一種用于鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金的助鍍劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金的助鍍劑；屬于鋼鐵材料表面鍍覆工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的助鍍劑的組成為：235%-45%；NaF2%-10%；CeCl20.5-3.5%；SnCl24.5%-8.5%；H2O20.5-2%；表面活性劑0.1%-0.5%，余量為水；所述表面活性劑為脂肪醇醚硫酸鈉和/或十二烷基磺酸鈉。本發(fā)明通過合理的助鍍劑配方在鋼絲表面利用熱浸鍍得到鋅鋁鎂合金鍍層。鍍層與鋼絲各自保持原有的性能，擁有99.9%以上冶金結(jié)合界面，鍍層結(jié)構(gòu)致密、無漏鍍，能夠形成耐蝕性能優(yōu)異的鋅鋁鎂三元共晶。合金鍍層耐蝕性能是普通熱浸鍍純鋅層的2~4倍。該助鍍劑成本低，可重復(fù)使用、易工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種用于鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金的助鍍劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金的助鍍劑；屬于鋼鐵材料表面鍍覆工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)鋼絲采用熱浸鍍鋅防護(hù)技術(shù)；為了提高熱浸鍍質(zhì)量，在熱浸鍍之前將鋼絲用助鍍劑進(jìn)行處理。助鍍劑具體作用包括清除鋼絲酸洗后殘留表面的鐵鹽等雜質(zhì)，在鋼絲表面沉積形成一層鹽膜，將鋼絲表面與空氣隔絕，防止鋼絲氧化；在熱浸鍍鋅合金時(shí)能快速分解，對鋼絲表面起增強(qiáng)表面活性等作用。
熱浸鍍鋅之后的鋼絲的耐腐蝕性較差，而熱浸鍍鋅鋁鎂合金鍍層比純鋅鍍層擁有更優(yōu)異的耐蝕性能；所以，采用熱浸鍍鋅鋁鎂合金防護(hù)技術(shù)是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。但是，在鋼絲進(jìn)行熱浸鍍鋅鋁鎂合金的過程中，一方面，由于Al元素的加入，會與以氯化鋅為主要成分的助鍍劑反應(yīng)生成AlCl3,使鍍層不均勻并形成漏鍍等缺陷；另一方面，當(dāng)Mg元素含量超過0.05%時(shí)，鍍層會出現(xiàn)脫落，鍍層與鋼基體間結(jié)合度差；當(dāng)Mg含量超過0.5%時(shí)，鍍層表面粗糙。專利CA103031505公開了一種熱浸鍍鋅鋁鎂合金鍍層的助鍍劑，其組分為:20-40% ZnCl2、0.l_l%NaF、0.l_5%CeCl2、0.l_l%SnCl2、5_10%Η202、0.5_5% 表面活性劑0.1%_0.5%，余量為水；所述復(fù)合表面活性劑為N-羥乙基全氟辛基磺酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚和全氟辛基磺酰胺季碘中的混合物。該助鍍劑是針對鋼構(gòu)件熱浸鍍鋅鋁鎂合金使用的；但是，鋼鋼構(gòu)件浸鍍與鋼絲熱浸鍍相比，二者并不完全相同，對助鍍劑的要求不同。具體分析如下:1:鋼構(gòu)件進(jìn)入鍍液的速度不快，對助鍍反應(yīng)速度要求不高；而鋼絲一般速度比較快，需要助鍍劑接觸到合金液就要快速反應(yīng)，才能有效地使合金液與基體之間有效反應(yīng)，形成穩(wěn)定的合金鍍層；2: 鋼構(gòu)件與鋼絲之間比表面不同，因此對助鍍劑比表面反應(yīng)速率要求存在差異；3:熱浸鍍過程中基體與合金液之間產(chǎn)生的浮渣對助鍍影響十分明顯，但鋼構(gòu)件基體與合金液產(chǎn)生的浮渣和鋼絲基體與合金液產(chǎn)生的浮渣不同，助鍍劑的作用存在明顯差別。因此鋼構(gòu)件熱浸鍍鋅鋁鎂合金的助鍍劑不能滿足鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金所用助鍍劑的要求。因此，當(dāng)將上述助鍍劑用于鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金時(shí)，存在的漏鍍、鍍層光潔度差、鍍層與鋼絲間結(jié)合強(qiáng)度差等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金的助鍍劑；鋼絲采用該助鍍劑熱浸鍍鋅鋁鎂合金，助鍍效果優(yōu)異、環(huán)保、合金鍍層成分范圍廣、鋼絲與鍍層結(jié)合度高、鍍層光潔度好。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種用于鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金的助鍍劑，各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下:
ZnCl2 35%-45% ；NaF 2%-10% ；CeCl2 0.5-3.5% ；SnCl2 4.5%-8.5% ；H202 0.5-2% ;表面活性劑0.P/o-0.5%，余量為水；所述表面活性劑為脂肪醇醚硫酸鈉和/或十二烷基磺酸鈉。
[0005]所述水可以是自來水也可以是去離子水。
[0006]采用上述助鍍劑處理之后，鋼絲在熱浸鍍鋅鋁鎂合金的過程中，鋅鋁鎂合金液中的Al含量高達(dá)10 %、Mg的含量高達(dá)3 %。
[0007]上述助鍍劑的使用方法，將經(jīng)清洗過的鋼絲浸入60-80°C的助鍍劑中0.5-lmin,在100-12(TC烘干20-25s，然后在鋅鋁鎂合金液中進(jìn)行熱浸鍍。
[0008]上述助鍍劑，優(yōu)先選用由脂肪醇醚硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉以任意比例組成的混合物作為表面活性劑。
[0009]上述助鍍劑，用于鋼絲熱浸鍍鋅-5%鋁-1%鎂合金時(shí)，其優(yōu)選組成為:
45% ZnCl2, 2% NaF, 0.5% CeCl2,4.5% SnCl2,0.5% H2O2,0.1% 表面活性劑，余量為水。
[0010]上述助鍍劑，用于鋼絲熱浸鍍鋅-5%鋁-2%鎂合金時(shí)，其優(yōu)選組成為:
42% ZnCl2,6% NaF, 1.5% CeCl2, 5% SnCl2,1% H2O2,0.3% 表面活性劑，余量為水。
[0011]上述助鍍劑，用于鋼絲熱浸鍍鋅-6%鋁-3%鎂合金時(shí)，其優(yōu)選組成為:
35% ZnCl2,10% NaF, 3.5% CeCl2,8% SnCl2, 2% H2O2,0.5% 表面活性劑，余量為水。
[0012]上述助鍍劑，用于鋼絲熱浸鍍鋅-10%鋁-2%鎂合金助鍍劑時(shí)，其優(yōu)選組成為:
40% ZnCl2,8% NaF, 2.5% CeCl2,8.5% SnCl2,1.5% H2O2,0.5% 表面活性劑，余量為水。
`[0013]有益效果
本發(fā)明助鍍劑具有無銨助鍍劑的優(yōu)點(diǎn)，能有效降低環(huán)境污染。
[0014]本發(fā)明中含NaF，其主要作用是剝離鋼絲表面的鐵鹽及氧化物，并將脫離剝離的鐵鹽雜質(zhì)和氧化物雜質(zhì)包裹，然后帶至鋅鋁鎂合金液表面，且在鋼絲表面形成界面活化，有利于提高鋅鋁鎂合金與鋼絲冶金結(jié)合度，避免鍍層脫落；適量的SnCl2和CeCl2,主要作用是與鋼絲中的鐵發(fā)生反應(yīng)，在鋼絲表面先置換形成Sn或Ce薄層，降低鋁對熱浸鍍過程的危害，不產(chǎn)生漏鍍。
[0015]除此之外，本發(fā)明助鍍劑添加適量H2O2可以使鋼絲表面的亞鐵鹽氧化成有利于形成鋅鋁鎂合金鍍層的三價(jià)鐵；表面活性劑降低鋼絲的表面張力，提高合金液潤濕性，同時(shí)與助鍍劑其他成分一起有效地降低鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金過程中高鋁、鎂含量所導(dǎo)致的助鍍劑失效、漏鍍以及鍍層與鋼絲間結(jié)合度差等現(xiàn)象。
[0016]與CA103031505公開的助鍍劑相比，本發(fā)明的助鍍劑與合金液的反應(yīng)速度、助鍍劑的比表面反應(yīng)速率均有明顯提高，同時(shí)能將鋼絲基體與合金液之間產(chǎn)生的浮渣帶至鋅鋁鎂合金液表面，在鋼絲表面形成界面活化。所以，本發(fā)明的助鍍劑能使快速行走的鋼絲基體與合金液之間進(jìn)行快速反應(yīng)、充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定的、均勻的合金鍍層；并且提高了鋅鋁鎂合金與鋼絲冶金結(jié)合度，避免鍍層脫落。
[0017]本發(fā)明通過合理的助鍍劑配方在鋼絲表面利用熱浸鍍得到鋅鋁鎂合金鍍層。鍍層與鋼絲各自保持原有的性能，擁有99.9%以上冶金結(jié)合界面，鍍層結(jié)構(gòu)致密、無漏鍍，能夠形成耐蝕性能優(yōu)異的鋅鋁鎂三元共晶。合金鍍層耐蝕性能是普通熱浸鍍純鋅層的2~4倍。該助鍍劑成本低，可重復(fù)使用、易工業(yè)化生產(chǎn)，能廣泛適用于鋼絲熱浸鍍2%-10%Α1、
0.5%-3%Mg含量的鋅鋁鎂合金鍍液。
【具體實(shí)施方式】[0018]除特別說明外，下述百分含量均為重量百分含量。
[0019]按照下表中的配比加去離子水分別配制成助鍍劑1-14;其中A為脂肪醇醚硫酸鈉，B為十二烷基磺酸鈉。
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種用于鋼絲熱浸鍍鋅鋁鎂合金的助鍍劑，其特征在于，各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下:
ZnCl2 35%-45% ；NaF 2%-10% ；CeCl2 0.5-3.5% ；SnCl2 4.5%-8.5% ；H202 0.5-2% ;表面活性劑0.P/o-0.5%，余量為水； 所述表面活性劑為脂肪醇醚硫酸鈉和/或十二烷基磺酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助鍍劑，其特征在于，由脂肪醇醚硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉以任意比例組成的混合物作為表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的助鍍劑，其特征在于，用于鋼絲熱浸鍍鋅-5%鋁-1%鎂合金時(shí)，其組成為:
45% ZnCl2, 2% NaF, 0.5% CeCl2,4.5% SnCl2,0.5% H2O2,0.1% 表面活性劑，余量為水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的助鍍劑，其特征在于，用于鋼絲熱浸鍍鋅-5%鋁-2%鎂合金時(shí)，組成為:
42% ZnCl2,6% NaF, 1.5% CeCl2, 5% SnCl2,1% H2O2,0.3% 表面活性劑，余量為水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的助鍍劑，其特征在于，用于鋼絲熱浸鍍鋅-6%鋁-3%鎂合金時(shí)，其組成為:
35% ZnCl2,10% NaF, 3.5% CeCl2,8% SnCl2, 2% H2O2,0.5% 表面活性劑，余量為水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2`所述的助鍍劑，其特征在于，用于鋼絲熱浸鍍鋅-10%鋁-2%鎂合金助鍍劑時(shí)，其組成為:
40% ZnCl2,8% NaF, 2.5% CeCl2,8.5% SnCl2,1.5% H2O2,0.5% 表面活性劑，余量為水。
【文檔編號】C23C2/06GK103510031SQ201310500144
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】郭凱, 岳增武, 李辛庚, 肖世榮, 張都清, 閆鳳潔, 王雪剛, 王曉明, 樊志彬, 王宏 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院