專利名稱：一種熱浸鍍鋅工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍍鋅技術(shù)，尤其是指一種熱浸鍍鋅工藝方法。
背景技術(shù)：
熱浸漬鍍鋅是目前鋼鐵材料及構(gòu)件最有效的防腐蝕工業(yè)手段。傳統(tǒng)的熱浸漬鍍鋅工藝存在能耗高、鍍鋅層的厚度均勻性差、防腐蝕性、表面硬度(耐磨性能)等方面均存在不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能耗低、防腐蝕性及耐磨性好、生產(chǎn)成本低的熱浸鍍鋅工藝方法。
本發(fā)明的目的是通過下述的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種熱浸鍍鋅工藝方法，包括下述步驟堿洗、水洗、酸洗、水洗、浸漬氯化鋅銨溶劑、烘干、熱浸鍍鋅、冷卻，其中所述的浸漬氯化鋅銨溶劑步驟中的溶劑內(nèi)添加有重量百分比3.0～6.0％的納米氧化鋅微乳液膠體。
上述的一種熱浸鍍鋅工藝方法中所述的納米氧化鋅微乳液膠體是由1～4％的納米氧化鋅、0.2～0.6％的聚丙稀酸和余量的去離子水組成。
上述的一種熱浸鍍鋅工藝方法中所述的納米氧化鋅含量為95～98.5％、粒直徑10～20nm、比面積20～120m2/g、灼燒減量4～0.1％、堆積密度0.3～0.5g/ml。
上述的一種熱浸鍍鋅工藝方法中所述的聚丙稀酸純度為98％、分子量1000。
本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下述優(yōu)點(diǎn)1.可以使晶體生長(zhǎng)速度加快，在相同的技術(shù)要求下可以縮短熱浸漬時(shí)間，提高生產(chǎn)效率、降低能源消耗。
2.晶粒更細(xì)，改善了鍍鋅層的表面硬度和耐腐蝕性能，延長(zhǎng)使用壽命。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖；圖2是本發(fā)明分散劑飽和度曲線圖；圖3是本發(fā)明納米氧化鋅乳膠體用量對(duì)鍍鋅層厚度的影響曲線圖；圖4是本發(fā)明納米氧化鋅乳膠體用量對(duì)鍍鋅層平均厚度差的影響曲線圖；圖5是本發(fā)明的鍍鋅層組織金相圖；圖6是現(xiàn)有技術(shù)的鍍鋅組織金相圖。
具體實(shí)施例方式
參閱圖1所示，本發(fā)明的工藝流程為堿洗→水洗→酸洗→水洗→浸漬氯化鋅銨溶劑→烘干→熱浸鍍鋅→冷卻，工藝的關(guān)鍵是在浸漬氯化鋅銨溶劑內(nèi)添加有重量百分比3.0～6.0％的納米氧化鋅微乳液膠體，下面通過實(shí)施例對(duì)該步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1納米氧化鋅微乳液膠體的制備納米材料的應(yīng)用分為干態(tài)和濕態(tài)兩種形式，在溶劑中應(yīng)用為濕態(tài)，濕態(tài)應(yīng)用的前提是需要形成高分散、高穩(wěn)定的并保持納米特性的微乳液膠體；而微乳液膠體的制備方法有兩種，一種是在制備納米微粒時(shí)對(duì)顆粒表面進(jìn)行改性處理，另一種是在納米顆粒分散的懸浮液中，加入合適的分散劑；因目前改性納米材料價(jià)格高、質(zhì)量不穩(wěn)定，因而本發(fā)明采用后一種方法，選用納米氧化鋅(含量95～98.5％、粒直徑10～20nm、比面積20～120m2/g、灼燒減量4～0.1％、堆積密度0.3～0.5g/ml)和分散劑體系。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，不同類型的分散劑對(duì)納米氧化鋅微乳液的穩(wěn)定性影響較大，見表1所示，表中的沉降率是質(zhì)量分?jǐn)?shù)2％的納米氧化鋅體系中，加入不同分散劑7天后測(cè)試的沉降率。從表1可以看出，以采用電解質(zhì)聚合物類分散劑為佳，具有較好的空間穩(wěn)定性和靜電穩(wěn)定性，因此，本發(fā)明的實(shí)施例中采用聚丙稀酸(工業(yè)級(jí)、純度98％、分子量1000)。
表1不同分散劑對(duì)納米氧化鋅體系沉降率的影響 申請(qǐng)人:還發(fā)現(xiàn)，不同的分散劑用量對(duì)納米氧化鋅微乳液膠體的穩(wěn)定性也有影響，太少或太多，沉降的體積均會(huì)增加，以本實(shí)施例中采用聚丙稀酸為例，聚丙稀酸的用量在0.2～0.6％效果較好，納米氧化鋅微乳液膠體接近飽和吸附，參閱圖2所示。
因此，本發(fā)明優(yōu)選采用由1～4％的納米氧化鋅、0.2～0.6％的聚丙稀酸和余量的去離子水制備成納米氧化鋅乳膠體。
實(shí)施例2納米氧化鋅微乳液膠體的用量范圍在氯化鋅銨溶劑內(nèi)加入不同用量的納米氧化鋅乳膠體，在其它工藝條件相同的情況下，測(cè)量熱浸鍍鋅工件的表面鍍鋅層厚度和平均厚度差，結(jié)果見圖3、圖4。
從圖3、圖4中可以確定納米氧化鋅微乳膠體的加入量以3.0～6.0％為佳。
實(shí)施例3熱浸鍍鋅層的金相分析參閱圖5、圖6所示，為在相同的邊界條件和熱浸時(shí)間的情況下，加入5％納米氧化鋅乳膠體的工件和未加納米氧化鋅乳膠體的工件鍍鋅層的組織金相電鏡圖，圖中符號(hào)α相為粘附層、γ相為中間層、δ1相為柵狀層、ζ相為漂走層、η相為純鋅層，加入納米氧化鋅乳膠體的熱鍍鋅層的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，在δ1及ζ層之間，出現(xiàn)了一個(gè)全新的結(jié)構(gòu)層，申請(qǐng)人暫命名為ζ1---納新層，ζ1層的厚度與δ1層及ζ層的厚度相近，相對(duì)于未加納米氧化鋅乳膠體的對(duì)應(yīng)工件，在相同的邊界條件和熱浸時(shí)間，表明加入納米氧化鋅乳膠體的工件鍍鋅層的生長(zhǎng)速度較未加納米氧化鋅乳膠體的工件快約1.5倍；這對(duì)以鍍鋅層厚度作為主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的熱浸鍍鋅來說，具有十分重大的意義。
實(shí)施例4鍍鋅層硬度對(duì)比測(cè)試方法在其它條件相同的情況下，測(cè)試加入5％納米氧化鋅微乳膠體和未加納米氧化鋅微乳膠體的鍍鋅工件各相層的顯微威氏硬度(Vickers Hardness)，顯微硬度是在25克的負(fù)荷下，用金剛石的菱形角錐測(cè)定，結(jié)果見表2所示。
表2不同相層的顯微硬度對(duì)比

從表2可以看出，各相層的硬度大幅提高近一倍，對(duì)金屬材料來說，表面硬度與耐磨度是等義的，也既是其耐磨性提高近一倍。
實(shí)施例5耐腐蝕性能測(cè)試方法按ASTM B117-97標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行鹽霧實(shí)驗(yàn)。
結(jié)果顯示按本發(fā)明方法加工的鍍鋅工件的平均腐蝕速度為0.275μm/小時(shí)，比現(xiàn)有技術(shù)加工的鍍鋅工件的平均腐蝕速度0.356μm/小時(shí)減少29.45％，即本發(fā)明方法可提高工件的防腐蝕性能近1/3。
權(quán)利要求
1.一種熱浸鍍鋅工藝方法，包括下述步驟堿洗、水洗、酸洗、水洗、浸漬氯化鋅銨溶劑、烘干、熱浸鍍鋅、冷卻，其特征是所述的浸漬氯化鋅銨溶劑步驟中的溶劑內(nèi)添加有重量百分比3.0～6.0％的納米氧化鋅微乳液膠體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱浸鍍鋅工藝方法，其特征是所述的納米氧化鋅微乳液膠體是由1～4％的納米氧化鋅、0.2～0.6％的聚丙稀酸和余量的去離子水組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱浸鍍鋅工藝方法，其特征是所述的納米氧化鋅含量為95～98.5％、粒直徑10～20nm、比面積20～120m2/g、灼燒減量4～0.1％、堆積密度0.～0.5g/ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱浸鍍鋅工藝方法，其特征是所述的聚丙稀酸純度為98％、分子量1000。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱浸鍍鋅工藝方法，屬于鍍鋅技術(shù)領(lǐng)域，它包括下述步驟堿洗、水洗、酸洗、水洗、浸漬氯化鋅銨溶劑、烘干、熱浸鍍鋅、冷卻，其中所述的浸漬氯化鋅銨溶劑的步驟中溶劑內(nèi)添加有重量百分比3.0～6.0％的納米氧化鋅微乳膠體。本發(fā)明的方法可降低同等厚度鍍鋅層的能耗低、提高鍍鋅層防腐蝕性及耐磨性能、降低生產(chǎn)成本低，可廣泛用于鋼鐵工件的表面熱浸鍍鋅。
文檔編號(hào)C23C2/02GK1847443SQ200610035429
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者譚仲德 申請(qǐng)人:譚仲德