一种钢材热浸镀锌镍锆合金镀层的方法技术

本发明专利技术公开了一种钢材热浸镀锌镍锆合金镀层的方法，其特征是将钢材在由两种二元中间合金配制的锌合金镀浴中进行批量热浸镀锌。锌合金镀浴成分的配方为：含镍0.05％～0.10％、含锆0.03～0.10％，其余为锌。两种二元中间合金成分的配方为：锌镍二元中间合金中，镍含量为2％～3％，其余为锌；锌锆二元中间合金中，锆含量为1％～2％，其余为锌。该合金镀层工艺简单，合金锌浴成分容易控制，可以有效克服热浸镀锌用钢中硅对镀层的不利影响，有效地降低镀层厚度，同时进一步提高镀层耐腐蚀性能，无需改变原有热浸镀锌设备，有利于钢材批量热浸镀锌规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢材热浸镀锌合金
特别是涉及一种钢材热浸镀锌镍锆合金镀层的方法。
技术介绍
热浸镀锌作为钢铁材料表面防护的一种经济和有效的方法而被广泛应用于电力、交通、建筑等领域。由于在炼钢过程中，通常加入硅作为脱氧剂，因此，目前大量用于热浸镀锌的钢大都是含硅量较高的镇静钢和半镇静钢(称为活性钢)。钢中硅的存在会影响镀层中各相层的生长，镀层往往出现灰暗、超厚、粘附性差的现象，使镀层质量大大降低。为了提高热镀锌产品的质量,并降低生产成本,20世纪90年代，国内展开了许多关于热浸镀合金技术的研究。近年来，为了解决热镀锌过程中因含硅活性钢引起的镀层超厚生长问题，提出了多种解决方案，其中常见的是往锌浴中添加微量合金元素，通过合金元素的作用来控制铁锌反应，以获得理想的镀层。因此发展了锌铝合金、锌镍合金等热浸镀锌技术。锌镍合金的研究表明，在锌浴中添加0.04％～0.12％Ni，可以提高锌液的流动性和镀层的光亮性，同时也较好地解决硅镇静钢出现的镀层超厚而粘附性差的问题，并较广泛地应用于生产实践。但其不足之处是耐蚀性提高不大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能有效控制锌浴成分，既能解决钢中硅对热浸镀锌层质量的不利影响，又能提高镀锌层耐蚀性能的钢材热浸镀锌镍锆合金镀层的方法。为达上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种钢材热浸镀锌镍锆合金镀层的方法，包括：分别提供第一合金和第二合金；将锌、第一合金和第二合金混合熔融，得到锌浴；所述锌浴含有的成分按重量百分比包括:镍0.05％～0.10％，锆0.03％～0.10％、余量为锌；将预处理的钢材在所述锌浴中进行热浸镀锌。优选的，分别提供第一合金和第二合金具体为：按重量比例称取锌、镍、锆，分别置于石墨坩埚中，加热熔融后保温，制成第一合金和第二合金；其中所述第一合金成分按重量百分比计包括，镍2％～3％，余量为锌；所述第二合金成分按重量百分比计包括：锆1％～2％，余量为锌。优选的，所述第一合金的熔炼温度为600～620℃，保温时间3～4小时；所述第二合金的熔炼温度为710～730℃，保温时间3～4小时。优选的，在所述第一合金和第二合金分别进行保温后，再经过搅拌、静置和去除合金液表面的灰渣，然后分别浇注成第一合金和第二合金的合金锭。优选的，所述将锌、第一合金和第二合金混合熔融，得到锌浴具体为：将锌熔化并保持温度在445～455℃，再加入第一合金和第二合金。优选的，所述预处理具体为将钢材进行除油、除锈、助镀和烘干。优选的，所述除油具体为：在60～70℃温度条件下，5～6wt％NaOH水溶液中对钢材进行碱洗除油；所述除锈具体为：用温度50～60℃清水对钢材进行水洗；在温度为20～30℃条件下15～20wt％的HCl中对钢材进行酸洗除锈；所述助镀具体为：用20～30℃的清水将钢材进行再水洗；在温度为80～90℃的70wt％的NH4Cl与30wt％的ZnCl2混合水溶液助镀剂中对钢材进行助镀，助镀时间2～3min；所述烘干具体为：在温度为110～130℃条件下对钢材进行烘干，时间为2～5min。优选的，所述热浸镀锌具体为：在温度为445～455℃的条件下，将钢材在所述锌浴中进行热浸镀锌3～10min。优选的，在所述热浸镀锌后还包括：检测所述锌浴成分含量，并根据所述检测结果，向所述锌浴中添加所述第一合金和第二合金，满足所述锌浴中镍或锆含量不低于原含量的80％。相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：通过定期锌浴成分检测，采取分别添加二元中间合金的方式，解决锌浴中各合金元素消耗速度不同的问题，使合金锌浴成分容易控制；可有效抑制含硅活性钢的镀层超厚生长，提高镀层耐腐蚀性能，较大幅度延缓白锈的生成；工艺简单，无需改变原有热浸镀锌设备，有利于钢材批量热浸镀锌规模化生产。附图说明图1为含0.10％Si钢分别在450℃纯Zn浴、Zn-0.1％Ni合金浴和Zn-0.1％Ni-0.06％Zr合金浴中热浸镀5min后获得的镀层厚度的柱状图。图2为热浸镀纯Zn、Zn-0.1％Ni和Zn-0.1％Ni-0.06％Zr镀层在5％NaCl盐雾腐蚀8小时后镀层白锈覆盖面积的柱状图。图3为热浸镀纯Zn、Zn-0.1％Ni和Zn-0.1％Ni-0.06％Zr镀层在5％NaCl溶液中的极化曲线。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的描述，但是本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。下述实施例中，除特别说明，％表示重量百分比。本专利技术主要的目的在于在现有技术不足的基础上，通过在锌浴中添加第一合金和第二合金来补充锌浴由于电镀操作而损失的金属，从而保证镀层的稳定。所以基于上述问题，本专利技术提供如下方法：分别提供第一合金和第二合金；将锌、第一合金和第二合金混合熔融，得到锌浴；所述锌浴含有的成分按重量百分比包括:镍0.05％～0.10％，锆0.03％～0.10％、余量为锌；将预处理的钢材在所述锌浴中进行热浸镀锌。优选的，分别提供第一合金和第二合金具体为：按重量比例称取锌、镍、锆，分别置于石墨坩埚中，加热熔融后保温，制成第一合金和第二合金；其中所述第一合金成分按重量百分比计包括，镍2％～3％，余量为锌；所述第二合金成分按重量百分比计包括：锆1％～2％，余量为锌。优选的，所述第一合金的熔炼温度为600～620℃，保温时间3～4小时；所述第二合金的熔炼温度为710～730℃，保温时间3～4小时。优选的，在所述第一合金和第二合金分别进行保温后，再经过搅拌、静置和去除合金液表面的灰渣，然后分别浇注成第一合金和第二合金的合金锭。优选的，所述将锌、第一合金和第二合金混合熔融，得到锌浴具体为：将锌熔化并保持温度在445～455℃，再加入第一合金和第二合金。优选的，所述预处理具体为将钢材进行除油、除锈、助镀和烘干。优选的，所述除油具体为：在60～70℃温度条件下，5～6wt％NaOH水溶液中对钢材进行碱洗除油；所述除锈具体为：用温度50～60℃清水对钢材进行水洗；在温度为20～30℃条件下15～20wt％的HCl中对钢材进行酸洗除锈；所述助镀具体为：用20～30℃的清水将钢材进行再水洗；在温度为80～90℃的70wt％的NH4Cl与30wt％的ZnCl2混合水溶液助镀剂中对钢材进行助镀，助镀时间2～3min；所述烘干具体为：在温度为110～130℃条件下对钢材进行烘干，时间为2～5min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢材热浸镀锌镍锆合金镀层的方法，其特征在于，包括：分别提供第一合金和第二合金；将锌、第一合金和第二合金混合熔融，得到锌浴；所述锌浴含有的成分按重量百分比包括:镍0.05％～0.10％，锆0.03％～0.10％、余量为锌；将预处理的钢材在所述锌浴中进行热浸镀锌。

【技术特征摘要】
1.一种钢材热浸镀锌镍锆合金镀层的方法，其特征在于，包括：
分别提供第一合金和第二合金；
将锌、第一合金和第二合金混合熔融，得到锌浴；所述锌浴含有的成分按重量百分
比包括:镍0.05％～0.10％，锆0.03％～0.10％、余量为锌；
将预处理的钢材在所述锌浴中进行热浸镀锌。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别提供第一合金和第二合金具体
为：
按重量比例称取锌、镍、锆，分别置于石墨坩埚中，加热熔融后保温，制成第一合
金和第二合金；
其中所述第一合金成分按重量百分比计包括，镍2％～3％，余量为锌；
所述第二合金成分按重量百分比计包括：锆1％～2％，余量为锌。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一合金的熔炼温度为
600～620℃，保温时间3～4小时；
所述第二合金的熔炼温度为710～730℃，保温时间3～4小时。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第一合金和第二合金分别进
行保温后，再经过搅拌、静置和去除合金液表面的灰渣，然后分别浇注成第一合金和第
二合金的合金锭。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将锌、第一合金和第二合金混
合熔融，得到锌浴具体为：
将锌熔化并...

【专利技术属性】
技术研发人员：周巍，于航，李昀瑧，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32