[发明专利]一种钢材热浸镀Zn-Al合金的方法

说明书

本发明涉及一种钢材热浸镀Zn‑Al合金的方法，将钢材浸渍在氢氧化钠溶液中脱脂后，取出水洗，然后浸泡在质量浓度为10％‑20％的盐酸溶液中进行酸洗，取出后用水冲洗干净，浸入助镀剂中进行助镀处理，所述助镀剂为氯化锌、氯化铵、氯化亚锡和柠檬酸的混合水溶液，助镀结束后取出，烘干，置于Zn‑5％Al锌浴中进行浸镀，镀液温度为395‑410℃，浸镀时间为1‑3min，浸镀结束后冷却，即得。与现有技术相比，本发明方法能耗低，操作简单，容易实现，可以批量式生产，并且镀层质量好、厚度低，可以节省锌的用量，降低生产成本，另外，本发明方法获得的镀层耐蚀性也显著优于常规镀锌层。

技术领域

本发明涉及一种钢材热浸镀Zn-Al合金的方法，属于热浸镀锌技术领域。

背景技术

目前，提高钢材使用寿命的常见方法是对钢材进行热浸镀锌加工处理，热浸镀锌加工处理可以使钢材表面形成一定厚度的保护性镀锌层来防止外部环境对钢材的腐蚀，镀锌层保护的原理主要为镀锌层的物理屏蔽保护与电化学保护(牺牲阳极保护法)。但是，随着锌资源的开发消耗、部分钢材产品的特殊需求以及纯锌层耐腐蚀性的不足，如何以较低的镀锌层厚度获得更好的耐腐蚀效果成为研究的热点。

热浸镀Galfan合金镀层是上世纪70年代比利时冶金研究中心在国际铅锌组织支持下研制开发的一种新型保护镀层，其镀层成分为Zn-5％Al-稀土；Zn-5％Al合金熔点仅为382℃，相对锌熔点419.5℃降低了37.5℃，在生产线热浸镀Zn-5％Al的镀锌温度相较常规镀锌温度偏低，从而可以节省大量的生产成本；同时热浸镀Zn-5％Al合金镀层组织主要为外层全共晶组织(富锌相和富铝相组成的片状或粒状共晶体)与内层极薄的Fe-Zn-Al界面层，因为共晶组织的存在，使得Zn-5％Al合金镀层耐蚀性显著优于常规镀锌层，并且相对于镀层较厚的镀锌层，Zn-5％Al合金镀层可以控制在较低的厚度以下，可以节省大量的锌资源的消耗，降低成本；综合热浸镀Zn-5％Al合金镀层的生产能耗较低、耐蚀性优异、锌耗低的特点，适合作为纯锌镀层的替代镀层。

目前，国内外生产热浸镀Zn-5％Al工艺主要为森吉米尔法(保护气体还原法)和溶剂法，其中，森吉米尔法适用于钢带连续热浸镀生产线，其基本工艺流程为：放线→微氧化→还原→冷却→浸镀Zn-5％Al合金→抹试→空冷→卷绕，此工艺生产速度快，生产的产品镀层质量较好，无污染，但设备投入大，技术难度高，适合生产单一产品；溶剂法分为单镀法和双镀法，目前国内外生产Zn-5％Al合金镀层产品主要是双镀法，双镀法基本工艺流程为：放线→碱洗脱脂→水洗→酸洗→水洗→助镀→热浸镀锌→热浸镀Zn-5％Al合金→冷却→收线，此工艺技术难度降低，设备简单，操作方便，但是双镀工艺生产的产品镀层较厚，同时第一道浸镀形成的纯锌层会在第二道Zn-5％Al合金镀液中熔化，第一道浸镀生成的Fe-Zn合金层在第二道Zn-5％Al合金镀液中转变为Fe-Al-Zn金属化合物，导致Zn-5％Al镀液的成分较难控制；单镀法不需要浸镀锌，而是直接热浸镀Zn-5％Al合金，但是由于Zn-5％Al合金镀液中Al含量较高，现有常规氯化铵锌助镀剂体系并不适合热浸镀Zn-5％Al合金，Zn-5％Al锌浴表面会形成表面张力较大的氧化铝薄膜，使得锌液不能对铁基体表面进行浸润，以及氯化铵锌体系的助镀剂会与锌浴中Al反应生成AlCl₃，造成镀层表面出现较多的漏镀、气泡等缺陷，获得的Zn-5％Al合金镀层质量较差。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中钢材热浸镀Zn-Al合金的方法存在的不足，提供一种钢材热浸镀Zn-Al合金的方法，该方法可以在钢材表面获得良好的Zn-5％Al合金镀层，并且镀层厚度低，可以节省锌的用量，同时镀层耐蚀性也显著优于常规镀锌层。

技术方案

一种钢材热浸镀Zn-Al合金的方法，包括如下步骤：

(1)前处理：将钢材浸渍在氢氧化钠溶液中脱脂后，取出水洗，然后浸泡在质量浓度为10％-20％的盐酸溶液中进行酸洗，取出后用水冲洗干净，得到处理后的钢材；