本发明属于钢材的表面加工
技术领域：
，具体涉及一种钢材的改性镀锌处理工艺。
背景技术：
：热浸镀锌是一种将被镀的钢铁工件（如钢板、钢结构件或其它钢铁零部件等）浸入熔化的锌液中保持一段时间，在此过程中铁与锌液之间通过溶解，化学反应和扩散等方式在表面粘附一层锌的保护方法。它一直是防止钢铁在自然环境中腐蚀的最为经济、有效的表面处理方法，被广泛应用于钢铁材料各类结构的防护上，全球金属锌消耗量的50%以上都用于钢铁的防护镀层到目前为止，钢铁零部件的热镀锌基本上都采用溶剂法工艺进行，将待镀的钢铁工件通过除油、酸洗、活化、涂溶剂助镀等工序再进行热浸镀锌处理。虽然镀锌处理对钢材起到了不错的保护作用，但其防护效果仍达不到人们的满意程度，特性仍需进一步的改善。技术实现要素：本发明旨在提供一种钢材的改性镀锌处理工艺，能有效提升镀锌的防护效果，提升钢材的使用质量。本发明通过以下技术方案来实现：一种钢材的改性镀锌处理工艺，包括如下步骤：（1）冲洗除杂：先用去油液对待加工的钢材进行脱脂去油处理后，再冲去残液后备用；（2）酸洗处理：将步骤（1）处理后的钢材放入酸洗液中浸泡处理35~40min，取出后用清水漂洗干净后备用；所述酸洗液中各物质成分的重量百分比为：20~23%盐酸、0.3~0.6%聚正磷酸盐、0.2~0.4%钼酸钠、0.1~0.3%正钒酸钠，余量为水；（3）助镀处理：将步骤（2）处理后的钢材放入助镀剂中，保持助镀剂为常温，对钢材助镀处理30~35s后取出烘干备用；所述助镀剂由如下重量份的物质制成：9~12份氯化锌、3.5~5.5份氯化钠、0.3~0.5份氯化镁、0.2~0.4份氯化钾、0.15~0.25份氯化钙、0.15~0.25份高锰酸钾、0.1~0.2份磷酸二氢钾、0.15~0.25份四硼酸钠、0.05~0.1份硝酸镧、0.05~0.15份硝酸镱、0.05~0.1份硫酸铈、0.05~0.1份硫酸镱、0.4~0.5份植酸、0.3~0.4份助剂、100~110份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：13~15份十二烷基磺酸钠、7~10份辛基酚聚氧乙烯醚、6~8份溴化十六烷基吡啶、5~7份丙三醇、3~5份异丙醇胺、2~4份脂肪酸烷醇酰胺、1~2份乌洛托品；（4）镀锌处理：将步骤（3）处理后的钢材放入锌液中，加热保持锌液温度为465~475℃，对钢材浸镀处理45~50s后取出烘干备用；（5）激光冲击处理：将步骤（4）处理后的钢材放入脉冲激光冲击装备中，控制脉冲激光的波长为940~970nm，脉冲宽度为26~27ns，单脉冲能量为4~6J，处理完成后取出备用；（6）保温处理：将步骤（5）处理后的钢材放入温度为180~220℃的条件下保温处理3~4h后取出，自然冷却至室温即可。进一步的，步骤（3）中所述助镀剂的制备方法，包括如下步骤：（1）先将氯化锌、氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙与去离子水共同混合，加热保持溶液温度为37~40℃，以500~550转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液A备用；（2）将高锰酸钾、磷酸二氢钾、四硼酸钠、硝酸镧、硝酸镱、硫酸铈、硫酸镱加入到步骤（1）所得的混合液A中，升温至45~48℃，以750~800转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液B备用；（3）将植酸和助剂加入到步骤（2）所得的混合液B中，降至常温后，再以1100~1150转/分钟的转速不断搅拌至均匀即可。进一步的，步骤（4）中所述锌液中含有质量分数为0.05~0.08%的金属铝。进一步的，步骤（5）中所述激光冲击处理采用多次重复冲击的方式，多次冲击的重复率为0.27~0.33Hz，搭接率为52%。本发明具有如下有益效果：本发明在对钢材进行镀锌处理的过程中，先对应配制了助镀剂，其使用效果较佳，能有效提升镀层的光滑、均匀和连续性，避免了漏渡情况的发生，在常温下即可使用，降低了生产成本，在对钢材镀锌处理完成后，进行了激光冲击处理，能进一步提高镀层与钢材基体的附着效果，以镀层作为吸收层，在激光束的冲击下，有效改善了镀层的耐温、耐磨、耐酸碱腐蚀特性，同时又很好诱导了镀层下方钢材晶粒的细化，提升了两层界面处的结合、耐冲击性能，进一步改善了钢材整体的使用性。在各步骤的共同配合作用下，本发明处理工艺能有效提升钢材的耐腐、耐磨、耐温、耐老化特性，又改善了钢材的耐冲击、耐弯曲、耐开裂等力学特性，推广使用价值较高。具体实施方式实施例1一种钢材的改性镀锌处理工艺，包括如下步骤：（1）冲洗除杂：先用去油液对待加工的钢材进行脱脂去油处理后，再冲去残液后备用；（2）酸洗处理：将步骤（1）处理后的钢材放入酸洗液中浸泡处理35min，取出后用清水漂洗干净后备用；所述酸洗液中各物质成分的重量百分比为：20%盐酸、0.3%聚正磷酸盐、0.2%钼酸钠、0.1%正钒酸钠，余量为水；（3）助镀处理：将步骤（2）处理后的钢材放入助镀剂中，保持助镀剂为常温，对钢材助镀处理30s后取出烘干备用；所述助镀剂由如下重量份的物质制成：9份氯化锌、3.5份氯化钠、0.3份氯化镁、0.2份氯化钾、0.15份氯化钙、0.15份高锰酸钾、0.1份磷酸二氢钾、0.15份四硼酸钠、0.05份硝酸镧、0.05份硝酸镱、0.05份硫酸铈、0.05份硫酸镱、0.4份植酸、0.3份助剂、100份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：13份十二烷基磺酸钠、7份辛基酚聚氧乙烯醚、6份溴化十六烷基吡啶、5份丙三醇、3份异丙醇胺、2份脂肪酸烷醇酰胺、1份乌洛托品；（4）镀锌处理：将步骤（3）处理后的钢材放入锌液中，加热保持锌液温度为465~470℃，对钢材浸镀处理45s后取出烘干备用；（5）激光冲击处理：将步骤（4）处理后的钢材放入脉冲激光冲击装备中，控制脉冲激光的波长为940~960nm，脉冲宽度为26ns，单脉冲能量为4J，处理完成后取出备用；（6）保温处理：将步骤（5）处理后的钢材放入温度为180~200℃的条件下保温处理3h后取出，自然冷却至室温即可。进一步的，步骤（3）中所述助镀剂的制备方法，包括如下步骤：（1）先将氯化锌、氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙与去离子水共同混合，加热保持溶液温度为37℃，以500转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液A备用；（2）将高锰酸钾、磷酸二氢钾、四硼酸钠、硝酸镧、硝酸镱、硫酸铈、硫酸镱加入到步骤（1）所得的混合液A中，升温至45℃，以750转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液B备用；（3）将植酸和助剂加入到步骤（2）所得的混合液B中，降至常温后，再以1100转/分钟的转速不断搅拌至均匀即可。进一步的，步骤（4）中所述锌液中含有质量分数为0.05%的金属铝。进一步的，步骤（5）中所述激光冲击处理采用多次重复冲击的方式，多次冲击的重复率为0.27Hz，搭接率为52%。实施例2一种钢材的改性镀锌处理工艺，包括如下步骤：（1）冲洗除杂：先用去油液对待加工的钢材进行脱脂去油处理后，再冲去残液后备用；（2）酸洗处理：将步骤（1）处理后的钢材放入酸洗液中浸泡处理40min，取出后用清水漂洗干净后备用；所述酸洗液中各物质成分的重量百分比为：23%盐酸、0.6%聚正磷酸盐、0.4%钼酸钠、0.3%正钒酸钠，余量为水；（3）助镀处理：将步骤（2）处理后的钢材放入助镀剂中，保持助镀剂为常温，对钢材助镀处理35s后取出烘干备用；所述助镀剂由如下重量份的物质制成：12份氯化锌、5.5份氯化钠、0.5份氯化镁、0.4份氯化钾、0.25份氯化钙、0.25份高锰酸钾、0.2份磷酸二氢钾、0.25份四硼酸钠、0.1份硝酸镧、0.15份硝酸镱、0.1份硫酸铈、0.1份硫酸镱、0.5份植酸、0.4份助剂、110份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：15份十二烷基磺酸钠、10份辛基酚聚氧乙烯醚、8份溴化十六烷基吡啶、7份丙三醇、5份异丙醇胺、4份脂肪酸烷醇酰胺、2份乌洛托品；（4）镀锌处理：将步骤（3）处理后的钢材放入锌液中，加热保持锌液温度为470~475℃，对钢材浸镀处理50s后取出烘干备用；（5）激光冲击处理：将步骤（4）处理后的钢材放入脉冲激光冲击装备中，控制脉冲激光的波长为950~970nm，脉冲宽度为27ns，单脉冲能量为6J，处理完成后取出备用；（6）保温处理：将步骤（5）处理后的钢材放入温度为220℃的条件下保温处理4h后取出，自然冷却至室温即可。进一步的，步骤（3）中所述助镀剂的制备方法，包括如下步骤：（1）先将氯化锌、氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙与去离子水共同混合，加热保持溶液温度为40℃，以550转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液A备用；（2）将高锰酸钾、磷酸二氢钾、四硼酸钠、硝酸镧、硝酸镱、硫酸铈、硫酸镱加入到步骤（1）所得的混合液A中，升温至48℃，以800转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液B备用；（3）将植酸和助剂加入到步骤（2）所得的混合液B中，降至常温后，再以1150转/分钟的转速不断搅拌至均匀即可。进一步的，步骤（4）中所述锌液中含有质量分数为0.08%的金属铝。进一步的，步骤（5）中所述激光冲击处理采用多次重复冲击的方式，多次冲击的重复率为0.33Hz，搭接率为52%。对比实施例1本对比实施例1与实施例1相比，用现有市售普通的助镀剂取代步骤（3）助镀处理中使用的助镀剂，除此外的方法步骤均相同。对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（5）激光冲击处理，除此外的方法步骤均相同。对照组现有的钢材镀锌处理工艺。为了对比本发明效果，选用同一批次的钢材，随机分为五组，分别用上述五种方法进行镀锌处理，统计处理时的生产数据，并对镀锌处理后的钢材进行性能检测，具体的对比数据如下表1所示：表1漏镀率（%）镀层表面质量中性盐雾实验时长（h）实施例10.1镀层完整，很光亮290实施例20镀层完整，很光亮296对比实施例10.4镀层完整，较光亮267对比实施例20.9镀层完整，很光亮243对照组1.0镀层完整，较光亮224注：上表1中所述的中性盐雾时长参照GB10125-88进行，将试验箱温度提升至40±2℃，连续喷雾，直至镀层表面锈蚀所经历时长。由上表1中可以看出，本发明处理方法能有效提升镀层的质量，并能有效降低加工生产的漏镀率，经济效益较高。当前第1页1 2 3