專利名稱：鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金領域中的熱浸鍍鋅方法，尤其是鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法。
背景技術：
鋼鐵制品的防腐鍍層，主要有電鍍鋅、熱浸鍍鋅、鋁、鋅鋁合金等不同鍍層體系，在鋼鐵制件表面鍍覆耐腐涂層，對基體金屬進行保護。鋼鐵件的熱浸鍍鋅(包括鍍鋁鋅合金)方法已經(jīng)是一種常規(guī)和常用的方法主要用鍍制橋梁、電力通訊設備、石油冶金等設備的構件。但鍍層腐蝕日趨加劇，單金屬鍍層，特別是鋅鍍層的抗腐能力以及使用壽命無法滿足材料保護要求。對于耐腐蝕性能較好的鋅鋁合金或鋁鋅合金來說，不容易達到理想的工藝條件，現(xiàn)有含5％鋁的鋅基鍍液是處在鋅一鋁共晶成份條件下，熔點僅為380℃左右，液態(tài)金屬表面張力小，有時還需要來對鍍層進行加厚，以達到技術標準所規(guī)定的對鍍層的厚度要求。在以往的鋅鋁合金，鋁鋅合金鍍層鍍覆生產(chǎn)中，已經(jīng)有稀土金屬的加入，主要是對待鍍金屬的基體表面進行潤濕，以防止鍍覆過程中出現(xiàn)漏鍍等缺陷。
CN1389588一種熱鍍鋅鋼管及生產(chǎn)方法，待處理鋼管兩端在中空的管卡的夾持下置于盛有熔化鋅的熱鍍鋅槽內(nèi)一定時間后取出即可得到本產(chǎn)品。
CN1033198熱鍍鋅助鍍劑，本發(fā)明提供了一種以氯根為母體的，含有鋅、氮和硼等化學元素的絡合物，作為熱鍍鋅作業(yè)中的助鍍劑，可使工件在浸鍍過程中，一分鐘之內(nèi)實現(xiàn)質地良好的鍍鋅層。
CN1295627熱鍍鋅方法及裝置公開了熱鍍鋅時，把貯存熔融金屬的施鍍?nèi)萜鞣指畛慑儾酆统?，鋼帶浸漬在鍍槽的熔融金屬浴中進行熱鍍鋅，把鍍槽的熔融金屬浴向除渣槽輸送，在除渣槽去除熔融金屬浴中的鋅渣，通過鍍槽上設置的開口使除渣槽的熔融金屬浴返回鍍槽。施鍍裝置包括鍍槽、除渣槽、把鍍槽的熔融金屬浴向除渣槽輸送的輸送裝置。
CN1974834用于熱鍍鋅生產(chǎn)線的助鍍液綜合處理方法及裝置，該方法對熱鍍鋅生產(chǎn)線中的助鍍?nèi)芤哼M行自動凈化并利用熱鍍鋅過程中產(chǎn)生的廢料自動生產(chǎn)補充助鍍成分。實施時連續(xù)將助鍍槽中溶液抽入處理罐中，并同時將脫鋅槽、煙塵罐中的溶液經(jīng)計量泵抽入罐中，由pH測控系統(tǒng)自動控制氨水加入，并鼓入空氣，利用空氣中的氧將溶液中的二價鐵氧化三價鐵，形成氫氧化鐵沉淀。
CN1392284鋼鐵熱浸鍍鋁鋅合金工藝，該工藝是熱浸鍍前，用鈍化劑溶液對鋼鐵件進行助鍍處理；熱浸鍍時，在鋁鋅合金鍍液中加入微量的抗氧化合金。
CN1442503一種熔劑法熱浸鍍低鋁鋅合金用水熔劑及其使用方法，鐵鹽濃度控制在3～10克/升，配方中固體成分比例按固體總量300克/升計，其配比組成的質量分數(shù)為氯化鋅70％～80％，氯化銨8～10％，氯化鈰4～10％。
但未有對鋁鋅基鍍液的進一步改進和鍍鋁鋅工藝條件的改進的方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了優(yōu)化工藝條件和提高鍍鋅件的質量和效果，提出一種實現(xiàn)比較理想的工藝條件鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，對現(xiàn)有含5％鋁左右的鋅基鍍液進行改進，采用多元金屬包括稀土金屬的加入鋼鐵件的熱浸鍍鋅，并對鋼鐵件的熱浸鍍鋅工藝進行改進。
鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特征是熱浸鍍鋅的基本工藝流程是黑件檢查、掛料、脫脂、漂洗、酸洗、漂洗、助鍍劑處理、熱空氣干燥、熱浸鍍鋅、冷卻，熱浸鍍鋅的階段在鋅液內(nèi)添加鋁、鎳、稀土四種微量元素形成新的熱浸鍍鋅工藝，鋅基，鋁的含量(重量比)為7-9％；鎳3-6％；硅0.5-0.8％，稀土0.5-1.0％；余量均為鋅。還可以在上述合金的基礎上添加鈧或鍶0.5-1.0％(重量比)；鋅鍍液的穩(wěn)定性更好。
鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，助鍍劑是氯化鋅、氯化銨和稀土鹽配制的水溶液。工作溫度62℃-75℃，氯化鋅與氯化銨固含量之比為了2∶3。助鍍劑中ZnCL2含量應保持在8～10％，NH4CL含量應保持在12～15％濃度范圍。稀土鹽(氯化稀土)添加量為整個助鍍劑固含量1-2％。
熱浸鍍鋅鋅液的工作溫度為436℃-450℃。待鋅液升溫達到工作溫度范圍后，才能開始鍍鋅。停產(chǎn)期間應保溫。溫度為425℃-435℃。浸鍍時間在1分30秒-3分，鍍件提出鋅鍋的速度為≈1.6M/Min；長工件出鍋角度達到30-45度。
本發(fā)明的特點是較高的鋁含量可以減少鋅耗，提高鍍鋅合金的防腐壽命，改善鍍鋅外觀質量與提高鍍層的均勻度。鋅液中鋁的作用鋁與鐵形成五鋁化二鐵，并優(yōu)于鋅與鐵結合，從而起到阻礙作用，另外鋁有凈化鋅液的作用，去除鐵，改善鍍層的均勻性，但鋁含量過高會造成漏鍍。鎳的作用鎳的作用通過形成致密的鍍層可以抑制鎮(zhèn)靜鋼在發(fā)熱浸鍍鋅過程中反應速度，減少此類鋼材的鍍鋅外觀色澤的不均，另外可以改善鋅液的流動性；稀土的作用稀土的加入只提高了鋅液的流動性，提高鍍層的表面質量，更光滑、均勻，耐腐蝕性增強。硅的作用硅的加入可以減少鋅液中的鐵的含量，抑制鋅鐵合金渣體的形成，減少鋅耗將近1％，表面質量提高。
具體實施例方式
本發(fā)明配比的實施例，均具有良好的效果1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12鋁 7％8％7％9％8％8％9％7％7％9％7％9％鎳 3％3％4％6％3％5 ％ 6％3％5％6％3％4％硅 0.5％ 0.5％ 0.7％ 0.5％ 0.6％ 0.7％ 0.5％ 0.8％ 0.7％ 0.5％ 0.8％ 0.5％稀土1.0％ 0.8％ 1％1％0.8％ 0.8％ 0.8％ 1.0％ 0.8％ 1％0.8％ 1％鈧 0.5％ 0.8％ 1.0％鋅 余量
本發(fā)明上述合金配比(除鋅以外)按上述比例制成合金塊(每塊5公斤左右)融鋅后添加合金與鋅液中(按本發(fā)明的配比)。
熱浸鍍鋅的基本工藝流程是黑件檢查、掛料、脫脂、漂洗、酸洗、漂洗、助鍍劑處理、熱空氣干燥、熱浸鍍鋅、冷卻，并包括卸料、質檢等。
黑件檢查對需進行熱浸鍍鋅的工件應進行黑件(鍍前半成品)檢查；掛料掛件；脫脂與漂洗脫脂液為氫氧化鈉(NαOH俗稱燒堿)的水溶液；工作濃度50-100克/升；工作溫度60℃-80℃。鍍件脫脂處理時間為10-15分鐘，對表面附有脫脂溶液不能去除的礦物質，合成樹脂，柏油等污染物的鍍件應采用其它特殊方法清除。漂洗脫脂后的鍍件必須在流動的清水中漂洗，漂洗水應保持清潔，其PH值不得超過9。
酸洗與漂洗(1)酸洗液為鹽酸水溶液(HCL)，工作濃度為50-160克/升，(2)酸洗液化驗每天兩次，測定結果在標示牌上公布以指導酸洗操作者工作。(3)酸洗時間應根據(jù)鍍件表面氧化層情況及酸液濃度而定，刨酸 操作中，為加快反應速度，(4)將鍍件在酸洗工藝槽內(nèi)上下串動二至三次，并提出液面檢查酸洗質量。對鍍亶局部未酸洗干凈的表面可用砂輪，鋼絲刷等工具去除后再酸洗干凈。(5)酸洗合格的鍍件必須進入欂洗工藝□經(jīng)流水沖洗。
助鍍劑處理助鍍劑是氯化鋅、氯化銨緲ZnCL2、NH4CL)配制的水溶液。工作溫度62℃-75℃，氯化鋅與氯化銨之比為了2∶3。助鍍劑中ZnCL2含量應保持在8-10％，NH4CL含量應保持在12～15％濃度范圍，稀土鹽□氯化稀土)添加量為整個固含量1-2％；。
干燥后熱浸鍍鋅(1)鋅液的工作溫度為436ǎ-450℃。待鋅液升溫達到工作溫度范圍后，才能開始鍍鋅。停產(chǎn)期間應保溫。溫度為425℃-435℃。浸鍍時間(應根據(jù)鋅鍋溫度適當調整)鋼材厚度＜5mm1分30秒-2分鋼材厚度＞5mm2分-3分鍍件提出鋅鍋的速度為≈1.6M/Mi；長工件出鍋角度盡量達到30-45度。后處理(1)水冷卻鍍件提出鋅鍋后應快速浸入冷卻水槽，長件必須水平浸入防止彎曲。冷水溫須保持在60℃以下，水質清澈，水流恒定，pH＝6～8。
(2)鈍化鈍化水溶液中含鈍化劑2克/升，含醋酸5ml/L。(溶液配制后檢驗酸含量，溶液在使用后當酸度降低時，需加醋酸調整，同時加入相當比例鈍化劑)
權利要求
1.鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特征是熱浸鍍鋅的基本工藝流程是黑件檢查、掛料、脫脂、漂洗、酸洗、漂洗、助鍍劑處理、熱空氣干燥、熱浸鍍鋅、冷卻，其特征是熱浸鍍鋅時在鋅液內(nèi)添加鋁、鎳、稀土四種微量元素形成新的熱浸鍍鋅工藝，鋅基，鋁的含量為7-9％；鎳3-6％；硅0.5-0.8％，稀土0.5-1.0％；余量均為鋅，含量為重量比。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特征是添加鈧或鍶0.5-1.0％；添加含量為重量比，鋅鍍液的穩(wěn)定性更好。
3.根據(jù)權利要求1所述的鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特征是助鍍劑處理時助鍍劑是氯化鋅、氯化銨和稀土鹽配制的水溶液；工作溫度62℃-75℃，氯化鋅與氯化銨固含量之比為了2∶3；助鍍劑中ZnCL2含量保持在8～10％，NH4CL含量應保持在12～15％濃度范圍；稀土鹽添加量為整個助鍍劑固含量1-2wt％。
4.根據(jù)權利要求1所述的鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特征是熱浸鍍鋅鋅液的工作溫度為436℃-450℃，待鋅液升溫達到工作溫度范圍后，才能開始鍍鋅；浸鍍時間在1分30秒-3分，鍍件提出鋅鍋的速度為≈1.6M/Min。
5.根據(jù)權利要求4所述的鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特征是長工件出鍋角度達到30-45度。
全文摘要
鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，熱浸鍍鋅的基本工藝流程是黑件檢查、掛料、脫脂、漂洗、酸洗、漂洗、助鍍劑處理、熱空氣干燥、熱浸鍍鋅、冷卻，其特征是熱浸鍍鋅時在鋅液內(nèi)添加鋁、鎳、稀土四種微量元素形成新的熱浸鍍鋅工藝，鋅基，鋁的含量為7－9％；鎳3－6％；硅0.5－0.8％，稀土0.5－1.0％；余量均為鋅，含量為重量比。尤其是硅等元素的加入可以減少鋅液中的鐵的含量，抑制鋅鐵合金渣體的形成，減少鋅耗將近1％，表面質量提高。
文檔編號C23C2/06GK101092682SQ20071002522
公開日2007年12月26日 申請日期2007年7月18日 優(yōu)先權日2007年7月18日
發(fā)明者王永柱, 王春陽, 于忠秀, 馬倩, 王立新, 高文元 申請人:南京大吉鐵塔制造有限公司