鍍鋁液、熱浸鍍鋁方法及制備的金屬器件技術

本發明專利技術公開了一種鍍鋁液、熱浸鍍鋁方法及其制備的金屬器件，鍍鋁液包括質量分數92～98％的鋁和質量分數2～8％的RE，所述RE為質量分數10～30％的La和質量分數70～90％的Ce的混合物，熱浸鍍鋁方法采用上述鍍鋁液對工件進行熱浸鍍鋁處理。本發明專利技術的鍍鋁液，其中添加了稀土元素，凈化鍍鋁液并細化晶粒，提高了鍍鋁液與工件之間的濕潤性和鍍鋁液的流動性，用于熱浸鍍鋁工藝中，進而提高了被鍍工件與鍍層之間的粘附性，增強了工件的耐腐蝕性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及金屬表面的化學熱處理
，尤其涉及一種鍍鋁液、使用所述鍍鋁液的熱浸鍍鋁方法，及該方法制備的金屬器件。
技術介紹
金屬材料的器件在海洋等惡劣環境中使用時，由于同時受到日照、海浪沖蝕、鹽霧等多種腐蝕作用的影響，器件的腐蝕問題相當嚴重，造成了嚴重的經濟損失。長期以來，人們一直在尋求各種方法以降低腐蝕所致的危害，一般采用在器件表面噴漆、施加防護涂層等方式進行保護。例如，目前常用的熱浸鍍鋁方法，其在金屬器件表面施加一層鋁或鋁合金鍍層以延緩金屬器件的腐蝕，一般包括對工件進行除油、清洗、除銹、清洗、熱浸鍍鋁、后處理等步驟。但是，在熱浸鍍鋁步驟中采用現有的鍍鋁液對器件處理后，在大多數情況下，器件表面形成的涂層附著力差，較易從器件表面脫落，從而引起器件的腐蝕，人們不得不對器件進行大量的維護和修補工作。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于，針對現有技術中鍍鋁液熱浸鍍后在器件表面形成的涂層附著力差的缺陷，提供一種用于熱浸鍍鋁工藝的鍍鋁液，經該鍍鋁液處理過的金屬器件表面形成的鍍層附著力強，不易脫落，具有較好的抗腐蝕性能。本專利技術要解決的另一個技術問題在于，還提供一種熱浸鍍鋁方法，該方法采用上述鍍鋁液對金屬器件進行表面處理。本專利技術要解決的另一個技術問題在于，還提供一種由上述熱浸鍍鋁方法處理過的金屬器件，其具有較強的耐腐蝕性能。為達成上述目的，依據本專利技術，提供一種鍍鋁液，用于熱浸鍍鋁方法，包括質量分數92 98 %的鋁和質量分數2 8 %的RE，所述RE為質量分數10 30 %的La和質量分數70 90%的Ce的混合物，其中，優選地，所述RE為質量分數30%的La和質量分數70% 的Ce的混合物。為達成上述目的，依據本專利技術，提供一種熱浸鋁方法，包括對工件進行除油、清洗、 除銹、清洗、助鍍、熱浸鍍鋁、后處理步驟，所述熱浸鍍鋁步驟為將所述工件浸入上述鍍鋁液中，于650 750°C進行熱浸鍍鋁處理2 8min。本專利技術所述的熱浸鍍鋁方法，所述熱浸鍍鋁步驟還包括所述鍍鋁的熔煉步驟，所述鍍鋁液的熔煉步驟包括將質量分數30%的La和質量分數70%的Ce混合，在850 950°C下熔煉成RE合將質量分數2 8 %的所述RE合金和質量分數92 98 %的鋁混合，在650 750°C下熔煉成所述鍍鋁液。本專利技術所述的熱浸鍍鋁方法，所述熱浸鍍鋁步驟中，所述鍍鋁液表面還覆蓋有表面覆蓋劑，所述表面覆蓋劑包括質量分數分別為40 60%的KCl、30 50 %的NaCl和 10 20% 的 NaF。本專利技術所述的熱浸鍍鋁方法，所述助鍍步驟為將所述工件置于助鍍劑中于80 95°C助鍍1 5min ；所述助鍍劑為質量濃度大于等于5%的氟鋯酸鉀溶液。本專利技術所述的熱浸鍍鋁方法，所述后處理步驟為將所述工件置于盛有鈍化處理液的容器中，超聲振蕩5 20min;所述鈍化處理液為硝酸、磷酸、蒸餾水按照1 1 10 20的體積比混合的混合溶液。為達成上述目的，依據本專利技術，還提供一種上述的熱浸鍍鋁方法浸鍍得到的金屬器件。本專利技術的鍍鋁液，以鋁作為主要成分，并添加了稀土元素，凈化了鍍鋁液，細化了晶粒，提高了鍍鋁液與被鍍工件之間的濕潤性和鍍鋁液的流動性，進而提高了工件與工件表面形成的鍍層之間的粘附性，增強了工件的耐腐蝕性能。本專利技術的鍍鋁液，由于添加了稀土元素，還有效地減輕了鍍鋁液中鋁的氧化。本專利技術的熱浸鍍鋁方法，采用上述的鍍鋁液對工件進行表面鍍鋁處理，具有工藝簡單、設備要求低、易于操作等特點，適合用于金屬工件表面施加鋁涂層的工業化生產。本專利技術的金屬器件，采用上述的熱浸鍍鋁方法進行處理以形成一層鋁鍍層，其表面平整、連續，具有較好的耐腐蝕性能，延長了工件在海洋環境等強腐蝕環境中的使用壽命。附圖說明圖1是本專利技術的熱浸鍍鋁方法的流程圖。 具體實施例方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例對本專利技術進行進一步的詳細說明。圖1是本專利技術的熱浸鍍鋁方法的流程圖，如圖1所示，本專利技術的熱浸鍍鋁方法包括除油、清洗、除銹、清洗、助鍍、熱浸鍍鋁和后處理步驟，具體過程如下所示一、前處理(1)除油(脫脂)除油液配方如下所示氫氧化鈉(NaOH)20 50g/L碳酸鈉(Na2CO3)30 50g/L磷酸鈉(Na3PO4)20 40g/L硅酸鈉(Na2SiO3)3 6g/L水余量根據金屬工件表面的油污情況，使用上述配方的除油液在溫度60 90°C條件下對工件進行除油處理5 15min。(2)清洗除油處理之后，用常溫水或60 90°C的高溫水清洗工件，以除去工件表面的除油液。(3)除銹除銹液配方(質量分數)如下所示鹽酸3 15%烏洛托品0.2 1.0%水余量其中，烏洛托品作為緩蝕劑，防止鹽酸對被處理的金屬過度腐蝕，使工件表面變mT^ ο將上一步清洗干凈的工件放入上述配方的除銹液中進行除銹處理，處理時間為 5 15min0⑷清洗除銹處理結束后，立即清洗工件以清除其表面的酸液。(5)助鍍助鍍劑使用質量濃度大于等于5%的KJrF6溶液，助鍍處理溫度為80 95°C，時間為1 5min。助鍍是熱浸法(熔劑法)鍍鋁工藝中一道至關重要的工序，助鍍劑的選擇是否適當直接關系到防護涂層質量的好壞，一般應具備以下特點助鍍劑能在工件基體表面形成完整且無孔隙的保護膜，既在熱浸鍍鋁時能夠立即從基體表面脫除，并吸附溶解氧化物，又不會對鍍鋁液造成污染。二、熱浸鍍鋁本專利技術的鍍鋁液包括質量分數92 98 %的鋁和質量分數2 8 %的RE，所述RE 為質量分數10 30%的La和質量分數70 90%的Ce的混合物。鍍鋁液的制備選用工業純鋁，并添加稀土混合物熔煉而成，鍍鋁液的熔煉步驟包括將質量分數30%的La和質量分數70%的Ce混合，在850 950°C下熔煉成RE合^^ ；將質量分數2 8 0Z0的上述RE合金和質量分數92 98 %的鋁混合，在650 750°C下熔煉成所述鍍鋁液。另外，為了防止在熱浸鍍鋁過程中鍍鋁液中的鋁氧化，一般還在鍍鋁液表面添加有表面覆蓋劑，表面覆蓋劑的加入量以完全覆蓋鍍鋁液表面為宜。本專利技術熱浸鍍鋁方法使用的表面覆蓋劑的配方(質量分數)如下所示KCl40 60%NaCl30 50%NaF10 20%將工件浸入上述鍍鋁液中進行熱浸鍍鋁處理，熱浸鍍鋁的溫度為650 750°C，時間為2 8min。熱浸鍍鋁的溫度若過低，則會影響鋁原子與工件元素的相互擴散，形成的鍍層脆性大，直接影響了鍍件的使用性能，而且還會導致鍍鋁液的流動性變差，從而被鍍工件掛鋁較多，表面不光滑，外觀質量不佳；熱浸鍍鋁的溫度若過高，雖然鍍鋁液的流動性有所改善，但是鍍鋁液揮發較多。三、后處理后處理，即鈍化處理的目的是在被鍍工件的表面形成致密的保護膜，以減緩鍍件的腐蝕。鈍化處理液配方(體積比)如下所示硝酸1磷酸1蒸餾水10 20待熱浸鍍鋁處理后的工件冷卻后，將其置于盛有鈍化處理液的容器內，然后在超聲波振蕩機中振蕩5 20min，使鍍件表面形成連續、致密的鈍化膜，最后以清水清洗。本專利技術的熱浸鍍鋁方法采用的鍍鋁液，通過添加稀土元素La、Ce到鍍鋁液中，提高了鋁液的流動性，凈化鋁液并細化晶粒，降低了鍍鋁液的氧化程度，從而增強了防護涂層與工件之間的粘附性，提高了工件的耐腐蝕性能。實施例IlCr 1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種鍍鋁液，其特征在于，包括質量分數９２～９８％的鋁和質量分數２～８％的ＲＥ，所述ＲＥ為質量分數１０～３０％的Ｌａ和質量分數７０～９０％的Ｃｅ的混合物。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周明杰，李里，
申請(專利權)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技術有限公司，
類型：發明
國別省市：94