【技术实现步骤摘要】
本申请涉及金属表面防腐领域，尤其涉及一种批量热浸镀锌铝镁镀层及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锌铝镁镀层是一种具有高耐蚀性合金镀层，是继zn～5％al和zn～55％的第四代耐蚀合金先进材料，它是在传统带钢热镀纯锌镀层产品的基础上，通过在锌浴中添加适量al、mg以及其他微量合金元素获得。
2、众所周知，热浸镀分为连续镀和批量镀，两者在生产工艺上有着明显的区别，连续镀用于钢带、钢丝、钢管等的生产，采用氧化、还原的前处理方法，在自动化生产线上完成所有工艺流程，其前处理至浸镀过程为还原气氛或惰性气氛保护的全封闭环境。批量镀采用传统的酸洗、助镀方法，其前处理至浸镀过程为大气敞开系统，所有工序的操作以机械化+人工辅助完成。目前的锌铝镁镀层主要是用于连续镀生产线，批量镀锌铝镁工艺机理研究和工艺创新成果报道极少，部分公开的研究报道中通过借助助镀工序或助镀剂组成的改变，以期通过助镀剂组分的优化减少漏镀，进而获得锌铝镁镀层。锌铝镁镀层的高耐蚀、低成本优势诱惑力巨大，但批量镀
的工程师和研究者们几乎没有获得明显的技术突破；这也是批量镀
的共性难题，也是亟待解决的技术问题。
3、公告号为cn113355562b中公开了一种《批量热浸锌铝镁合金镀层及其制备方法和应用》，该技术方案中的批量热浸锌铝镁合金镀层的组成包括：≥97.54％zn、0.05％～0.15％al、0.05％～1％mg、0.05％～0.5％稀土元素、0.01％～0.06％ni、0.005％～0.25％sr及总量为0.01％～0.5％的be和zr。>
4、进一步地，该申请文件说明书中公开了“上述批量热浸锌铝镁合金镀层通过调整锌合金浴中各组分的含量及配比，使得批量热浸锌铝镁合金镀层表面平整光滑，镀层耐蚀性较热镀锌层提高2～5倍，镀层厚度较常规热镀锌层降低40％～50％，厚度可控，兼具较薄的厚度和较好的耐腐蚀性效果”。
5、再进一步地，从该申请的说明书中还可以看出，其主要是通过锌合金浴中添加的稀土元素和镍，以及严格控制al和mg的含量，al的质量百分比为0.05％～0.15％，mg的质量百分比为0.05％～1％，从而有效解决锌铝镁合金镀层工艺难以应用在批量热镀锌领域的问题，满足批量热浸镀要求。
6、此外，该专利文献中公开的批量热浸锌铝镁合金镀层的制备方法中对助镀剂进行了改进，在传统氯化锌和氯化铵助镀剂的基础上，添加了naf、kcl、sncl2及表面活性剂等成分。但是，该方法中涉及到的助镀剂依然存在氯化铵与al反应污染的问题，且由于反应产生的气泡镀层表面产生大量的气泡和针孔极容易造成漏镀的问题；此外，naf的添加也容易造成设备的腐蚀。
技术实现思路
1、为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请的第一目的是提供一种批量热浸镀锌铝镁镀层，该批量热浸镀锌铝镁镀层具有良好的外观质量，镀层具有优异的耐腐蚀效果。
2、本申请的第二目的是提供一种制备批量热浸镀锌铝镁镀层的方法，以解决大气敞开环境下钢构件表面锌铝镁镀不上、镀层覆盖不完整、镀层不连续的问题。
3、本申请的第三目的是提供了上述所述的批量热浸镀锌铝镁镀层以及上述制备方法制备得到的批量热浸镀锌铝镁镀层的应用，主要应用于不适合传统连续镀生产的交通、建筑、电力、通信等领域的公路护栏、铁塔构件、钢结构、脚手架、灯杆、水暖器材、线路金具、小五金件等的热浸镀过程中。小五金件例如可以是螺钉或者是螺栓。
4、本申请中的批量热浸镀锌铝镁镀层，按质量百分比计，组成为：0.5％～2.0％al、0.5％～2.0％mg、余量为zn及不可避免的杂质；
5、其中，在将钢构件浸入熔融的锌合金浴中，以在表面形成一层批量热浸镀锌铝镁镀层时，锌合金浴的温度为500℃～540℃；热浸镀时间为30s～150s。
6、更优选的，所述批量热浸镀锌铝镁镀层的组成为：1.0％～2.0％al、1.0％～2.0％mg、余量为zn及不可避免的杂质；
7、其中，在将钢构件浸入熔融的锌合金浴中进行热浸镀以在表面形成一层批量热浸镀锌铝镁镀层时，锌合金浴的温度为510℃～530℃；热浸镀时间为30s、120s或者是150s。
8、专利技术人在实验研究中发现，随着浸镀时间的延长，镀层增厚，但耐蚀性能与镀层厚度不呈正比关系。电化学极化曲线、盐雾腐蚀试验、以及全浸试验结果基本一致。tafel曲线中，锌铝镁镀层极化电位较纯锌层都正移了，30s镀层的自腐蚀电流密度1.308×10-5a·cm2，极化电阻3817ω·cm2，耐蚀性能最佳；盐雾腐蚀中，纯锌层最早出现红锈，而锌铝镁镀层都较晚，其中30s、120s、150s在2000h才开始出现红锈；全浸试验中，纯锌镀层腐蚀速率是30s锌铝镁镀层的2.63倍。其结果为：随着浸镀时间的延长，镀层的耐蚀性能依次是耐蚀性能依次是30s＞150s＞120s＞60s＞90s＞纯锌，呈“v”型。
9、此外，镀层中mg含量升高，共晶组织增多，耐蚀性能增强；镀层中al含量升高，fe-al合金层增厚，耐蚀性能同样增强。电化学极化曲线、盐雾腐蚀试验、以及全浸试验结果基本一致。tafel曲线中，zn-2al-2mg镀层的自腐蚀电流密度8.291×10-6a·cm2，耐蚀性能最佳，zn-0.5al-0.5mg镀层的自腐蚀电流密度为4.135×10-5a·cm2，相应的耐蚀性能最差；中性盐雾试验中，相较于纯锌镀层锌铝镁镀层首次出现红锈时间都较晚，其中zn-2al-2mg、zn-1al-2mg在2000h才开始出现红锈；全浸试验中，zn-2al-2mg腐蚀速率最小、zn-0.5al-0.5mg腐蚀速率最大。其结果为：随着合金元素的加入，耐蚀性能依次是zn-0.5al-0.5mg＜zn-0.5al-1mg＜zn-0.5al-2mg＜zn-1al-2mg＜zn-2al-2mg。因此，al和mg元素的添加可以有效改善镀层的耐蚀性能。
10、进一步地，专利技术人通过实验发现，随着浸镀温度的升高，镀层增厚，镀层耐蚀性能增强。540℃镀层的腐蚀电位最正，且自腐蚀电流密度最小(1.141×10-6a·cm2)；盐雾试验中镀层2000h小时尚未出现红锈；在全浸试验500h浸泡，镀层的腐蚀速率0.546mm·a-1，耐蚀性能最佳。耐蚀性能结果如下：540℃＞530℃＞520℃＞510℃＞500℃。
11、本申请中的批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，包括以下步骤：
12、(1)钢构件脱脂→漂洗→漂洗→酸洗→漂洗→漂洗；通过上述表面处理，其目的是去除钢构件表面的锈垢，获得清洁的表面；表面处理后的钢构件在车间大气敞开环境下分别依次进行如下的室温浸泡活化和助镀雾化喷淋处理两步操作；
13、(2)钢构件在活化槽内活化，活化液的组成(质量百分含量)为：甲基磺酸锡1％～2％、醋酸铅0.1％～0.5％、十二烷基苯磺酸钠0.1％～0.3％、edta0.3％～0.5％和余量为水，活化液通过盐酸调整ph值为5～6.5，活化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种批量热浸镀锌铝镁镀层，其特征在于，按质量百分比计，所述批量热浸镀锌铝镁镀层的组成为：0.5％～2.0％Al、0.5％～2.0％Mg、余量为Zn及不可避免的杂质；
2.根据权利要求1所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层，其特征在于，按质量百分比计，所述批量热浸镀锌铝镁镀层的组成为：1.0％～2.0％Al、1.0％～2.0％Mg、余量为Zn及不可避免的杂质；
3.根据权利要求1所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的助镀处理具体为：先在室温下活化液中对经过表面预处理后的待镀钢件进行浸泡式活化，再经一定温度的助镀液雾化喷淋处理，再烘干处理；
5.根据权利要求4所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，其特征在于，所述浸泡式活化的时间为1min～3min；所述助镀液温度为60℃～80℃，雾化喷淋持续时间120s～200s，助镀液的雾化喷射量为每吨钢构件0.5L/min～2L/min。
6.根据权利要求5所述的
7.根据权利要求3或6所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，其特征在于，所述锌合金浴包括：1.0％～2.0％Al、1.0％～2.0％Mg、余量为Zn及不可避免的杂质。
8.根据权利要求7所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，其特征在于，所述锌合金浴的温度为510℃～530℃，浸镀时间为30s、120s或者是150s。
9.根据权利要求1～2任一项所述的批量热浸镀锌铝镁镀层或由权利要求3～8任一项所述的批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法制备的批量热浸镀锌铝镁镀层在制作高速公路护栏、高速铁路、海洋钻井平台、光伏支架、特高压输电铁塔、通讯塔、脚手架、灯杆、水暖器材、小五金件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种批量热浸镀锌铝镁镀层，其特征在于，按质量百分比计，所述批量热浸镀锌铝镁镀层的组成为：0.5％～2.0％al、0.5％～2.0％mg、余量为zn及不可避免的杂质；
2.根据权利要求1所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层，其特征在于，按质量百分比计，所述批量热浸镀锌铝镁镀层的组成为：1.0％～2.0％al、1.0％～2.0％mg、余量为zn及不可避免的杂质；
3.根据权利要求1所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的助镀处理具体为：先在室温下活化液中对经过表面预处理后的待镀钢件进行浸泡式活化，再经一定温度的助镀液雾化喷淋处理，再烘干处理；
5.根据权利要求4所述的一种批量热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，其特征在于，所述浸泡式活化的时间为1min～3min；所述助镀液温度为60℃～80℃，雾化喷淋持续时间1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王胜民，章平，纪海洋，赵晓军，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。