专利名称：复合机械镀铝锌工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于表面镀层技术领域，特别是涉及复合机械镀铝锌工艺。
背景技术：
铝锌合金镀层因具有优良的耐蚀性能，而日益受到人们的关注并在工业上得到广泛的应用。传统的工艺是采用复合电镀的方法或热浸镀的方法获得铝锌合金复合镀层。但上述两种方法在工艺上存在有不同程度的缺陷如复合电镀工艺受工艺条件的限制，所形成的镀层在厚度与均匀性方面存在一定缺陷，而且形成的镀层中铝含量较低，影响了镀层性能的进一步提高，同时电镀过程会产生“氢脆”，影响工件机械强度；热镀铝锌合金工艺虽可形成所需要的铝锌合金镀层，但该工艺成本较高，且多用于线材、板材和带材的镀覆，而且镀覆过程中需高温加热，能耗较高，亦会对钢材强度产生不利影响。如专利号为CN1191244A的中国专利，采用稀土铝锌合金阳极材料进行电镀，可形成含铝量0.5～0.8％，稀土含量0.3～0.5％，余量为锌的合金镀层，镀层厚度仅为800～1000纳米；而专利号为CN1036045A和CN1052336A的中国专利，虽可形成含铝量1～80％与55％的铝锌合金镀层，镀层厚度亦较厚，但均需电解活化助镀，且需在620～700℃下进行热浸镀，工艺复杂，操作繁琐，镀覆温度高，对工件有一定影响。
发明内容本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，利用机械镀工艺，借助于专用的活化分散助镀剂，提供一种能在铁基表面上形成铝锌合金复合镀层，并可较大幅度提高镀层耐蚀性能的复合机械镀铝锌工艺。
本发明是通过以下方式实现的复合机械镀铝锌工艺，首先将欲镀工件进行前处理后，装入机械镀铝锌镀桶内；然后加入冲击介质和水，水以能浸过镀件与冲击介质为准；根据预镀工件的表面积和预镀镀层厚度以及镀层中所要求的铝锌比例，计算出活化分散助镀剂和所需的锌粉、铝粉的加入量；将铝粉用专用还原剂进行还原处理，以去除铝粉表面的氧化层，增加其润湿性；将活化分散助镀剂配成水溶液，在镀桶转动过程中，与锌粉、处理后的铝粉一起均匀加入镀桶中，进行镀覆；镀覆时间为30～60分钟，加料完毕后，应强化转动镀桶10～20分钟；镀毕后，即可出料、分离、漂洗、干燥。
本工艺所用冲击介质为玻璃微珠，其粒径要求0.15～6毫米，加入量为工件质量的1～1.5倍。
本工艺所用铝粉、锌粉为普通工业铝粉、锌粉，其粒度在150～300目之间。
本工艺所用铝粉专用还原剂由金属氟化物和有机缓蚀剂组成，配成水溶液；金属氟化物为氟化钠、氟化钾、氟氢化钠、氟氢化钾、氟化氢胺、氟化胺，缓蚀剂为六次甲基四胺；还原剂用量为铝粉用量的3％～5％。
本工艺活化分散助镀剂由聚乙二醇、硫酸、盐酸、氯化钠、氯化铝、硫酸铝、氯化锌、硫酸锌、硫酸氢钠组成。
本工艺所需锌粉和铝粉的加入量，由镀覆厚度与工件表面积以及镀层中所要求的铝锌比例按如下原则决定每平方米镀覆面积镀覆10微米镀层，需用锌粉72～85克，需用铝粉27～35克。活化分散助镀剂加入量为锌粉和铝粉用量的0.5％～5％。
本复合机械镀铝锌工艺，在镀覆过程中，活化分散助镀剂水溶液的pH为2～4。
本工艺无需在工件表面上建立铜基层，即可直接进行复合机械镀铝锌；复合机械镀铝锌合金工艺所形成的镀层厚度为10～100微米；复合机械镀铝锌工艺所形成的镀层成分为铝锌合金，其中铝的含量为3～80％，具体比例可根据实际需要加以调整；复合机械镀铝锌工艺形成的铝锌合金镀层，具有优良的耐蚀性能，其耐蚀能力为传统机械镀锌层的1.5～3倍；复合机械镀铝锌工艺，可应用于螺栓、螺母、垫圈、钉子、自攻螺钉、水泥钉、弹簧、链条、铸铁管路连接件等和部分线路金具的镀覆上，这些镀件可由高碳钢、低碳钢、冷拔钢、铸铁等制造。
具体实施方式
实施例1选欲镀工件Φ6～100的螺栓50千克。
将螺栓进行表面处理后，放入镀桶；在镀桶中加入50千克的玻璃微珠，其粒径包括0.15～0.2毫米，0.2～0.3毫米，0.3～0.4毫米，0.4～0.5毫米四种，其重量比为1∶1∶1∶1；加水使其浸过工件与微珠；将铝粉1千克用还原剂500毫升进行处理；转动镀桶，在转动过程中，分四次将处理好的铝粉和配置好的活化分散助镀剂500毫升、锌粉2.5千克依次加入，每次间隔10分钟；加料完毕后，继续转动镀桶15分钟，将镀桶内的工件及玻璃微珠倒出，进行分离，干燥，即可得到镀好的工件，其镀层厚度为30～40微米，镀层含铝量为40～50％。
实施例2选欲镀工件Φ3～6的水泥钉50千克。
将水泥钉进行表面清洗后，放入镀桶；在镀桶中加入70千克的玻璃微珠，其粒径包括0.3～0.4毫米，0.4～0.5毫米，0.5～0.6毫米三种，其重量比为1∶1∶1；加水使其浸过工件与微珠；将铝粉1千克用还原剂500毫升进行处理；转动镀桶，在转动过程中，分五次加入处理好的铝粉及配置好的活化分散助镀剂500毫升、锌粉5千克，每次间隔5分钟；加料完毕后，继续转动镀桶20分钟，将镀桶内的工件及玻璃微珠倒出，进行分离，干燥，即可得到镀好的工件，其镀层厚度为40～50微米，镀层中含铝量为10～15％。
权利要求
1.复合机械镀铝锌工艺，其特征是包括以下步骤(1)将欲镀工件进行前处理后，装入机械镀铝锌的镀桶内；(2)加入冲击介质和水，水以能浸过镀件与冲击介质为准；(3)根据预镀工件的表面积和预镀镀层厚度以及镀层中所要求的铝锌比例，计算出活化分散助镀剂和所需的锌粉、铝粉的加入量；(4)将铝粉用专用还原剂进行还原处理，以去除铝粉表面的氧化层，增加其润湿性；(5)将活化分散助镀剂配成水溶液，在镀桶转动过程中，与锌粉、处理后的铝粉一起均匀加入镀桶中，进行镀覆；镀覆时间为30～60分钟，加料完毕后，强化转动镀桶10～20分钟，即可得到外表具有银白色光泽的均匀、致密、光滑的复合机械镀铝锌合金镀层。
2.根据权利要求1所述的复合机械镀铝锌工艺，其特征是所用铝粉、锌粉为普通工业铝粉、锌粉，其粒度在150～300目之间。
3. 根据权利要求1、2所述的复合机械镀铝锌工艺，其特征是所需锌粉和铝粉的加入量，由镀覆厚度与工件表面积以及镀层中所要求的铝锌比例按如下原则决定每平方米镀覆面积镀覆10微米镀层，需用锌粉72～85克，需用铝粉27～35克。
4.根据权利要求1、2所述的复合机械镀铝锌工艺，其特征是所用冲击介质为玻璃微珠，其粒径要求0.15～6毫米，加入量为工件质量的1～1.5倍。
5.根据权利要求1、2所述的复合机械镀铝锌工艺，其特征是铝粉专用还原剂为水溶液，由氟化钠、氟化钾、氟氢化钠、氟氢化钾、氟化氢胺、氟化胺组成，缓蚀剂为六次甲基四胺，还原剂用量为铝粉用量的3％～5％。
6.根据权利要求1、2所述的复合机械镀铝锌工艺，其特征是活化分散助镀剂由聚乙二醇、硫酸、盐酸、氯化钠、氯化铝、硫酸铝、氯化锌、硫酸锌、硫酸氢钠组成，活化分散助镀剂加入量为锌粉和铝粉用量的0.5％～5％。
7.根据权利要求1、2所述的复合机械镀铝锌工艺，其特征是镀覆过程中，活化分散助镀剂水溶液的pH为2～4。
全文摘要
本发明提出了一种复合机械镀铝锌工艺。该复合机械镀铝锌工艺以工业锌粉和铝粉(规格均为150～300目)为原料，在利用还原剂对铝粉进行还原处理后，借助于专用的活化分散助镀剂，以玻璃微珠作冲击介质，可对金属结构件、标准件、铸铁管路等铁基金属工件进行复合机械镀铝锌，得到外表具有银白色光泽的均匀、致密、光滑的复合机械镀铝锌合金镀层。该镀层具有良好的耐蚀性能和稳定性，镀层中铝的含量为3～80％，其具体比例可根据实际需要加以调整。
文档编号C23C24/00GK1392287SQ0211040
公开日2003年1月22日 申请日期2002年5月21日 优先权日2002年5月21日
发明者主沉浮, 于萍, 魏云鹤, 张长桥, 杜学军, 高峰, 田芳, 孙瑛 申请人:山东大学