一种钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂及其应用工艺制造技术

本发明专利技术涉及钢制紧固件热镀锌技术领域，具体涉及一种钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂及其应用工艺。钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂，包括氯化锌100~200g/L、氯化镁10~40g/L、氯化镍8.0~13g/L、盐酸6.0~12g/L、六甲基四胺2.0~3.5g/L、助镀添加剂2.0~10g/L，其余为水。其应用工艺包括脱脂、水清洗、除锈、二次水清洗、粘助镀剂、干燥、镀锌等步骤。本发明专利技术的钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂不含有遇到熔融的金属锌液产生白烟的氯化铵,可大幅度降低钢制紧固件热浸镀锌时烟尘的产生，使用该助镀剂的热镀锌工艺更加优化，具有生产成本低廉、助镀质量稳定和可批量钢制紧固件热镀锌的生产等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂及其应用工艺
本专利技术涉及钢制紧固件热镀锌
，具体涉及一种钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂及其应用工艺。
技术介绍
热镀锌（Hot-dipgalvanizing),是一种普遍用于钢制紧固件的表面防腐蚀方法。它利用金属锌的低熔点能够粘附在高熔点钢铁表面上的特性，而采用的防腐处理方法。本专利技术所述的钢制紧固件通常为螺杆、螺母，其中也包括各种防盗、防拆卸的异型螺杆、螺母；对钢制紧固件热镀锌的主要目的是用于提高其耐腐蚀性能，广泛应用在通讯电力行业，电力输电线路铁塔等国民经济各个领域。钢制紧固件热镀锌属于批量热镀锌工艺范围，但是其工艺、设备与钢制结构件热镀锌截然不同。在钢制紧固件热镀锌整个工艺流程中，浸粘涂覆助镀溶剂是关键步骤，处于承上启下的重要环节。它不仅可以弥补钢制紧固件盐酸酸洗除锈工序可能存在的不足，还可以“活化”其表面、使锌液更好的“浸润”钢基表面，在浸润的物理、化学反应过程中紧固件表面热镀一层金属锌。目前国内钢制紧固件热镀锌所使用的助镀剂，因氯化铵价格便宜，采用单一的氯化铵作为助镀剂的占大多数，也有个别企业用氯化铵和氯化锌混合水溶液作助镀剂。作为助镀剂的主要原料氯化铵在与高温锌液接触时迅速分解，释放出氯化氢和氨气，起到活化钢制紧固件表面，同时去除锌液表面氧化物的作用。助镀剂中的氯化锌在钢制紧固件遇到熔融的锌液高温热镀锌时，则主要起防止其表面出现二次氧化的作用，同时能在其熔化时增加锌液对钢制紧固件表面的润湿性，增加金属锌与钢基体的结合力，这种混合溶液的助镀剂获得的镀锌层质量远远高于单一使用氯化铵做助镀剂的镀层质量。但是单独以氯化铵水溶液或者是以氯化铵、氯化锌混合溶液作为钢制紧固件热镀锌的助镀剂，在使用过程中，附着在钢制紧固件表面上的氯化铵涂覆膜层、氯化铵和氯化锌复合盐膜层在490~520℃热浸镀锌温度下，盐膜中的氯化铵在337.8℃时分解为NH3和HCl，分解释放出的氨和氯化氢中一部分与锌液表面的氧化锌继续发生如下反应：2HCl+NH3+ZnO=ZnCl2（NH3）+H2O而氯化锌（ZnCl2）的沸点为732℃，在钢制紧固件热镀锌温度下不会分解出HCl，它在溶剂中主要起到对工件表面及锌液的净化等作用。截止目前，在现有钢制紧固件热镀锌生产中，其助镀剂中都含有氯化铵，没有检索到不用氯化铵作为助镀剂成分进行紧固件热镀锌的文献。同时，无论是否含有氯化铵的助镀剂的配方中，都是应用在钢制结构件的热镀锌生产上而不是钢制紧固件上，而钢制紧固件的外表形状与钢制结构件相比较为复杂，因此，钢制结构件所用助镀剂及其工艺不适用于钢制紧固件热镀锌的生产。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂及其应用工艺，该助镀剂中不含有遇到熔融的金属锌液产生白烟的氯化铵,可大幅度降低钢制紧固件热浸镀锌时烟尘的产生，使用该助镀剂的热镀锌工艺更加优化，具有生产成本低廉、助镀质量稳定和可批量钢制紧固件热镀锌的生产等优点。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂，包括以下各组分：氯化锌100~200g/L、氯化镁10~40g/L、氯化镍氯化镍8.0~13g/L、盐酸6.0~12g/L、六甲基四胺2.0~3.5g/L、助镀添加剂2.0~10g/L，其余为水。所述的助镀添加剂为PSA-96型炔二醇表面活性剂和乳化剂OP-10的混合物，二者重量比为2-1:1。所述无白烟助镀剂的PH值为2.5-2.8；所述盐酸密度为1.14g/cm3。本专利技术的助镀剂的总浓度控制在13~28%，优选浓度15~18%。在该浓度范围之内，可以适应不同材质的钢制紧固件的热镀锌。一种钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂的应用工艺，包括以下步骤：①脱脂，将钢制紧固件装入圆周有孔的滚筒内，钢制紧固件装入量为滚筒容积的3/5，然后进行脱脂，脱脂时间为25~30min，脱脂温度为81~86℃；钢制紧固件进行脱脂时，在滚筒内同时装入石英砂，每个滚筒内装入石英砂重量为10~15kg，石英砂的颗粒直径为5~10mm；②水清洗，将脱脂后的钢制紧固件连同滚筒一起进入水清洗工序；经过两道水清洗后进入下道除锈工序；③除锈，将清洗后的滚筒连同钢制紧固件浸渍在质量浓度为15~20%的盐酸里进行除锈；除锈时为25~30min；④二次水清洗，随后钢制紧固件连同滚筒一并进入二次水清洗工序；⑤粘助镀剂，将钢制紧固件和滚筒放进权利要求1所述的助镀剂溶液中，旋转滚动，时间控制在6~8min；助镀剂温度控制在81~86℃；助镀剂中的铁离子控制在1.0~12g/L；⑥干燥，将助镀完毕的钢制紧固件倒进专用输送框内，运送到干燥机中进行干燥，干燥至钢制紧固件螺纹内无水渍痕迹；⑦镀锌，将钢制紧固件浸入到480~520℃的锌液中，浸镀1~3min完成镀锌。所述步骤①脱脂时采用化学脱脂清洗法，脱脂清洗剂的质量组成为(wt%)：碳酸钠20~25%、磷酸三钠10~18%、OP-104~10%、平平加A-206~15%，其余为水。脱脂清洗剂中各组分的含量控制原则为：热墩紧固件表面油脂较少，脱脂剂可采用较低浓度，可取下限值；冷镦紧固件表面油脂较多，脱脂剂可采用较高浓度，各成分可取上限值，根据需要而定。步骤⑥所述的干燥温度为220℃。步骤⑤中铁离子浓度的控制方法是，调整助镀剂水溶液的PH值到5.5-6.0后，添加双氧水，将助镀剂中的FeCl2、FeCl3变为氢氧化铁Fe(OH)3，最后利用板框式压滤机将氢氧化铁沉淀过滤出来，使助镀剂中的铁离子控制在1.0g/L~12g/L。PH值调整采用向助镀剂中添加氢氧化钠溶液进行,采用的氢氧化钠溶液的质量浓度为40%；采用的双氧水的质量浓度为30%。所述助镀剂中六甲基四胺的添加量为2.5g/L。步骤⑦是将钢制紧固件浸入到500℃的锌液中，锌液在陶瓷锌锅中熔化，浸镀1~3min完成镀锌，镀层厚度为65~85μm。本专利技术具有如下有益效果：①本专利技术的助镀剂中不含氯化铵，因此在热镀锌过程中无NH3和HCl烟雾产生，大大改善了工作环境，减少了生产时对车间及周边环境的污染；②本专利技术的助镀剂配方中主要成分是氯化锌，其熔点约290℃、沸点732℃，极易溶于水，使用时助镀剂中的盐酸与熔融的锌液接触，盐酸中HCl被分解为氯气和氢气，氯气与锌液反应生成氯化锌，正是热镀锌所需要的络合剂，产生的氢气可以冲散锌液表面的锌灰，二者结合优点互补、摒弃缺点，解决了传统方法用氯化铵作助镀剂钢制紧固件表面热镀锌时出现“漏镀”、“黑点”的缺陷。③本专利技术助镀剂配方中另一重要成分为氯化镁，属于碱性氯化物，是典型的离子卤化物，添加氯化镁不仅可以弥补氯化锌含量的不足，再者氯化镁比氯化锌便宜，来源广泛；氯化镁分解时产生氧化镁和氯化氢，氧化镁可以漂浮出锌液面，不粘附在螺母的螺纹内，不会出现“漏镀、漏铁”等现象；同时氯化镁无毒，更适应与热镀锌的生产。④本专利技术的助镀剂配方中添加氯化镍，助镀时金属镍元素粘附在紧固件表面上，在锌液中通过置换反应产生控制镀层结构的锌-镍化合物质；该物质能够阻止锌-铁合金的生成，降低合金层厚度，降低锌与钢基体的反应速度，可有效抑制镀层超厚现象的出现；从而起到控制镀锌层厚度的作用。⑤本专利技术助镀剂中添加的PSA-96型炔二醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂，其特征在于：包括以下各组分：氯化锌100~200g/L、氯化镁10~40g/L、氯化镍8.0~13g/L、盐酸6.0~12g/L、六甲基四胺 2.0~3.5g/L、助镀添加剂2.0~10g/L，其余为水。

【技术特征摘要】
1.一种钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂，其特征在于：包括以下各组分：氯化锌100~200g/L、氯化镁10~40g/L、氯化镍8.0~13g/L、盐酸6.0~12g/L、六甲基四胺2.0~3.5g/L、助镀添加剂2.0~10g/L，其余为水。2.根据权利要求1所述的钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂，其特征在于：所述的助镀添加剂为PSA-96型炔二醇表面活性剂和乳化剂OP-10的混合物，二者重量比为2-1:1。3.根据权利要求1所述的钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂，其特征在于：所述无白烟助镀剂的PH值为2.5-2.8；所述盐酸密度为1.14g/cm3。4.一种权利要求1所述的钢制紧固件热镀锌用无白烟助镀剂的应用工艺，其特征在于：包括以下步骤：①脱脂，将钢制紧固件装入圆周有孔的滚筒内，钢制紧固件装入量为滚筒容积的3/5，然后进行脱脂，脱脂时间为25~30min，脱脂温度为81~86℃；钢制紧固件进行脱脂时，在滚筒内同时装入石英砂，每个滚筒内装入石英砂重量为10~15kg，石英砂的颗粒直径为5~10mm；②水清洗，将脱脂后的钢制紧固件连同滚筒一起进入水清洗工序；经过两道水清洗后进入下道除锈工序；③除锈，将清洗后的滚筒连同钢制紧固件浸渍在质量浓度为15~20%的盐酸里进行除锈；除锈时为25~30min；④二次水清洗，随后钢制紧固件连同滚筒一并进入二次水清洗工序；⑤粘助镀剂，将钢制紧固件和滚筒放进权利要求1所述的助镀剂溶液中，旋转滚动，时间控制在6~8min；助镀剂温度控制在81~86℃；助镀剂中的铁离子控制在1.0~12g/L；⑥干燥，将助镀完毕的钢制...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗立贤，王正寅，李孝礼，
申请(专利权)人：温州信德电力配件有限公司，王正寅，苗立贤，
类型：发明
国别省市：浙江,33