与锌的熔点相差较大，直接添加较难溶解又不均匀，而Zn-Ni合金的熔点和Zn的熔点很接近，故以添加Zn-Ni合金的方式间接往锌液中添加Ni，先分别向锌液中加入2%Ni(质量分数，下同)，5%Al，加热至650℃后保温2h，浇注成Zn-Ni合金小锭。在试样热浸镀前，再配制所需浓度的合金镀液成分。锌合金镀液为Zn-0.01%Al-xNi(x=0.02%，0.05%，0.09%，0.12%)。

Zn-Al-Ni热浸镀液的检测步骤为：以酒精清洗试样表面，然后用EPIPHOT 300U型倒置金相显微镜观察镀层表面形貌。用HVS-1000数显显微硬度计测定镀层表面的维氏硬度：载荷为0.98N，加载时间为15s。用SFT-2M型销盘式涂层摩擦磨损试验机测定镀层的摩擦性能：对磨材料为轴承钢珠；摩擦方式为干摩擦；载荷为1.96N，旋转半径为2.5mm，线速度100mm/s。以镀层被磨穿的时间及其摩擦系数表征其耐磨性能。

所述的Zn-Al-Ni热浸镀液，随Zn-0.01%Al-xNi(x=0.02%-0.12%)镀液中Ni含量增加，镀层的晶粒先减小后增大，硬度先增大后减小。

所述的Zn-Al-Ni热浸镀液，当Ni含量为0.05%时，Zn-0.01%Al-xNi镀层的晶粒最小，硬度最大，摩擦系数最小，耐磨时间较长。

所述的Zn-Al-Ni热浸镀液，Ni含量为0.12%时，Zn-0.01%Al-xNi镀层的耐磨时间虽然最长，但摩擦系数较大。

本发明的有益效果是：