一种用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂及其制备方法和使用方法

本发明涉及热浸镀锌，尤其涉及一种用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂及其制备方法和使用方法。

背景技术：

1、为了增强钢铁材料的耐腐蚀性能，热浸镀锌技术是最常用的耐大气腐蚀的方法之一。而经过三百多年的发展，热浸镀锌技术无论是镀锌工艺技术还是产品质量要求都发生了巨大的变化，单一的纯锌镀层技术已经不能够满足人们生产和发展的需要，开发的新型合金镀层技术，大大延长了对钢铁的保护寿命，其中锌铝镁合金镀层相比纯锌镀层能够显著提高钢铁材料的抗腐蚀性能，是目前耐蚀性最好的合金镀层技术之一。

2、在采用熔剂法热浸镀锌铝镁合金镀层过程中，助镀是最为关键的步骤之一，不仅可以清洁钢材表面，形成助镀盐膜，避免除油除锈后的钢材浸入锌浴前在空气中氧化生锈，还可以起到活化钢基体表面的作用，显著提高热浸镀的效果、提高镀层的质量。专利cn115011898a公开了一种防漏的高铝热浸镀锌方法，助镀剂包括氯化铵、氯化锌、氯化镍、柠檬酸和乙醇；采用该助镀剂制备镀层能够解决高铝锌浴条件下镀层表面漏镀问题，但是该助镀剂中包括氯化铵，在浸镀过程中会分解产生氯化氢和氨气，两种气体在空气中相遇会生成氯化铵白烟；另一方面，助镀剂中的氯离子会与锌浴中的铝反应，生成青色的氯化铝气体；且只适用于铝含量小于0.2wt％的锌浴，适用范围有限。专利cn114774821a公开了一种热浸镀锌铝镁合金镀层的工艺，助镀剂为氯化锌、氯化铝和氯化镁的混合助剂；该助镀剂虽不含氯化铵，但依旧含有大量氯化锌等氯化物盐，热浸镀过程中仍会产生氯化铝气体，污染问题没有解决；且该发明同样只适用于含铝量为0.1wt％，含镁量为0.5wt％的锌浴，适用范围有限。上述技术均只解决了常规热浸锌铝镁合金镀层的漏镀问题，对于铝含量高于0.2％的合金锌浴并不适用，同时由于含有大量氯化物盐，热浸镀过程中烟雾污染的问题依旧没有解决。

3、因此，研究开发一种用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂，用于解决热浸镀锌铝镁合金镀层时出现的漏镀、表面质量差以及烟雾污染等问题，得到高耐蚀性、表面质量好的热浸锌铝镁合金镀层，且热浸镀过程中不产生烟雾污染，具有重要的意义和应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂及其制备方法和使用方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂，包含以下浓度的组分：

4、硫酸锌50～100g/l；硫酸铵80～150g/l；硫酸锡20～60g/l；稀土硫酸盐1～10g/l；表面活性剂0.5～2g/l；余量为水。

5、作为优选，所述稀土硫酸盐包含硫酸镧、硫酸铈、硫酸镧铈和硫酸钇中的一种或几种。

6、作为优选，所述表面活性剂包含月桂基二甲基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。

7、本发明还提供了一种用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂的制备方法，将硫酸锌、硫酸铵、硫酸锡、稀土硫酸盐、表面活性剂和水混合，得到助镀剂。

8、本发明还提供了一种用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂的使用方法，将钢铁镀件浸入助镀剂中助镀后顺次进行干燥、热浸镀、水冷处理，得到锌铝镁合金镀层。

9、作为优选，所述钢铁镀件浸入助镀剂之前，将助镀剂的ph值调节至3～5。

10、作为优选，所述钢铁镀件进行助镀前，顺次经过脱脂除油和除锈处理。

11、作为优选，所述热浸镀的镀液为锌铝镁合金镀液，所述锌铝镁合金镀液的成分按质量百分比计，包括0.2～11％al、0～3％mg、0～1％re，余量为zn。

12、作为优选，所述助镀的温度为25～45℃，助镀的时间为10～300s；所述干燥的温度为100～120℃，干燥的时间为10～30s；所述热浸镀的温度为430～450℃，热浸镀的时间为50～70s。

13、本发明的有益效果包括：

14、本发明的助镀剂中使用硫酸盐代替氯化铵、氯化锌等氯化物盐，在助镀过程中没有烟雾产生，避免烟雾污染；硫酸盐相较氯化盐价格更低，且常温下即可使用，不需加热，能够有效降低成本；采用新型表面活性剂，镀层与钢铁镀件结合致密，能有效防止表面出现漏镀现象。本发明的助镀剂能够广泛适用于0.2～11wt％al含量、0～3wt％mg、0～1wt％re含量的锌铝镁合金镀液。本发明的助镀工艺流程简单，易于操作，溶液稳定，便于工业化生产制备，不改变现有的常规热浸镀锌工艺，只需要适当调整各组分的比例，即可得到表面质量良好、耐蚀性优良的锌铝镁合金镀层，具有较大的推广和应用潜力。

技术特征：

1.一种用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂，其特征在于，包含以下浓度的组分：

2.根据权利要求1所述的助镀剂，其特征在于，所述稀土硫酸盐包含硫酸镧、硫酸铈、硫酸镧铈和硫酸钇中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的助镀剂，其特征在于，所述表面活性剂包含月桂基二甲基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。

4.权利要求1～3任意一项所述的用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂的制备方法，其特征在于，将硫酸锌、硫酸铵、硫酸锡、稀土硫酸盐、表面活性剂和水混合，得到助镀剂。

5.权利要求1～3任意一项所述的用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂的使用方法，其特征在于，将钢铁镀件浸入助镀剂中助镀后顺次进行干燥、热浸镀、水冷处理，得到锌铝镁合金镀层。

6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，所述钢铁镀件浸入助镀剂之前，将助镀剂的ph值调节至3～5。

7.根据权利要求5或6所述的使用方法，其特征在于，所述钢铁镀件进行助镀前，顺次经过脱脂除油和除锈处理。

8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，所述热浸镀的镀液为锌铝镁合金镀液，所述锌铝镁合金镀液的成分按质量百分比计，包括0.2～11％al、0～3％mg、0～1％re，余量为zn。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述助镀的温度为25～45℃，助镀的时间为10～300s；所述干燥的温度为100～120℃，干燥的时间为10～30s；所述热浸镀的温度为430～450℃，热浸镀的时间为50～70s。

技术总结
本发明属于热浸镀锌技术领域，本发明提供了一种用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂及其制备方法和使用方法，用于热浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂由以下成分组成：硫酸锌50～100g/L，硫酸铵80～150g/L，硫酸锡20～60g/L，稀土硫酸盐1～10g/L，表面活性剂0.5～2g/L，余量为水。本发明的用于浸镀锌铝镁合金镀层的助镀剂不含氯盐，配方简单，无烟雾产生，不改变现有常规热浸镀锌工艺，适用于含有0.2～11wt％Al、0～3wt％Mg、0～1wt％RE的锌铝镁合金镀液，只需适当调整助镀剂各组分比例，即可得到表面质量良好、耐蚀性优良的锌铝镁合金镀层。

技术研发人员：孔纲,李扬,梁国威,车淳山,赖德林,杨进
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12