专利名称：钢铁结构件热浸镀锌方法
技术领域：
本发明属于金属防腐蚀表面工程技术领域，尤其涉及一种钢铁结构件热浸镀锌工艺方法。
背景技术：
目前，有一种传统的钢铁结构件热浸镀锌的方法叫烘干溶剂法。它是先将钢铁结构件进行表面的去污、除锈处理后，再将钢铁结构件浸入到我们所知的助镀溶剂中，使结构件表面完全浸涂上助镀溶剂，再将钢铁结构件取出，烘干其表面水份，然后将钢铁结构件浸入到熔化后的纯锌溶液中，一定时间后取出，最后将钢铁结构件放入水中冷却，热浸镀锌的全过程结束。由于以上背景技术中镀锌过程简单，缺少必要的工艺步骤，助镀溶剂、纯锌液中缺少相应的添加物，整个镀锌过程中缺少对各步骤工作条件的规定，所以钢铁结构件的镀锌效果不好，镀层粗糙，结瘤，局部漏镀，钢基与镀层结合不牢，产品合格率低。
发明内容
为克服现有技术中钢铁结构件热浸镀锌方法的各种缺点，本发明提供一种镀层完整性好，结合度高，镀层表面平滑，产品合格率高的热浸镀锌方法，并在此方法中进一步提供了镀锌过程中用到的各种处理液的相关成分配方，提供了镀锌过程各个步骤中最理想的工作条件参数。本发明为解决上述技术问题，所采取的技术方案为一种钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于热浸镀锌工艺的基本流程为1)镀前准备对钢铁结构件进行可镀性认定，对材料牌号、化学成分、形状结构等进行检查，预先清除钢铁结构件表面油漆，污垢和粘附物等；2)脱脂处理利用脱脂液对钢铁结构件进行脱脂处理，去除其表面油污，脂类杂质；优选地，所述脱脂液由40_50g/L的氢氧化钠、20_30g/L的碳酸钠、8_10g/L磷酸三钠、4-5g/L硅酸钠、2-4g/L表面活性剂TX-10配制而成，其中脱脂液温度控制在80-90°C， PH ^ 13。3)清洗脱脂残液对钢铁结构件表面残留的脱脂液进行清洗；4)酸洗把脱脂处理后的钢铁结构件放入20-25%的盐酸溶液中，去除其表面的锈迹和氧化层；优选地，盐酸溶液含有初始值为50-80g/L的氯化亚铁i^eCl2。5)清洗酸洗残液清洗酸洗后的钢铁结构件，去除表面残留的酸洗液；6)活化钢铁结构件基体用50_60g/L的常温稀盐酸溶液对钢铁结构件进行进一步处理，精度清洗，活化钢铁结构件表面基体，处理时间为30-60秒；7)涂助镀溶剂将活化后的钢铁结构件放入到助镀溶剂中，浸涂1-3分钟，使钢铁结构件表面均勻涂上一层助镀溶剂；
优选地，所述助镀溶剂由160_200g/L的工业氯化铵和80_120g/L的工业氯化锌配制而成，其中助镀溶剂温度控制在65-75°C，PH值控制在4. 5-6. 5之间，处理液密度控制在 1. 1-1. 2g/cm3之间，助镀溶剂处理钢铁结构件后其氯化亚铁!^eCl2的含量始终不超过5g/L。8)烘干助镀溶剂中水份将浸涂上助渡溶剂的钢铁结构件进行烘干处理，去除其表面附着的水份；9)热浸镀锌把浸涂好助渡溶剂的钢铁结构件浸没到熔融的锌基液中，对其进行热浸镀锌处理；优选地，锌基液是在纯锌浴中添加0. 008-0. 018%的铝，添加0. 01-0. 05%的镍， 其中铝是以锌铝合金的方式添加到纯锌浴中，并且锌铝合金中铝的百分含量为5% ；镍是以锌镍合金的方式添加到纯锌浴中，并且锌镍合金中镍的百分含量为；优选地，把上述含有锌铝，锌镍合金的锌基液温度控制在455°C 士5°C之间，钢铁结构件放入到上述锌基液中浸泡1-5分钟后缓慢提出，其提出速度控制在1-1. 5米/分钟， 其中每小时的镀件总重量小于等于锅中锌基液重量的2. 5%。10)空气中冷却并除余锌把钢铁结构件从455°C 士5°C的锌基液中提出后，放置于空气中缓慢冷却至200°C左右，并利用锌基液自身重力，去除钢铁结构件表面多余的锌基液；11)水中冷却把200°C左右的钢铁结构件放入40°C _60°C水中，继续冷却数秒以后，将其提出水面；12)烘干水份钢铁结构件从水中取出后，仍有100°C -150°C左右，自身余温会自动烘干其表面水份；13)检验检测钢铁结构件表面镀锌层的外观、镀层厚度和镀层附着性的好坏是否符合相关标准规定。按照上述热浸镀锌工艺处理过的钢铁结构件，其镀层完整性优良，结合强度高，外观平整，光滑，产品合格率高，完全符合国家相关标准规定。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明的实施方式进行详尽，具体的说明。本发明提供一种新型的钢铁结构件热浸镀锌方法，其包括如下步骤1)镀前准备对钢铁结构件进行可镀性认定，对材料牌号、化学成分、形状结构等进行检查，预先清除钢铁结构件表面油漆，污垢和粘附物等；2)脱脂处理利用脱脂液对钢铁结构件进行脱脂处理，去除其表面油污，脂类杂质；3)清洗脱脂残液对钢铁结构件表面残留的脱脂液进行清洗；4)酸洗把脱脂处理后的钢铁结构件放入20-25%的盐酸溶液中，去除其表面的锈迹和氧化层，其中盐酸溶液中含有初始值为50-80g/L的氯化亚铁!^eCl2 ；在浓度为20-25%的盐酸溶液中加入适量的氯化亚铁!^eCl2,可以有效的加快钢铁结构件的酸洗速度，提高酸洗效率。实验证明，适量浓度的盐酸溶液中氯化亚铁FeCl2初始值含量为零时，对钢铁结构件的酸洗速度明显低于含有适量氯化亚铁FeCl2的盐酸溶液。
5)清洗酸洗残液清洗酸洗后的钢铁结构件，去除表面残留的酸洗液；6)活化钢铁结构件基体用50_60g/L的常温稀盐酸溶液对钢铁结构件进行进一步处理，精度清洗，活化钢铁结构件表面基体，处理时间为30-60秒；这样，钢铁结构件通过适量浓度的常温稀盐酸进一步的精度清洗，使其表面更加干净，光滑，无氧化层，起到了活化钢铁结构件表面基体的作用，使助镀溶剂和锌基液能够充分的与钢铁结构件表面接触，从而获得更好的附着性能。7)涂助镀溶剂将活化后的钢铁结构件放入到助镀溶剂中，浸涂1-3分钟，使钢铁结构件表面均勻涂上一层助镀溶剂；8)烘干助镀溶剂中水份将浸涂上助渡溶剂的钢铁结构件进行烘干处理，去除其表面附着的水份；9)热浸镀锌在纯锌浴中添加0. 008-0. 018%的铝，添加0. 01-0. 05%的镍，其中
铝是以锌铝合金的方式添加到纯锌浴中，并且锌铝合金中铝的百分含量为5% ；镍是以锌镍合金的方式添加到纯锌浴中，并且锌镍合金中镍的百分含量为1%。把上述含有锌铝，锌镍合金的熔融状态的锌基液温度控制在455°C 士5°C之间，把钢铁结构件浸没到上述锌基液中浸泡1-5分钟后缓慢提出，其提出速度控制在1-1. 5米/分钟，其中每小时的镀件总重量小于等于锅中锌基液重量的2. 5% ；在这里，我们对锌基液中铝、镍的含量，各种操作条件、参数做了严格的规定，它们都会直接影响钢铁结构件镀锌效果的好坏。在纯锌基液中以锌铝合金、锌镍合金的方式加入铝、镍，而不是以铝锭、镍锭的方式加入，这样可以有效的防止铝、镍长时间存在于锌基液中某一局部范围内，造成铝、镍浓度局部过高的缺点，使铝、镍快速、均勻的扩散到锌基液中，充分发挥其改善镀层均与性，去除铁，改善镀层色泽不均，改善锌基液流动性的作用。其中每小时的镀件总重量不宜超过锅中锌基液重量的2. 5%，控制其一次性镀锌量不能过多， 使钢铁结构件完全的与锌基液充分接触，保证镀锌效果良好。10)空气中冷却并除余锌把钢铁结构件从455°C 士5°C的锌基液中提出后，放置于空气中缓慢冷却至200°C左右，并利用锌基液自身重力，去除钢铁结构件表面多余的锌基液；在这里，我们先把从锌基液中提出的钢铁结构件在空气中进行缓慢冷却，而没有直接放置于水中进行急速冷却，是因为过快的冷却钢铁结构件容易使镀层表面粗糙，不光滑，形成橘皮形态。11)水中冷却把200°C左右的钢铁结构件放入40°C _60°C水中，继续冷却数秒以后，将其提出水面；12)烘干水份钢铁结构件从水中取出后，仍有100°C -150°C左右，自身余温会自动烘干其表面水份；13)检验检测钢铁结构件表面镀锌层外观平整，光滑，镀层厚度均勻，镀层附着性良好，完全符合相关标准规定。所述步骤2、脱脂处理工艺中脱脂液由40_50g/L的氢氧化钠、20_30g/L的碳酸钠、 8-10g/L磷酸三钠、4-5g/L硅酸钠、2-4g/L表面活性剂TX-10配制而成，其中脱脂液温度控制在 80-90°C, PH 彡 13。经试验表明，我们在脱脂液配方中加入适量的表面活性剂TX-10，能更有效的发挥氢氧根和碳酸根与油污结合的能力，表面活性剂TX-10起到重要的催化，辅助作用。加入适量表面活性剂TX-10的脱脂液对钢铁结构件有更好的脱脂，去污效果。所述步骤7)中助镀溶剂由160_200g/L的工业氯化铵和80_120g/L的工业氯化锌配制而成，其中助镀溶剂温度控制在65-75°C，PH值控制在4. 5-6. 5之间，处理液密度控制在1. 1-1. 2g/cm3之间，助镀溶剂处理钢铁结构件后其氯化亚铁!^eCl2的含量始终不超过5g/ L0在这里，我们对助镀溶剂处理钢铁结构件时各种工艺条件参数做了严格的规定， 这对于钢铁结构件完全浸涂助镀溶剂后的镀锌效果起到了至关重要的作用，尤其是随着助镀溶剂处理钢铁结构件量的增多，在溶剂中会生成一定量的氯化亚铁狗(12。经试验证实， 当氯化亚铁FeCl2的含量超过5g/L时，就会对助镀溶剂产生一定的影响，钢铁结构件浸涂了这样的助镀溶剂后，就会对镀锌效果产生影响，发生漏镀，局部镀层不光滑的现象。所以我们特别要控制助镀溶剂中氯化亚铁FeCl2的含量不能超过5g/L。实施例1本发明热浸镀锌方法应用在高速公路波形护栏梁上。锌锅盛锌量及容积盛锌60吨，容积为6m*l. 2m* 1. 5m约11立方米。对高速公路护栏梁热浸镀锌的方法如下1)镀前准备对护栏梁进行可镀性认定，对材料牌号、化学成分、形状结构等进行检查，得知护栏梁材质为Q195，护栏梁的外形尺寸为长4320mm*宽315mm*高85mm*板厚 3mm，单件重50千克。清除护栏梁表面油漆，污垢和粘附物等；2)脱脂处理首先配制脱脂液，把护栏梁放入到由40g/L的氢氧化钠、20g/L的碳酸钠、8g/L磷酸三钠、4g/L硅酸钠、2g/L表面活性剂TX-10配制而成的脱脂液中进行脱脂处理，其中脱脂液温度为80°C，PH等于13，去除护栏梁表面油污，脂类物质；3)清洗脱脂残液把护栏梁从脱脂液中捞出，对护栏梁表面残留的脱脂液进行清洗。检查清洗后的护栏梁发现，加入了适量表面活性剂TX-10配方的脱脂液对护栏梁表面油污去除率高，效果好；4)酸洗把脱脂处理后的护栏梁放入到20%且初始值含有50g/L的氯化亚铁 FeCl2的盐酸溶液中，去除其表面的锈迹和氧化层。由于酸洗液中含有初始值适量的氯化亚铁!^eCl2，使酸洗时间大大缩短到约22分钟左右即可；5)清洗酸洗残液清洗酸洗后的护栏梁，去除表面残留的酸洗液；6)活化钢铁结构件基体用50g/L的常温稀盐酸溶液对护栏梁进行进一步处理， 精度清洗，活化护栏梁表面基体，处理时间60秒。经检查发现，护栏梁表面更加干净，光滑， 无锈迹和黑灰，并且使护栏梁表面呈现出活性状态，使后续的助镀溶剂和镀锌基液能够充分的与护栏梁表面相接触，从而获得更好的附着性能；7)涂助镀溶剂将活化后的护栏梁放入到助镀溶剂中，其中助镀溶剂是含有 160g/L的工业氯化铵和80g/L的工业氯化锌的水溶液，此时助镀溶剂的温度为65°C，PH值为6. 5，密度为1. lg/cm3，护栏梁在助镀溶剂中浸涂处理180秒后，被取出。在这里，我们严格监测助镀溶剂中氯化亚铁FeCl2的含量不超过5g/L，一旦达到5g/L，就会对助镀溶剂进行清除氯化亚铁FeCl2的措施，保证其在助镀溶剂中的允许含量。8)烘干助镀溶剂中水份将浸涂上助渡溶剂的护栏梁进行烘干处理，去除其表面附着的水份；9)热浸镀锌首先在450°C的纯锌浴中添加铝含量占5%的锌铝合金和镍含量占 1 %的锌镍合金，直至整个锌基液中铝含量为0. 008 %，镍含量为0. 01 %，由于锌基液中的铝、镍不是以铝锭，镍锭的方式加入，而是以是锌铝合金、锌镍合金的方式加入的，所以有效的防止了铝、镍长时间存在于锌基液中某一局部范围内，造成铝、镍浓度局部过高的缺点， 使铝、镍快速、均勻的扩散到锌基液中，充分发挥了其改善镀层均与性，去除铁，改善镀层色泽不均，改善锌基液流动性的作用。考虑到锌基液的总重量为60吨，为保证镀锌效果良好， 使护栏梁能够充分的与锌基液接触，我们每次浸镀护栏梁8块，8*50kg为400kg。让护栏梁在锌基液中浸镀60秒后，把护栏梁提出，控制提出速度为lm/s ；10)空气中冷却并除余锌把护栏梁从450°C的锌基液中提出后，放置于空气中缓慢冷却5分钟，至200°C左右，并利用锌基液自身重力，去除护栏梁表面多余的锌基液。在这里，我们先把从锌基液中提出的护栏梁在空气中进行缓慢冷却，而没有直接放置于水中进行急速冷却，是因为过快的冷却会使护栏梁表面镀层粗糙，不光滑，形成橘皮形态；11)水中冷却把200°C左右的护栏梁放入40°C的温水中，继续冷却42秒以后，将其提出水面；12)烘干水份护栏梁从水中取出后，仍有100°C左右，自身余温会自动烘干其表面水份；13)检验检测护栏梁外观，其表面平滑，无结瘤，无毛刺，无漏镀。镀层厚度为86 微米。经附着性检验，镀层不剥离，不突起。实施例2本发明热浸镀锌方法应用在建筑行业的水暖管件上。锌锅盛锌量及容积盛锌60吨，容积为6m*l. 2m* 1. 5m约11立方米。对水暖管件热浸镀锌的方法如下1)镀前准备对水暖管件进行可镀性认定，对材料牌号、化学成分、形状结构等进行检查，水暖管件的外形尺寸为长2320mm*宽315mm*高85mm，单件重50千克。清除水暖管件表面油漆，污垢和粘附物等；2)脱脂处理首先配制脱脂液，把水暖管件放入到由43g/L的氢氧化钠、23g/L的碳酸钠、8. 5g/L磷酸三钠、4. 5g/L硅酸钠、2. 5g/L表面活性剂TX-10配制而成的脱脂液中进行脱脂处理，其中脱脂液温度为83°C，PH等于13. 5，去除水暖管件表面油污，脂类物质；3)清洗脱脂残液把水暖管件从脱脂液中捞出，对水暖管件表面残留的脱脂液进行清洗。检查清洗后的水暖管件发现，加入了适量表面活性剂TX-10配方的脱脂液对水暖管件表面油污去除率高，效果好；4)酸洗把脱脂处理后的水暖管件放入到22%且初始值含有60g/L的氯化亚铁 FeCl2的盐酸溶液中，去除其表面的锈迹和氧化层。由于酸洗液中含有初始值适量的氯化亚铁!^eCl2，使酸洗时间大大缩短到约20分钟左右即可；5)清洗酸洗残液清洗酸洗后的水暖管件，去除表面残留的酸洗液；6)活化钢铁结构件基体用53g/L的常温稀盐酸溶液对水暖管件进行进一步处理，精度清洗，活化水暖管件表面基体，处理时间50秒。经检查发现，水暖管件表面更加干净，光滑，无锈迹和黑灰，并且使水暖管件表面呈现出活性状态，使后续的助镀溶剂和镀锌基液能够充分的与水暖管件表面相接触，从而获得更好的附着性能；7)涂助镀溶剂将活化后的水暖管件放入到助镀溶剂中，其中助镀溶剂是含有 180g/L的工业氯化铵和90g/L的工业氯化锌的水溶液，此时助镀溶剂的温度为68°C，PH值为6，密度为1. 13g/cm3,水暖管件在助镀溶剂中浸涂处理130秒后，被取出。在这里，我们严格监测助镀溶剂中氯化亚铁FeCl2的含量不超过5g/L，一旦达到5g/L，就会对助镀溶剂进行清除氯化亚铁狗(12的措施，保证其在助镀溶剂中的允许含量。8)烘干助镀溶剂中水份将浸涂上助渡溶剂的水暖管件进行烘干处理，去除其表面附着的水份；9)热浸镀锌首先在453°C的纯锌浴中添加铝含量占5%的锌铝合金和镍含量占的锌镍合金，直至整个锌基液中铝含量为0. 012%，镍含量为0. 03%，由于锌基液中的
铝、镍不是以铝锭，镍锭的方式加入，而是以是锌铝合金、锌镍合金的方式加入的，所以有效的防止了铝、镍长时间存在于锌基液中某一局部范围内，造成铝、镍浓度局部过高的缺点， 使铝、镍快速、均勻的扩散到锌基液中，充分发挥了其改善镀层均与性，去除铁，改善镀层色泽不均，改善锌基液流动性的作用。考虑到锌基液的总重量为60吨，为保证镀锌效果良好， 使水暖管件能够充分的与锌基液接触，我们每次浸镀水暖管件8块，8*50kg为400kg。让水暖管件在锌基液中浸镀150秒后，把水暖管件提出，控制提出速度为1. 2m/s ；10)空气中冷却并除余锌把水暖管件从453°C的锌基液中提出后，放置于空气中缓慢冷却5分钟，至200°C左右，并利用锌基液自身重力，去除水暖管件表面多余的锌基液。在这里，我们先把从锌基液中提出的水暖管件在空气中进行缓慢冷却，而没有直接放置于水中进行急速冷却，是因为过快的冷却会使水暖管件表面镀层粗糙，不光滑，形成橘皮形态；11)水中冷却把200°C左右的水暖管件放入48°C的温水中，继续冷却40秒以后， 将其提出水面；12)烘干水份水暖管件从水中取出后，仍有120°C左右，自身余温会自动烘干其表面水份；13)检验检测水暖管件外观，其表面平滑，无结瘤，无毛刺，无漏镀。镀层厚度为 83微米。经附着性检验，镀层不剥离，不突起。实施例3本发明热浸镀锌方法应用在建筑行业的另一种水暖管件上。锌锅盛锌量及容积盛锌60吨，容积为6m*l. 2m* 1. 5m约11立方米。对水暖管件热浸镀锌的方法如下1)镀前准备对水暖管件进行可镀性认定，对材料牌号、化学成分、形状结构等进行检查，水暖管件的外形尺寸为长2100mm*宽255mm*高65mm，单件重40千克。清除水暖管件表面油漆，污垢和粘附物等；2)脱脂处理首先配制脱脂液，把水暖管件放入到由47g/L的氢氧化钠、26g/L的碳酸钠、9. 3g/L磷酸三钠、4. 8g/L硅酸钠、3. 3g/L表面活性剂TX-10配制而成的脱脂液中进行脱脂处理，其中脱脂液温度为86°C，PH等于13. 6，去除水暖管件表面油污，脂类物质；3)清洗脱脂残液把水暖管件从脱脂液中捞出，对水暖管件表面残留的脱脂液进行清洗。检查清洗后的水暖管件发现，加入了适量表面活性剂TX-10配方的脱脂液对水暖
9管件表面油污去除率高，效果好；4)酸洗把脱脂处理后的水暖管件放入到且初始值含有70g/L的氯化亚铁 FeCl2的盐酸溶液中，去除其表面的锈迹和氧化层。由于酸洗液中含有初始值适量的氯化亚铁!^eCl2，使酸洗时间大大缩短到约19分钟左右即可；5)清洗酸洗残液清洗酸洗后的水暖管件，去除表面残留的酸洗液；6)活化钢铁结构件基体用56g/L的常温稀盐酸溶液对水暖管件进行进一步处理，精度清洗，活化水暖管件表面基体，处理时间40秒。经检查发现，水暖管件表面更加干净，光滑，无锈迹和黑灰，并且使水暖管件表面呈现出活性状态，使后续的助镀溶剂和镀锌基液能够充分的与水暖管件表面相接触，从而获得更好的附着性能；7)涂助镀溶剂将活化后的水暖管件放入到助镀溶剂中，其中助镀溶剂是含有 190g/L的工业氯化铵和105g/L的工业氯化锌的水溶液，此时助镀溶剂的温度为72°C，PH值为5，密度为1. 16g/cm3，水暖管件在助镀溶剂中浸涂处理90秒后，被取出。在这里，我们严格监测助镀溶剂中氯化亚铁FeCl2的含量不超过5g/L，一旦达到5g/L，就会对助镀溶剂进行清除氯化亚铁FeCl2的措施，保证其在助镀溶剂中的允许含量。8)烘干助镀溶剂中水份将浸涂上助渡溶剂的水暖管件进行烘干处理，去除其表面附着的水份；9)热浸镀锌首先在456°C的纯锌浴中添加铝含量占5%的锌铝合金和镍含量占的锌镍合金，直至整个锌基液中铝含量为0. 015%，镍含量为0. 04%，由于锌基液中的
铝、镍不是以铝锭，镍锭的方式加入，而是以是锌铝合金、锌镍合金的方式加入的，所以有效的防止了铝、镍长时间存在于锌基液中某一局部范围内，造成铝、镍浓度局部过高的缺点， 使铝、镍快速、均勻的扩散到锌基液中，充分发挥了其改善镀层均与性，去除铁，改善镀层色泽不均，改善锌基液流动性的作用。考虑到锌基液的总重量为60吨，为保证镀锌效果良好， 使水暖管件能够充分的与锌基液接触，我们每次浸镀水暖管件8块，8*40kg为320kg。让水暖管件在锌基液中浸镀220秒后，把水暖管件提出，控制提出速度为1. 3m/s ；10)空气中冷却并除余锌把水暖管件从456°C的锌基液中提出后，放置于空气中缓慢冷却5分钟，至200°C左右，并利用锌基液自身重力，去除水暖管件表面多余的锌基液。在这里，我们先把从锌基液中提出的水暖管件在空气中进行缓慢冷却，而没有直接放置于水中进行急速冷却，是因为过快的冷却会使水暖管件表面镀层粗糙，不光滑，形成橘皮形态；11)水中冷却把200°C左右的水暖管件放入52°C的温水中，继续冷却40秒以后， 将其提出水面；12)烘干水份水暖管件从水中取出后，仍有130°C左右，自身余温会自动烘干其表面水份；13)检验检测水暖管件外观，其表面平滑，无结瘤，无毛刺，无漏镀。镀层厚度为 86微米。经附着性检验，镀层不剥离，不突起。实施例4本发明热浸镀锌方法应用在电力线路构件-角铁上。锌锅盛锌量及容积盛锌60吨，容积为6m*l. 2m* 1. 5m约11立方米。对电力线路构件-角铁热浸镀锌方法如下
1)镀前准备对角铁进行可镀性认定，对材料牌号、化学成分、形状结构等进行检查，得知角铁材质为Q;345，角铁外形尺寸为长5000mm*100mm*7mm，角铁厚度6mm。清除角铁表面油漆，污垢和粘附物等；2)脱脂处理首先配制脱脂液，把角铁放入到由50g/L的氢氧化钠、30g/L的碳酸钠、10g/L磷酸三钠、5g/L硅酸钠、4g/L表面活性剂TX-10配制而成的脱脂液中进行脱脂处理，其中脱脂液温度为90°C，PH等于13. 6，去除角铁表面油污，脂类物质；3)清洗脱脂残液把角铁从脱脂液中捞出，对角铁表面残留的脱脂液进行清洗。 检查清洗后的角铁发现，此配方的脱脂液对角铁表面油污去除率高，效果好；4)酸洗把脱脂处理后的角铁放入到25%且初始值含有80g/L的氯化亚铁!^eCl2 的盐酸溶液中，去除其表面的锈迹和氧化层。由于酸洗液中含有初始值适量的氯化亚铁狗(12，所以酸洗时间缩短到大约20分钟左右即可；5)清洗酸洗残液清洗酸洗后的角铁，去除表面残留的酸洗液；6)活化钢铁结构件基体用60g/L的常温稀盐酸溶液对角铁进行进一步处理，精度清洗，活化角铁表面基体，处理时间30秒。经检查发现，角铁表面更加干净，光滑，无锈迹和黑灰，并且角铁表面呈活化状态，使后续的助镀溶剂和镀锌基液能够充分的与角铁表面相接触，从而获得更好的附着性能；7)涂助镀溶剂将活化后的角铁放入到助镀溶剂中，其中助镀溶剂是含有200g/L 的工业氯化铵和120g/L的工业氯化锌的水溶液，此时助镀溶剂的温度为75°C，PH值为4. 5， 密度为1. 2g/cm3，角铁在助镀溶剂中浸涂处理60秒后，被取出。在这里，我们严格监测助镀溶剂中氯化亚铁FeCl2的含量不超过5g/L，一旦达到5g/L，就会对助镀溶剂进行清除氯化亚铁!^Cl2的措施，保证其在助镀溶剂中的允许含量。8)烘干助镀溶剂中水份将浸涂上助渡溶剂的角铁进行烘干处理，去除其表面附着的水份；9)热浸镀锌首先在460 V的纯锌浴中添加铝含量占5 %的锌铝合金和镍含量占的锌镍合金，直至整个锌基液中铝含量为0. 018%，镍含量为0. 05%，由于锌基液中的
铝、镍不是以铝锭，镍锭的方式加入，而是以是锌铝合金、锌镍合金的方式加入的，所以有效的防止了铝、镍长时间存在于锌基液中某一局部范围内，造成铝、镍浓度局部过高的缺点， 使铝、镍快速、均勻的扩散到锌基液中，充分发挥了其改善镀层均与性，去除铁，改善镀层色泽不均，改善锌基液流动性的作用。让角铁在锌基液中浸镀5分钟后，把角铁提出，控制提出速度为1. 5m/s ；10)空气中冷却并除余锌把角铁从460°C的锌基液中提出后，放置于空气中缓慢冷却6分钟，至200°C左右，并利用锌基液自身重力，去除角铁表面多余的锌基液。在这里， 我们先把从锌基液中提出的角铁在空气中进行缓慢冷却，而没有直接放置于水中进行急速冷却，是因为过快的冷却会使角铁表面镀层粗糙，不光滑，形成橘皮形态；11)水中冷却把200°C左右的角铁放入60°C的温水中，继续冷却40秒以后，将其提出水面；12)烘干水份角铁从水中取出后，仍有150°C左右，自身余温会自动烘干其表面水份；13)检验检测角铁外观，其表面平滑，无结瘤，亮度好，无漏镀。镀层厚度为85-91微米。经附着性检验，镀层不剥离，锤击实验后镀层凹陷。
权利要求
1.一种钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于热浸镀锌工艺的基本流程为1)镀前准备对钢铁结构件进行可镀性认定，对材料牌号、化学成分、形状结构等进行检查，预先清除钢铁结构件表面油漆，污垢和粘附物等；2)脱脂处理利用脱脂液对钢铁结构件进行脱脂处理，去除其表面油污，脂类杂质；3)清洗脱脂残液对钢铁结构件表面残留的脱脂液进行清洗；4)酸洗把脱脂处理后的钢铁结构件放入20-25%的盐酸溶液中，去除其表面的锈迹和氧化层，并且盐酸溶液含有初始值为50-80g/L的氯化亚铁FeCl2 ；5)清洗酸洗残液清洗酸洗后的钢铁结构件，去除表面残留的酸洗液；6)活化钢铁结构件基体用50-60g/L的常温稀盐酸溶液对钢铁结构件进行进一步处理，精度清洗，活化钢铁结构件表面基体，处理时间为30-60秒；7)涂助镀溶剂将活化后的钢铁结构件放入到助镀溶剂中，浸涂1-3分钟，使钢铁结构件表面均勻涂上一层助镀溶剂；8)烘干助镀溶剂中水份将浸涂上助渡溶剂的钢铁结构件进行烘干处理，去除其表面附着的水份；9)热浸镀锌把浸涂好助渡溶剂的钢铁结构件浸没到熔融的锌基液中，对其进行热浸镀锌处理；10)空气中冷却并除余锌把钢铁结构件从455°C士5°C的锌基液中提出后，放置于空气中缓慢冷却至200°C左右，并利用锌基液自身重力，去除钢铁结构件表面多余的锌基液；11)水中冷却把200°C左右的钢铁结构件放入40°C_60°C水中，继续冷却数秒以后，将其提出水面；12)烘干水份钢铁结构件从水中取出后，仍有100°C-150°C左右，自身余温会自动烘干其表面水份；13)检验检测钢铁结构件表面镀锌层的外观、镀层厚度和镀层附着性的好坏是否符合相关标准规定。
2.根据权利要求1所述钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于所述步骤2、脱脂处理工艺中脱脂液由40-50g/L的氢氧化钠、20-30g/L的碳酸钠、 8-10g/L磷酸三钠、4-5g/L硅酸钠、2-4g/L表面活性剂TX-10配制而成，其中脱脂液温度控制在 80-90°C, PH 彡 13。
3.根据权利要求2所述钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于所述步骤2、脱脂处理工艺中脱脂液由43g/L的氢氧化钠、23g/L的碳酸钠、8. 5g/L磷酸三钠、4. 5g/L硅酸钠、2. 5g/L表面活性剂TX-10配制而成，其中脱脂液温度控制在83°C， PH 等于 13. 5。
4.根据权利要求1所述钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于所述步骤7)中助镀溶剂由160-200g/L的工业氯化铵和80-120g/L的工业氯化锌配制而成，其中助镀溶剂温度控制在65-75°C，PH值控制在4. 5-6. 5之间，处理液密度控制在 1. 1-1. 2g/cm3之间，钢铁结构件浸入助镀溶剂后，其助镀溶剂中氯化亚铁!^eCl2的含量不能超过5g/L。
5.根据权利要求4所述钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于所述步骤7)中助镀溶剂由180g/L的工业氯化铵和90g/l的工业氯化锌配制而成，其中助镀溶剂温度控制在68°C，PH值控制在6，处理液密度控制在1. 13g/cm3，钢铁结构件浸入助镀溶剂后，其助镀溶剂中氯化亚铁狗(12的含量不能超过5g/L。
6.根据权利要求1所述钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于所述步骤9)中锌基液是在纯锌浴中添加0. 008-0. 018%的铝，添加0. 01-0. 05%的镍， 其中铝是以锌铝合金的方式添加到纯锌浴中，并且锌铝合金中铝的百分含量为5% ；镍是以锌镍合金的方式添加到纯锌浴中，并且锌镍合金中镍的百分含量为1%。
7.根据权利要求6所述钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于所述步骤9)中锌基液是在纯锌浴中添加0. 012%的铝，添加0. 03%的镍，其中铝是以锌铝合金的方式添加到纯锌浴中，并且锌铝合金中铝的百分含量为5% ；镍是以锌镍合金的方式添加到纯锌浴中，并且锌镍合金中镍的百分含量为1 %。
8.根据权利要求1所述钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于所述步骤9)中锌基液温度在455°C 士5°C之间，钢铁结构件放入到锌基液中浸泡1-5 分钟后缓慢提出，其提出速度可调节并控制在1-1. 5米/分钟，其中每小时的镀件总重量小于等于锅中锌基液重量的2. 5%。
9.根据权利要求8所述钢铁结构件热浸镀锌方法，其特征在于所述步骤9)中锌基液温度为453°C，钢铁结构件放入到锌基液中浸泡150秒后缓慢提出，其提出速度可调节并控制在1.2米/分钟，其中每小时的镀件总重量小于等于锅中锌基液重量的2.5%。
全文摘要
本发明涉及一种钢铁结构件热浸镀锌方法，其包括以下具体步骤1)镀前准备，2)脱脂处理，3)清洗脱脂残液，4)酸洗，5)清洗酸洗残液，6)活化钢铁结构件基体，7)涂助镀溶剂，8)烘干助镀溶剂中的水份，9)热浸镀锌，10)空气中冷却并除余锌，11)水中冷却，12)烘干水份，13)检验。并在上述方法中进一步提供了镀锌过程中用到的各种处理液的相关成分配方，提供了镀锌过程各个步骤中最理想的工作条件参数。按照本发明热浸镀锌工艺处理过的钢铁结构件，其镀层完整性优良，结合强度高，外观平整，光滑，产品合格率高。
文档编号C23C2/06GK102363875SQ20111033100
公开日2012年2月29日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者许雷 申请人:北京京杰锐思技术开发有限公司, 北京海泰锐森环境能源技术开发有限公司