一种热浸镀铝硅锌钇镁镀液及其热浸镀工艺的制作方法

本发明属于金属热浸镀领域，具体涉及一种热浸镀铝锌硅钇镁镀液及其热浸镀工艺。

背景技术：

随着社会对高性能耐腐蚀金属材料需求的增大，金属材料的耐腐蚀标准被不断提高，热镀铝及热镀锌镀层工艺逐渐无法满足材料的服役要求。a155zn43.5si1.5镀层虽然综合了热镀铝和热镀锌的优点，但实际生产中仍面临锌渣产生严重的问题。锌渣形成后会导致锌液的流动性变差，使镀层变厚，降低锌的利用率，影响镀层质量，同时大大增加了成本。

锌渣的产生是热浸镀工艺中亟待解决的重要问题，现有技术中，为了有效的控制锌渣的产生，采用改善锌锅材质、控制炉内气氛、合理控制锌液的温度等，这些方法均不能从根本上对锌渣进行有效的控制，且影响因素多，可控性较差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种有效控制锌渣的热浸镀铝硅锌钇镁镀液，该镀液能够有效的抑制铁基体与溶液的反应，有效的控制锌渣的产生。

本发明还提供了一种利用上述镀液进行的热浸镀工艺。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：

本发明提供了一种热浸镀铝硅锌钇镁镀液，所述镀液成分简式为alaznbsicydmge；

所述各组分的质量比为：53wt.%＜a＜56wt.%，43wt.%＜b＜44wt.%，1.3wt.%＜c＜1.6w.t%，d=0.2wt.%，0.2wt.%＜e＜0.8wt.%。

本发明所使用的钇为20%钇加80%铝的合金锭；所述镁为10%镁加90%铝的合金锭；所述铝、锌及硅为a155zn43.5si1.5合金锭。

本发明还提供了一种利用上述热浸镀镀液的热浸镀工艺，包括以下步骤：

（1）将按比例配置好的铝锌硅铸锭和铝钇合金锭和铝镁合金锭加入熔炉，熔化待用；

（2）首先将钢板进行超声清洗去除表面杂质；

（3）用温度为70-80℃的naoh溶液清洗钢板，除去表面油渍；用水清洗钢板，去掉表面残渣及碱液；

（4）用hcl溶液清洗钢板，直至钢板表面无铁锈；用水清洗钢板，去掉表面残渣及酸液；

（5）将清洗后的钢板用温度为70-80℃的助镀液助镀钢板3分钟，将助镀后的钢板烘干；

（6）将烘干后的钢板浸入熔炉中浸镀，将热浸镀后的钢板淬火冷却即可。

进一步的，步骤（1），所述熔化过程为：将炉温升高到720℃保温两小时，然后降温到600℃保温两小时。

进一步的，所述naoh溶液的质量浓度为15%；所述hcl溶液的质量浓度为15%。

本发明所使用的助镀液为每升含有200g的nh4cl、150g的zncl2、100g的sncl2的水溶液。

进一步的，所述烘干的温度为200℃，时间为3min。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过合理的复配，可以提高锌液流动性，有效减少锌渣含量，锌渣含量可以降低65%左右。

（2）本发明通过对锌渣含量的控制，可以减少对设备的损害，降低设备维修成本。延长熔液使用寿命，增加生产的可持续性，增加生产效率，提高经济效益。

（3）本发明可以有效地抑制铁铝间的反应，提高钢板表面质量，增强塑性，提高产品质量。

附图说明

图1为实施例1的热浸镀铝锌硅钢板组织示意图。

图2为实施例2的热浸镀铝锌硅钢板组织示意图。

图3为实施例3的热浸镀铝锌硅钢板组织示意图。

具体实施方式

下面以具体实施例进一步解释本发明所提供的技术方案。

实施例1

热浸镀镀液成分为al54.78zn43.33si1.49y0.2mg0.2，总质量为1890.1g；

所用钇为20%钇加80%铝的合金锭，所用镁为10%镁加90%铝的合金锭，所用铝锌硅为a155zn43.5si1.5合金锭。由于熔液中铝含量占优，而铝钇合金锭质量较小，因此配置时，可将合金锭中的铝当作a155zn43.5si1.5处理；

热浸镀工艺具体如下：

（1）将金属锭置于坩埚式电阻炉中，将金属锭置于坩埚式电阻炉中，将炉温升高到700℃保温两小时，将温度降至600℃保温两小时待用；

（2）超声波清洗：将打磨好的5cm×5cm×0.1cm钢板放入超声波清洗仪，清洗十分钟，初步清除钢板表面的油污和灰尘；

（3）碱洗——配制15％naoh溶液，加热到70-80℃，将钢板放入naoh溶液中清洗3min；碱洗的目的主要是除去钢板表面的油污和杂质；

（4）酸洗——配制15％hcl溶液，将钢板放入溶液中1min；碱洗后的钢铁表面还有铁锈等远达不到浸镀的要求，在水洗后需要用酸洗以除去表面的氧化铁等杂质；用自来水冲洗20s，以清除金属表面残留的余碱、余酸、残渣及酸洗后形成的铁离子；

（5）助镀——将钢板用助镀液（每升含有200g的nh4cl、150g的zncl2、100g的sncl2的水溶液）助镀三分钟；助镀液的温度为70-80摄氏度；将助镀后的钢板放入烘干箱内，200℃温度下烘干；其目的是除去表面的水分，防止热浸镀时发生锌爆，造成锌液飞溅；

（6）热浸镀：用钳子将钢板送入坩埚中热浸镀2min，然后取出进行淬火冷却。

将制备的样品经粗磨-细磨-抛光-水洗-酒精清洗-4%硝酸酒精腐蚀-酒精清洗-吹干，用金相显微镜初步观察,然后用扫描电镜进行组织形貌分析，具体结果如图1所示，图中，从最左侧开始到镀层外侧的组织依次为fe基体、fe2al5、feal3、富铝相、富锌相。

对样品进行失重法测量金属片的损失质量，具体结果见表1。

表1

实施例2

热浸镀镀液成分为al54.67zn43.24si1.49y0.2mg0.4，总质量为1638.5g。

热浸镀工艺同实施例1。

将制备的样品经粗磨-细磨-抛光-水洗-酒精清洗-4%硝酸酒精腐蚀-酒精清洗-吹干，用金相显微镜初步观察,然后用扫描电镜进行组织形貌分析。结果如图2所示。

对样品进行失重法测量金属片的损失质量，具体结果见表2。

表2

实施例3

热浸镀镀液成分为al54.45zn43.06si1.49y0.2mg0.8，总质量为1711.6g。

热浸镀工艺同实施例1。

将制备的样品经粗磨-细磨-抛光-水洗-酒精清洗-4%硝酸酒精腐蚀-酒精清洗-吹干，用金相显微镜初步观察,然后用扫描电镜进行组织形貌分析。结果如图3所示。

对样品进行失重法测量金属片的损失质量，具体结果见表3。

表3

对比例1

热浸镀镀液成分为al15zn60si10y10mg5，总质量为2025g；

热浸镀工艺同实施例1。

对样品进行失重法测量金属片的损失质量，具体结果见表4。

表4

对比例2

热浸镀镀液成分为al54.78zn43.33si1.49y0.2；

热浸镀工艺同实施例1。

对样品进行失重法测量金属片的损失质量，具体结果见表5。

表5

对比例3

热浸镀镀液成分为al54.78zn43.33si1.49mg0.2；

热浸镀工艺同实施例1。

对样品进行失重法测量金属片的损失质量，具体结果见表6。

表6