本发明涉及镀锌合金镀层，尤其涉及一种高耐腐蚀的热浸镀锌合金镀层。
背景技术：
热浸镀锌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。
热浸镀锌是使熔融金属与铁基体反应而产生合金层，从而使基体和镀层二者相结合。热浸镀锌是先将钢铁制件进行酸洗，为了去除钢铁制件表面的氧化铁，酸洗后，通过氯化铵或氯化锌水溶液或氯化铵和氯化锌混合水溶液槽中进行清洗，然后送入热浸镀槽中。热浸镀锌具有镀层均匀，附着力强，使用寿命长等优点。热浸镀锌的原理，简单的说即是将已清洗洁净的铁件，浸入锌浴中，使钢铁与熔融锌反应生成一合金化的皮膜。良好的热浸镀锌作业，应是各流程均在严格的管制下，彻底发挥该流程的功能。
镀层的耐蚀性主要取决于镀层的成分，传统热浸镀锌的成分是春心中添加少量的铝（小于0.005%）。在镀锌液中添加一些合金元素，可以有效地提高镀层的耐蚀性，其中镁的作用尤为明显。由于镁非常活泼，在镀液中很容易被氧化，且其氧化物致密度小，没有保护作用，导致镀液表面氧化严重，给热浸镀生产和产品质量带来严重影响，因此需要一种改进的镀液，使之可以在钢件表面形成高耐腐蚀的热浸镀锌合金镀层。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高耐腐蚀的热浸镀锌合金镀层。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高耐腐蚀的热浸镀锌合金镀层，所述合金镀层是在纯锌镀层的基础上添加少量合金元素制作而成，所述合金元素包括镁、铝、镍以及钒；所述镁的质量分数为0.2-0.5%，所述铝的质量分数不大于0.03%,所述镍的质量分数为0.02-0.1%，所述钒的质量分数为0.01-0.05%。
优选地，所述镁的质量分数为0.3-0.5%，所述铝的质量分数不大于0.03%，所述镍的质量分数为0.04-0.07%，所述钒的质量分数为0.03-0.05%。
优选地，所述镁的质量分数为0.3-0.5%，所述铝的质量分数不大于0.03%，所述镍的质量分数为0.06%，所述钒的质量分数为0.04%。
优选地，所述镁的质量分数为0.5%。
优选地，所述热浸镀锌的工艺流程为：试样在金属清洗剂中浸泡后，对表面进行刷洗，之后用清水漂洗并且放入添加缓蚀剂的盐酸中酸洗以去除试样表面的氧化物；酸洗后的试样经清水漂洗后放入60-70℃的助镀剂中浸泡一段时间后，在干燥炉中烘干，浸入镀锅中进行热镀；出锅后的试样先在空气中空冷，待表面镀层完全凝固后再水淬至室温。
优选地，所述助镀剂为传统锌氨助镀剂，所述热浸镀温度为440-460℃，所述热浸镀时间为1.5分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明在纯锌镀层中添加了一定量的镁、铝、镍以及钒元素，通过添加少量的合金元素来提高镀层的耐蚀性，改善镀层的质量。通过对镁、铝、镍以及钒元素的合理配比来平衡合金镀层的耐蚀性和可镀性，并且取得较好的耐蚀效果和可镀效果。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
本发明提供了一种高耐腐蚀的热浸镀锌合金镀层，所述合金镀层是在纯锌镀层的基础上添加少量合金元素制作而成，所述合金元素包括镁、铝、镍以及钒。因为镁的化学性质非常活泼，在镀锌液中很容易氧化，且其氧化物的致密度小，没有保护作用，导致镀液表面严重的氧化问题，给热浸镀生产和产品质量带来严重影响，因此单独使用镁时添加量不能太高。由于铝的氧化膜致密，能有效抑制镀液表面继续氧化，因此在添加有镁的镀液中加入一定量的铝对镀液的氧化具有抑制作用。另外在锌液中添加镍和钒不仅能解决活性钢镀锌问题，而且镍和钒的加入使得镀层自腐蚀电位正移，极化电阻增大，腐蚀电流减小，也能提高镀层的耐蚀性。
实施例1：所述镁的质量分数为0.2-0.5%，所述铝的质量分数不大于0.03%，所述镍的质量分数为0.02-0.1%，所述钒的质量分数为0.01-0.05%。
实施例2：所述镁的质量分数为0.3-0.5%，所述铝的质量分数不大于0.03%，所述镍的质量分数为0.04-0.07%，所述钒的质量分数为0.03-0.05%。
实施例3：所述镁的质量分数为0.3-0.5%，所述铝的质量分数不大于0.03%，所述镍的质量分数为0.06%，所述钒的质量分数为0.04%。优选地，所述镁的质量分数为0.5%。
优选地，所述热浸镀锌的工艺流程为：试样在金属清洗剂中浸泡后，对表面进行刷洗，之后用清水漂洗并且放入添加缓蚀剂的盐酸中酸洗以去除试样表面的氧化物；酸洗后的试样经清水漂洗后放入60-70℃的助镀剂中浸泡一段时间后，在干燥炉中烘干，浸入镀锅中进行热镀；出锅后的试样先在空气中空冷，待表面镀层完全凝固后再水淬至室温。进一步地，所述助镀剂为传统锌氨助镀剂，所述热浸镀温度为440-460℃，所述热浸镀时间为1.5分钟。
对于合金镀层的可镀性影响顺序为铝、镁、钒、镍；其中铝对于可镀锌的影响最为显著，是主要因素。采用传统的锌铵溶剂热浸镀工艺，铝的含量在0.02%以内，合金镀层的可镀性随铝元素含量的增加而有所恶化，但变化不是很明显，镀层的表面质量总体较好；当铝元素含量增加到0.05%时，可镀性急剧恶化。镁对镀层可镀性的影响仅次于铝，镀层可镀性随着镁含量的增加不断恶化。镍和钒的含量对于镀锌层的可镀性影响不是很明显。
耐蚀性影响顺序为镁、镍、钒、铝；镁对于耐蚀性的影响最为显著，镍对与耐蚀性的影响次之、不过与镁相比，镍对耐蚀性的影响相对而言比较较小，随着镍含量的增加，腐蚀平均质量损失的变化缺乏明显规律性，这可能与元素之间的交互作用及镀层质量对耐蚀性的影响有关。铝和钒在上述质量分数范围内对耐蚀性指标的影响不是很显著。
耐蚀性和可镀性是两个相对矛盾的指标。要想获得高耐蚀性，镁的含量要高一些，但镁的含量增加对合金镀层的可镀性有害。综合考虑下，合金镀层的质量分数可以是镁的质量分数为0.5%，铝的质量分数不大于0.03%，镍的质量分数为0.06%，钒的质量分数为0.04%。
由上所述，本发明在纯锌镀层中添加了一定量的镁、铝、镍以及钒元素，通过添加少量的合金元素来提高镀层的耐蚀性，改善镀层的质量。通过对镁、铝、镍以及钒元素的合理配比来平衡合金镀层的耐蚀性和可镀性，并且取得较好的耐蚀效果和可镀效果。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。