一種鋼材熱浸鍍鋁助鍍的方法技術

本發明專利技術涉及鋼材表面防腐技術領域，屬于一種環保型熱浸鍍鋁助鍍劑，用于水溶劑法鋼材熱浸鍍鋁工藝過程中的助鍍處理。其特征在于由含有硼砂（Ｎａ↓［２］Ｂ↓［４］Ｏ↓［７］.１０Ｈ↓［２］Ｏ），氯化鈉（ＮａＣｌ）的混合水溶液組成。鋼材工件助鍍處理時間為２～５分鐘，助鍍溫度為７０～９０℃，然后進行干燥、熱浸鍍鋁。該助鍍劑能夠解決助鍍造成的熱浸鍍鋁產品鍍層不均勻和漏鍍問題，并能夠解決氟鋯酸鉀助鍍劑毒性大、價格昂貴的問題。其優點是：助鍍劑配方簡單，成本低，無毒環保，有利工人健康；產品質量高，抗腐蝕性能好，鍍層致密均勻、附著力高，表層有金黃光澤，美觀。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鋼材表面防腐
，屬于一種環保型熱浸鍍鋁助鍍劑，特別涉及水溶劑 法鋼材熱浸鍍鋁工藝助鍍處理所采用的一種水溶性助鍍劑。
技術介紹
鋼材材料鍍鋁后，可以使其既具有鋼的強度，又具有鋁的性質。其表面的鍍鋁層具有鋁 的外觀，鍍層與鋼基體形成的合金層具有良好的耐熱性，能有效地防止鋼材的腐蝕。鍍鋁鋼 材已經廣泛應用于換熱器、汽車排氣管、消音器等。鍍鋁工藝多采用溶劑法熱浸鍍工藝，其 方法是將鋼材工件浸于熔融鋁液中，浸漬一段時間，這時鋼材和鋁液將發生一系列的化學和 物理反應，在鋼材表面形成金屬化合物。鋼材工件取出冷卻后，鋼材的表面附著一層鋁液形 成鋁鍍層。因而鋼材的抗腐蝕性能得到很大的提高，減少了鋼材氧化生銹造成的損失，節省 資源，產生良好的經濟效益。熱浸鍍鋁鋼材的抗腐蝕能力取決于鋁鍍層的質量，鍍鋁層的質 量與鋁熔體的質量、預鍍鋼材的質量有著密切的聯系。水溶劑法熱浸鍍鋁鋼材工件必須經過 助鍍處理，才能提高預鍍鋼材工件在進入鋁熔體之前的表面活性。助鍍處理是將經過堿洗、 酸洗的鋼材工件浸入助鍍劑中，使鋼材表面發生化學和物理反應。當鋼材工件取出干燥后， 鋼材工件表面形成一層均勻的鹽膜因而能夠隔絕空氣，保護鋼材工件不被氧化，增強鋼材工 件的表面活性，以便在熱浸鍍鋁時獲得好的效果。助鍍質量的好壞直接影響鋼材工件熱浸鍍 鋁鍍層的質量。助鍍質量好時，熱浸鍍鍍層無漏鍍，鍍層均勻，附著力好，而且能夠提高生 產效率。然而，目前關于鋼材熱浸鍍鋁所使用的助鍍劑尚無理想的配方，有些污染環境，有 些毒性很大，有些價格昂貴，有些容易發生漏鍍，有些消耗太大。常用的助鍍劑為氯化鋅、氯化銨及其他氟化物的混合物水溶液，也有采用氯化銨、氯化 鉀和氯化鈉混合物水溶液等。其中使用氯化鋅、氯化氨助鍍劑處理鋼材工件，在浸入鋁液時， 鋼材工件表層的助鍍鹽膜與鋁液發生反應，放出氨氣、氯化氫、氯化鋁氣體，造成鍍層不均 勻，甚至有漏鍍現象，而且放出的氯化鋁污染環境，并且氯化鋅有毒，傷害人體健康。NH4C1=HC1 t +NH3 t 3ZnCl2+2Al=2AlCl3 t +3Zn中國專利CN99100655.0公開了一種鋼材熱浸鍍鋁工藝，采用氯化鉀、氯化鈉、冰晶石 和氟化鋁作為助鍍劑，能夠得到漏鍍較少的熱浸鍍產品，但其產品表面仍然有缺陷，易形成3針孔漏鍍。中國專利CN88105051.2公開的熱浸鍍鋁用水溶性助鍍劑，采用氟鋯酸鉀、氯化 鉀、氟化鋁、氟化鉀、氫氟酸的混合水溶劑作為助鍍劑。對鋼鐵表面有著較強的活化作用， 提高了鋁液對鋼材表面的浸潤能力，可以得到漏鍍很少質量較好的熱浸鍍鋁產品。專利 CN01127196.5鋼材熱浸鍍鋅鋁系合金用水溶性助鍍劑，釆用氟鋯酸鉀、氯化鉀、氟化鋁、 氟化鉀、氟化銨和氯化銨作為助鍍劑，對鋼材表面有較強的浸潤能力，同時對鍍液中的氧化 物有一定的溶解作用，提高了鍍層的質量。中國專利CN88105051,2和CN01127196.5報道 能夠提高鍍層的質量，但是配方中所采用的氟鋯酸鉀毒性大、價格昂貴，不適合工廠的大規 模使用。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服目前鋼材熱浸鍍鋁助鍍劑的不足，本專利技術研究了一種助鍍效果 好，配方簡單，成本低，無毒環保，避免對環境和工人構成危害，適用于工廠大規模生產的 熱浸鍍鋁水溶性助鍍劑。本專利技術的熱浸鍍鋁助鍍劑包括硼砂(Na2B4CV10H2O ) 30~400g/L，氯化鈉(NaCl) 5~80g/L的水溶液。采用本專利技術水溶性助鍍劑進行鋼材熱浸鍍鋁時，先將鋼材工件進行堿洗、酸洗、水洗， 保證待鍍鋼材工件無銹，表面潔凈。然后將鋼材工件浸入硼砂、氯化鈉組成的助鍍劑水溶液 中，控制溫度為70 9(TC，使助鍍劑充分活化、浸潤鋼材工件，成膜均勻，然后采用300'C 干燥固化。助鍍后的鋼材表面形成一層致密的鹽膜，能夠有效地阻隔空氣，防止氧氣和鋼鐵 工件產生化學反應，并保證鋼材工件表面無殘留雜質。助鍍處理時采用吹氣方式，保證助鍍 劑水溶液的均勻。以下詳細說明本專利技術的工藝步驟1、 堿洗將鋼材工件置入5 30%NaOH、 5 25V。Na2Si03和5~35 /(^3^04混合水 溶液中，溫度為80 10(TC,時間為30分鐘，除去鋼材工件表面的油污。2、 一次水洗用水洗去鋼材工件表面殘余的堿。3、 酸洗將鋼材工件置入20 31%鹽酸水溶液中，除去鋼材表面的鐵銹。4、 二次水洗將酸洗鋼材工件表面殘留的鹽酸用水洗去。5、 助鍍將鋼材工件置入硼砂含量為30一00g/L、氯化鈉含量為5~80g/L的助鍍劑水 溶液中，助鍍溫度為70 90'C，時間為2 5min，并采用吹氣方式保證助鍍劑水溶液的均勻。6、 干燥干燥溫度為30(TC，時間為5min,使鋼材工件表面形成一層薄膜。7、 熱浸鍍鋁緩慢地將鋼材工件放入鋁熔體中，鋁液的溫度為700~720°C，熱浸鍍時間為2min。8、 冷卻以緩慢的提拉速度將鋼材工件從鋁熔體中提出，放置在空氣中自然冷卻，使 鍍層充分凝固。9、 后處理及包裝得到熱浸鍍鋁產品 本專利技術的優點和效果1、 助鍍劑成本低廉，使用的硼砂和氯化鈉都是常用價廉的化學藥品，而且助鍍劑的藥 品的組分含量低，消耗藥品少。2、 助鍍劑無毒性，對工人的健康沒有傷害。3、 助鍍劑對鋼材工件表面具有很強的浸潤能力，助鍍處理時能夠形成良好的鹽膜保護 鋼材工件。4、 助鍍劑不污染環境，熱浸鍍鋁時，不會放出氯化鋁等有毒氣體。5、 生產的熱浸鍍鋁產品抗腐蝕性能優秀。鍍層質量好，表面平整，鍍層致密均勻，無 漏鍍現象，附著力好，鍍層較薄，降低了鋁的消耗。鋼材工件鍍層為金黃色，產品美觀。下面結合附圖，對本專利技術進行詳細的描述。 附圖說明圖l是本專利技術工藝流程示意圖。本專利技術工藝流程是:堿洗、 一次水洗、酸洗、二次水洗、助鍍、干燥、熱浸鍍鋁、冷卻 及后處理后得到浸鍍產品。具體實施方式實施例l:將1.2毫米厚Q235鋼材工件置入15。/。NaOH、 10%Na2SiO3和10%Na3PO4 混合水溶液中，溫度為卯'C，時間為30分鐘，除去鋼材工件表面的油污，用水洗去鋼材工 件表面殘余的堿。然后將鋼材工件置入鹽酸(31%)水溶液中，除去鋼材表面的鐵銹，用水 洗去鋼材工件表面殘留的鹽酸。將鋼材工件置入硼砂含量為50g/L、氯化鈉含量為10g/L的 助鍍劑水溶液中，采用吹氣方式保證助鍍劑水溶液的均勻，助鍍溫度為90'C，時間為2.5min。 將經過助鍍處理的鋼材工件進行干燥，溫度為300°C，時間為5min,使鋼材工件表面形成 一層薄膜。緩慢將鋼材工件放入鋁熔體中，鋁液的溫度為72(TC，熱浸鍍時間為2min。以一 定的提拉速度將鋼材工件從鋁熔體中取出，放置空氣中自然冷卻，使鍍層充分凝固。最后得 到熱浸鍍鋁產品。所得的鋼材熱浸鍍鋁產品表面平整，鍍層致密均勻，呈金黃色，無漏鍍缺 陷，附著力好，抗腐蝕能力強。實施例2:將3毫米厚Q235鋼制異形結構件置入12"y。NaOH、8。/。Na2Si03和15%Na3P04 混合水溶液中，溫度為95'C，時間為30分鐘，除去鋼材工件表面的油污，用水洗去鋼材工 件表面殘余的堿。然后將鋼材工件置入鹽酸(27%)水溶液中，除去鋼材表面的鐵銹，用水 洗去鋼材工件表面殘留的鹽酸。將鋼材工件置入硼砂含量為30g/L，氯化鈉含本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種環保型熱浸鍍鋁助鍍劑，其特征在于：它包括：硼砂（Ｎａ↓［２］Ｂ↓［４］Ｏ↓［７］.１０Ｈ↓［２］Ｏ）３０～４００ｇ／Ｌ，氯化鈉（ＮａＣｌ）５～８０ｇ／Ｌ的水溶液。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾建民，肖建強，上官琪，陸宇衡，肖罡，肖瑩瑩，黃彩敏，
申請(專利權)人：廣西大學，
類型：發明
國別省市：45[中國|廣西]