镀锌金属物体及其制造方法_3

文档序号:8918041阅读:来源:国知局
金属或碱土金属卤化物,(d)0. 1-2重量%的氯化铅,以及(e) 2-15重量%的 氯化锡,前提是氯化铅和氯化锡的总量占所述组合物的至少2. 5重量%。例如,一组至少 两种碱金属或碱土金属卤化物可以是一种至少两种碱金属氯化物,占助熔组合物的10-30 重量%,或者15-25重量%。例如,所述一组至少两种碱金属氯化物可以包括氯化钠和氯 化钾,KCl/NaCl的重量比为0· 2-8. 0,或者0· 25-0. 6,或者L 0-2. 0,或者2. 0-8. 0,或者 3. 5-6. 0。在一个实施方式中,助熔组合物中氯化铅的比例可以至少为0. 4重量%,或者至 少为0. 7重量%。在另一个实施方式中,助熔组合物中氯化铅的比例可以至多为1. 5重 量%,或者至多为1.2重量%。在一个【具体实施方式】中,助熔组合物中氯化铅的比例可以是 0. 8-1. 1重量%。在一个实施方式中,助熔组合物中氯化锡的比例可以至少为2重量%,或 者至少为3. 5重量%,或者至少为7重量%。在另一个实施方式中,氯化锡的比例可以至多 为14重量%。在一个实施方式中,熔剂组合物中氯化铅和氯化锡的总量至少为4. 5重量%, 或者至多为14重量%。在另一个实施方式中,助熔组合物还可包含其他铅和/或锡的盐,例 如氟化物,或者在商业来源的氯化铅和/或氯化锡中存在的不可避免杂质的其他化学物。
[0033] 在此类其他合适的助熔组合物的另一个实施方式中,助溶剂可包含:(a)超过40 重量%且低于70重量%的氯化锌,(b) 10-30重量%的氯化铵,(c)超过6重量%且低于30 重量%的一组至少两种包括氯化钠和氯化钾的碱金属氯化物,(d)0-2重量%氯化铅,以及 (e) 0-15重量%氯化锡,前提是所述一组的至少两种碱金属氯化物的KCl/NaCl重量比范围 是2. 0-8. 0。在一个实施方式中,KCl/NaCl的重量比可以是例如3. 5-5. 0,或者3. 0-6. 0。
[0034] 在此类其他合适的助熔组合物的上述两种实施方式中,助熔组合物中氯化锌的比 例可以至少为45重量%,或者至少为50重量%,或者最多为65重量%,,或者最多为62重 量%。助熔组合物中ZnCl 2的此类比例,在与在助熔组合物中氯化铅和氯化锡的各自的量结 合下,能够保证待镀锌的金属片基质的良好涂覆质量以及在后续的加工步骤(例如干燥, 即热浸镀锌步骤(B)自身之前)有效防止其氧化。在此类其他合适的助熔组合物的上述两 种实施方式中,助熔组合物中NH 4Cl的比例可以至少为13重量%,或者至少为17重量%, 或者最多为26重量%,,或者最多为22重量%。NH 4Cl的最优比例能在没有大量实验的情 况下,取决于例如待镀锌的金属和在助熔组合物中其他金属氯化物的重量比的参数,由本 领域技术人员确定,以在热浸过程中实现充分的蚀刻效果以去除残留的铁锈或酸洗不完全 的位点,但是同时避免形成黑点,即金属制品的未涂覆区域。在一些环境下,可以使用一种 或多种烷基季铵盐替代小部分(例如小于1/3重量)的NH 4Cl,其中至少一个烷基基团具有 8-18个碳原子,例如,如EP 0488423所述,如烷基-三甲基氯化铵(例如三甲基月桂基氯化 铵)或者二烷基二甲基氯化铵。
[0035] 无论上文所列出的实施方式,用于中间助熔步骤的助熔组合物还可包含合适量的 一种或多种其他金属(例如过渡金属或稀土金属)氯化物,例如氯化镍、氯化钴、氯化锰、氯 化铈以及氯化镧。例如,存在多至1重量% (或者甚至多至1. 5重量% )的氯化镍就热浸 镀锌步骤(B)之后得到涂层的品质而言对于助熔组合物的表现并非不利的。
[0036] 无论上文所列出的实施方式,用于中间助熔步骤的助熔组合物还可包含至少一种 非离子型表面活性剂或湿润剂,当与其他成分结合时,其能够实现预定的所需表面张力。基 本上能够使用任意类型的非离子型表面活性剂,但是优选可以使用液体水溶性的。所述至 少一种非离子型表面活性剂的亲水亲脂平衡值(HLB)不是关键参数,且可以由本领域技术 人员从3-18,例如6-16的宽范围内选择。助熔组合物还可包含至少一种腐蚀抑制剂,即尤 其在氧化性或酸性条件下抑制钢的氧化的化合物。在一个实施方式中,腐蚀抑制剂包含至 少一个氨基。在助熔组合物中包含此类氨基衍生物腐蚀抑制剂可显著降低在助熔罐中铁积 累的速率。本文中的"氨基衍生物腐蚀抑制剂"是指抑制钢的氧化并且含有氨基的化合物。 脂族烷基胺和季铵盐(优选含有4个独立选择的具有1-12个碳原子的烷基基团)是此类 氨基化合物的合适例子。其他合适的例子包括己二胺。在另一个实施方式中,腐蚀抑制剂 包括至少一个羟基,或者同时包括羟基和氨基,并且这是本领域技术人员所熟知的。合适量 的腐蚀抑制剂的范围通常为0. 02-2. O重量%。本发明的助熔组合物可以同时包含腐蚀抑 制剂以及非离子型表面活性剂或湿润剂。在水性助熔浴中的助熔组合物的浓度范围可以是 非常宽的限制内,例如200-750g/L,优选350-750g/L,最优选500-750g/L或600-750g/L。
[0037] 为了用于批料热浸镀锌步骤(B)之前,助熔浴应该有利地维持在50-90°C,优选 60-80°C的温度范围内。在非连续(批料)操作中,助熔步骤通常进行0.01-30分钟,或者 0. 03-20分钟,或者0. 5-15分钟,或者1-10分钟的时间段,取决于操作参数,例如助熔浴的 组成和/或温度,待镀锌的金属(例如钢)的组成,以及片基质的形状和/或尺寸。
[0038] 对于热浸镀锌步骤(B)的成功,重要的是在进行助熔步骤之前对片基质的表面进 行合适的清洁。用于实现所需程度的表面清洁的技术是本领域技术人员熟知的,并且可以 重复,例如碱性清洁,然后是水性冲洗,用酸酸洗以及最后水性冲洗。虽然所有的这些程序 是熟知的,下面的说明是为了完整的目的呈现。
[0039] 可以使用还含有磷酸盐和硅酸盐作为助洗剂以及各种表面活性剂的水性碱性组 合物方便地进行碱洗。此类水性清洁剂的自由碱度(free alkalinity)可以有很大的不同。 因此,在初始加工步骤中,金属制品经过在脱油脂浴(如超声波、碱性脱油脂浴)中的清洗 (脱油脂)。然后,在第二个步骤中,对经过脱油脂的金属制品进行冲洗。接着,金属制品经 过在15°C -60°C的温度下,在1-90分钟(优选3-60分钟)的时间内通过在水性强酸介质 (例如盐酸或硫酸)中,并且任选地在氯化亚铁和/或氯化铁存在的情况下的浸泡的一个或 多个酸洗处理。通常使用酸浓度约为5-15重量%,例如8-12重量%,但是可以使用更浓的 酸。在连续方法中,酸洗时间通常在5-30秒的范围内,更通常为10-15秒。为了防止过度 酸洗,在酸洗浴中可以包含至少一种腐蚀抑制剂,通常是阳离子表面活性剂或两性表面活 性剂,通常为0.02-0. 2重量%,优选0.05-0. 1重量%的量。可以通过将制品浸入酸洗罐中 来简单地完成酸洗。也可使用其它加工步骤。例如,能对制品进行机械或超声搅拌,和/或 可以使得电流通过制品以用于电-酸洗。众所周知的是,这些额外的加工方式通常显著缩 短酸洗的时间。明显地,如果需要的话,这些预处理步骤能单独或循环重复直到达到所需的 清洁程度。然后,优选在清洁步骤之后立即对金属制品进行处理(助熔),例如浸入本发明 的助熔浴中,优选在上述规定的总盐浓度、温度和时间条件下,从而在其表面形成保护膜。
[0040] 经助熔的金属(例如钢)片基质,即在合适的时间内和合适的温度下在助熔浴中 浸泡之后,优选随后被干燥。可以通过如下方式实现干燥:将经助熔的金属片转移通过具有 空气气氛(例如强制空气流)的加热炉,其中在220°c-250°c的温度下对其进行加热,直到 其表面展现出170-200°C的温度,例如维持5-10分钟。
[0041] 根据本发明的方法的之后的步骤(C)包括将来自热浸镀锌步骤(B)的经镀锌的金 属片基质冷成形为包括多个相邻金属边缘的所需的三维形状。可以通过本领域技术人员已 知的任意金属冷成形技术来进行该步骤(C)。例如,步骤(C)的一个代表性实施方式包括 通过本领域已知的弯曲或折叠工具或过程的方式,对经镀锌的金属片基质或其部分进行弯 曲或折叠。令人惊讶的发现,步骤(C)不引起经镀锌的金属片基质中的任意裂纹或其他类 型的缺点,因为后者展现出合适的可折叠性。例如,但这仅仅是本发明的一个代表性实施方 式而非限制,经镀锌的金属片基质展现出耐受选自ISO 7438、ASTM E290、JIS Z2248和IS 1
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