一种热浸镀锌处理方法

技术领域

本发明涉及热浸镀锌技术领域，具体是一种热浸镀锌处理方法。

背景技术

热镀锌是使熔融金属锌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。热浸镀锌具有很多优点，例如，溶化锌均很容易均匀的覆盖在整个钢材表面，包括在凹陷处管件内部，对基体起到全面保护的作用。同时锌层附着力强，使用寿命长。锌层在大气中的消耗是非常缓慢的，约为钢铁腐蚀速率的1/17至1/18，且是可预估的。其寿命远超过其它任何涂层。然而暴露在空气中的镀锌层如果不采取有效的措施，耐蚀性依然不理想。目前镀锌件最广泛的钝化手段是铬酸盐钝化处理，主要原因是该方法工艺简单、成本低、抗蚀性能好，而且钝化膜有自愈能力。经铬酸盐处理后形成铬/基体金属混合氧化物膜层，膜层中铬主要以六价和三价形式存在。由于六价铬是致癌物质，对人体及环境都有严重危害，随着人们环境意识的增强，因此，需要一种热浸镀锌处理方法，解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热浸镀锌处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热浸镀锌处理方法，包括以下步骤：

S1：沥锌：将锌浴中的热浸镀锌工件取出后倾斜放置，使得工件表面流动的锌液沥入锌浴内；

S2：冷却：将沥锌后的工件放置5-10min，使得热浸镀锌工件自然冷却至100-150°C，从而工件表面生成锌铁合金层；

S3：内吹：利用蒸汽对工件进行内吹，将热浸镀锌内多余的锌粉吹入锌桶内；

S4：钝化：将钝化液喷射到工件表面，并进行烘烤，完成镀锌后处理。

作为本发明进一步的方案：步骤S3中的内吹压力为1.0-1.5MPa，蒸汽温度为120-140°C，内吹时间为20-30S。

作为本发明进一步的方案：步骤S4中钝化液由1.8～2.5wt％的钛酸盐、3.2～5.8wt％的磷酸盐、12.0～15.0wt％的有机硅改性环氧树脂、0.3～0.5wt％的三乙醇胺、2.3～2.8wt％的有机酸和水组成。

作为本发明进一步的方案：步骤S4中的烘烤温度为120-150°C，烘烤时间为20-30min。

作为本发明进一步的方案：所述的有机硅改性环氧树脂由以下方法制备得到：将环氧树脂E44与钛酸丁酯催化剂放入装有搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的三口烧瓶中，加热升温至80～120°C后开始搅拌，其中所述环氧树脂E44与钛酸丁酯催化剂的质量比为10∶0.1～0.2；然后按Z6018∶E44质量比为1∶2的比例缓慢滴加Z6018有机硅的二甲苯溶液，并在200°C反应4.5～5.5小时，然后回流冷凝不断分离析出反应产生的小分子化合物醇和水，得到半透明的黏稠状有机硅改性环氧树脂。

作为本发明进一步的方案：所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠或磷酸锌中的一种或多种。

作为本发明进一步的方案：所述有机酸选自含有羟基的有机酸。

作为本发明进一步的方案：所述有机酸选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸、水杨酸或乳酸中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种热浸镀锌处理方法，工艺简单，处理后的镀锌件表面耐腐蚀效果极佳，减缓镀锌件的表面腐蚀速率，提高使寿命，值得推广。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种热浸镀锌处理方法，包括以下步骤：

S1：沥锌：将锌浴中的热浸镀锌工件取出后倾斜放置，使得工件表面流动的锌液沥入锌浴内；

S2：冷却：将沥锌后的工件放置5min，使得热浸镀锌工件自然冷却至100°C，从而工件表面生成锌铁合金层；

S3：内吹：利用蒸汽对工件进行内吹，将热浸镀锌内多余的锌粉吹入锌桶内；

S4：钝化：将钝化液喷射到工件表面，并进行烘烤，完成镀锌后处理。

其中，步骤S3中的内吹压力为1.0MPa，蒸汽温度为120°C，内吹时间为20S，步骤S4中钝化液由1.8wt％的钛酸盐、3.2wt％的磷酸盐、12.0wt％的有机硅改性环氧树脂、0.3wt％的三乙醇胺、2.3wt％的有机酸和水组成，步骤S4中的烘烤温度为120°C，烘烤时间为20min。

所述的有机硅改性环氧树脂由以下方法制备得到：将环氧树脂E44与钛酸丁酯催化剂放入装有搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的三口烧瓶中，加热升温至80°C后开始搅拌，其中所述环氧树脂E44与钛酸丁酯催化剂的质量比为10∶0.1；然后按Z6018∶E44质量比为1∶2的比例缓慢滴加Z6018有机硅的二甲苯溶液，并在200°C反应4.5小时，然后回流冷凝不断分离析出反应产生的小分子化合物醇和水，得到半透明的黏稠状有机硅改性环氧树脂，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠或磷酸锌中的一种或多种，所述有机酸选自含有羟基的有机酸，所述有机酸选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸、水杨酸或乳酸中的一种或多种。

实施例二：

一种热浸镀锌处理方法，包括以下步骤：

S1：沥锌：将锌浴中的热浸镀锌工件取出后倾斜放置，使得工件表面流动的锌液沥入锌浴内；

S2：冷却：将沥锌后的工件放置10min，使得热浸镀锌工件自然冷却至150°C，从而工件表面生成锌铁合金层；

S3：内吹：利用蒸汽对工件进行内吹，将热浸镀锌内多余的锌粉吹入锌桶内；

S4：钝化：将钝化液喷射到工件表面，并进行烘烤，完成镀锌后处理。

其中，步骤S3中的内吹压力为1.5MPa，蒸汽温度为140°C，内吹时间为30S，步骤S4中钝化液由2.5wt％的钛酸盐、5.8wt％的磷酸盐、15.0wt％的有机硅改性环氧树脂、0.5wt％的三乙醇胺、2.8wt％的有机酸和水组成，步骤S4中的烘烤温度为150°C，烘烤时间为30min。

所述的有机硅改性环氧树脂由以下方法制备得到：将环氧树脂E44与钛酸丁酯催化剂放入装有搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的三口烧瓶中，加热升温至120°C后开始搅拌，其中所述环氧树脂E44与钛酸丁酯催化剂的质量比为10∶0.2；然后按Z6018∶E44质量比为1∶2的比例缓慢滴加Z6018有机硅的二甲苯溶液，并在200°C反应5.5小时，然后回流冷凝不断分离析出反应产生的小分子化合物醇和水，得到半透明的黏稠状有机硅改性环氧树脂，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠或磷酸锌中的一种或多种，所述有机酸选自含有羟基的有机酸，所述有机酸选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸、水杨酸或乳酸中的一种或多种。

实施例三：

一种热浸镀锌处理方法，包括以下步骤：

S1：沥锌：将锌浴中的热浸镀锌工件取出后倾斜放置，使得工件表面流动的锌液沥入锌浴内；

S2：冷却：将沥锌后的工件放置8min，使得热浸镀锌工件自然冷却至120°C，从而工件表面生成锌铁合金层；

S3：内吹：利用蒸汽对工件进行内吹，将热浸镀锌内多余的锌粉吹入锌桶内；

S4：钝化：将钝化液喷射到工件表面，并进行烘烤，完成镀锌后处理。

其中，步骤S3中的内吹压力为1.2MPa，蒸汽温度为130°C，内吹时间为25S，步骤S4中钝化液由2.0wt％的钛酸盐、5.5wt％的磷酸盐、13.0wt％的有机硅改性环氧树脂、0.4wt％的三乙醇胺、2.6wt％的有机酸和水组成，步骤S4中的烘烤温度为130°C，烘烤时间为25min。

所述的有机硅改性环氧树脂由以下方法制备得到：将环氧树脂E44与钛酸丁酯催化剂放入装有搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的三口烧瓶中，加热升温至100°C后开始搅拌，其中所述环氧树脂E44与钛酸丁酯催化剂的质量比为10∶0.15；然后按Z6018∶E44质量比为1∶2的比例缓慢滴加Z6018有机硅的二甲苯溶液，并在200°C反应5.0小时，然后回流冷凝不断分离析出反应产生的小分子化合物醇和水，得到半透明的黏稠状有机硅改性环氧树脂，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠或磷酸锌中的一种或多种，所述有机酸选自含有羟基的有机酸，所述有机酸选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸、水杨酸或乳酸中的一种或多种。

通过中性盐雾腐蚀试验来检测实施例一、二、三的镀锌工件表面的抗腐蚀能力，其中，中性盐雾腐蚀试验是指参照GB/T10125-1997采用连续喷雾测试120h，观察出现“白锈”的面积，用划格法计算“白锈”面积所占百分数，并参照GB/T6461-2002进行等级评价。所述中性盐浸泡试验是指将经本发明处理过的试样分别浸入5wt％的氯化钠溶液中30天，观察一定时间后的“白锈”面积百分比。

实施例一、二、三中的GB/T6461-2002进行评价等级分别为9、9、9；实施例一、二、三中的白锈面积百分比分别为4.2%、3.4%、4.1%，结果显示，镀锌工件的耐腐蚀性能好，表面热浸镀锌后处理方法效果好。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。