專利名稱：用熔融鋁合金熱浸鍍鋼制材料的工藝及熔融鋁合金鍍液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以熔融金屬浸鍍法，用熔融鋁合金鍍覆鋼制材料，如鐵制品的工藝，所述鋁合金包括熔融的Al-Si合金和Al-Zn-Si合金。本方法特別是使形成鍍層的光滑外觀成為可能，所述鍍層基本上沒有鍍覆缺陷和氧化物，并具有優(yōu)良的鍍覆性能，從而該方法使得在鍍層中保持大的鋁合金鍍層重量成為可能，本發(fā)明還涉及該工藝中所用熔融鋁合金鍍液。
迄今為止，作為改善建筑構(gòu)件，如鐵塔、橋梁等，管線金屬構(gòu)件或作為其組合件的螺栓產(chǎn)品等的抗腐蝕性的方法，一直進行著熱浸鍍鋅。然而，隨著海洋和海岸區(qū)域的開發(fā)，在嚴酷的腐蝕環(huán)境下要求進行各種維修，因為，長時間使用熱浸鍍鋅的鋼材時，得不到足夠的抗腐蝕能力。此外，近年來又發(fā)生了酸雨的問題。因此，對于上述鋼制材料的使用而言，熱浸鍍鋁合金，如Al-Zn-Si合金，Al-Si合金等是很有效的。鍍覆它們的各種方法已進行了研究。
然而在目前的狀況下，由于鋁容易氧化，所以對于需要在大氣中采用助劑進行熱浸鍍的建筑構(gòu)件、管線金屬構(gòu)件和螺栓產(chǎn)品而言，用鍍覆含大量鋁的合金，如Al-Zn-Si和Al-Si合金等的方法，難于得到無鍍層缺陷和氧化物等，提供均勻光滑的鍍覆外觀及象熱浸鍍鋅一樣優(yōu)良的鍍層性能的鍍層。因此，在進行熱浸鍍鋅而形成Fe-Zn合金鍍層后，如在JP-A-1-263255及JP-A-4-176852中所述，或在電鍍Zn或Zn-Ni合金后，如在JP-A-4-191355中所述，進行兩階段的鍍覆熔融Al-Zn合金的鍍覆方法已被開發(fā)出來了。然而，用這種兩階段鍍覆法，需要兩個熔鋅和熔Al-Zn合金的罐，或一臺電鍍設(shè)備和一個熔Al-Zn的罐，因此就產(chǎn)生了增加放置面積和維修費用，延長工作時間，工作步驟復(fù)雜化等問題，從而還產(chǎn)生了需要高成本的問題。
另一方面，已研究了各種采用助劑的，按一步鍍覆法進行的熱浸鍍工藝。比如，于JP-A-58-136759和JP-A-4-202751中所公開的那樣，助劑被用來獲得含1-20％鋁的Zn合金鍍層，但這種助劑不能用于鋁合金，如含30％或更高的鋁的Al-Zn合金，或含鋁作為主要組分的Al-Si合金的熱浸鍍。
此外，美國專利3,860,438，JP-A-3-162557和JP-A-4-323356公開了用含30-80％Al的熔融Al-Zn合金，以干助劑法進行的鍍覆工藝。其中，US.3,860,438公開了一種含氟化物作為主要組分的含水熔劑，所述氟化物由氟硅酸鉀、氟化鉀、氫氟酸和任選的氯化鋅組成，而JP-A-3-162557建議一種用Al-Zn合金熱浸鍍鋼制材料的工藝，該工藝包括在鋼材上涂覆一種氯化鋅-氯化銨水溶液型的助劑，所規(guī)定的氯化鋅對氯化銨的混合比為10/1-30/1，或涂覆選自由氯化鋰、氯化鉀和氟硅酸鈉所構(gòu)成的物組中的至少一種與所述助劑混合成的助劑的水溶液，而后加熱干燥。然而，用上述工藝，易出現(xiàn)如有未鍍部分之類的鍍層缺陷，并有時出現(xiàn)氧化物的附著，這是因為在鍍覆時不能獲得足夠的熔化和分解氧化物、尤其是氧化鋁的作用及抑制氧化的作用，和活化鋼材表面的作用。因此，上述工藝尚存有總也得不到令人滿意結(jié)果的問題。
在JP-A-4-323356中，在開發(fā)了一種熔融的助劑，它由含鋁的堿金屬氟化物和堿土金屬氯化物，或另外附加的堿金屬氯化物組成，并且還開發(fā)一種熱浸鍍工藝，它包括使所述助劑浮在熔融的Al-Zn合金鍍液上以進行熱浸鍍。然而，該工藝有這樣的問題對于形狀復(fù)雜的材料，如具有螺栓、螺帽組合件的管線金屬構(gòu)件及孔形的，或由含與氧有很大親合力的合金元素如Si、Cr、V等組份的鋼構(gòu)成的鋼材而言常出現(xiàn)未鍍部份和氧化物附著。
致于鋁的熱浸鍍，迄今為止已知的是用一種助劑的一步鍍覆工藝，該工藝包括使含10％(重量)或更低的氟化物(堿性氟化物、冰晶石等)及氯化物(KCl，LiCl，NaCl，CaCl2，ZnCl2)等作為主要組份的助劑浮在熔鋁鍍液上以進行熱浸鍍。然而，該助劑有在使用過程中明顯損耗的缺點，并且總需將其補充，而且由于鋼制材料的形狀和鋼的成份會出現(xiàn)未鍍部分。
此外，從長期耐腐蝕的觀點出發(fā)，用熔融的鋁合金，如含與鋁之比為20-65％(重量)的Zn和0.5-3.5(重量)的Si作主要成份的Al-Zn-Si合金或含3-12％(重量)的Si作主要成份的Al-Si合金在鋼材上形成一種厚的，即大的鍍覆重量的熱浸鍍層，是有效的。鍍鋁工作的開發(fā)是一直期望的。
在這種情況下，就用熔融鋁合金進行的上述工藝而言，一直在研究各種一步法的鍍覆工藝，所述的一步法包括直接用熔融的鋁合金對鋼材鍍覆，而不用以分開的兩個階段進行的兩階段鍍覆工藝，而且不用對鋼材提供鍍覆底鍍層，該法在生產(chǎn)率和方便性兩方面上都有工業(yè)價值。比如，對于可容易地進行連續(xù)鍍的帶鋼而言，包括清洗和用一種原性氣體使鋼板表面活化，然后密封在鍍池中以進行熱浸鍍的工業(yè)化的工藝，即所謂的Sendimir法和NOF法已經(jīng)確立，而且投入實施。然而，就根據(jù)該鍍覆工藝熱浸鍍成的Al-Zn-Si和Al-Si合金產(chǎn)物而言，鋼板每側(cè)的附著的鍍層重量最大為約100g/m2，但在此情況下，難于提供大的鍍層重量的熱浸鍍層以使熱浸鍍層加厚。
因此，就用熔鋁合金，特別是熔融的Al-Zn-Si合金或Al-Si合金的一步鍍覆法，用已經(jīng)研究過的助劑進行的各種鍍覆工藝而言，能形成無鍍覆缺陷，如未鍍部份和氧化物的熱浸鍍工藝已研究出來了，但在此情況下，能形成大的鍍覆重量的熱浸鍍層的工藝幾乎尚未開發(fā)和研究。
比如，對按照氣體還原法(Sendimir，NOF等)施以連續(xù)鍍覆法的帶鋼而言，附著在熔融合金鍍覆產(chǎn)物中的鍍覆重量對熔融Al-Zn-Si合金鍍覆產(chǎn)物而言大概主要為每單位面積為85g/m2，而對于熔融Al-Si合金鍍覆產(chǎn)物而言，每單位面積約為100g/m2，這可見于各種文獻和產(chǎn)品目錄，如“Galvalume Steel Sheet”(by Nip-pon Steel Co.，Ltd.，Published on June，1990)及“Al Steel”(in product Catalogue Published on October，1993)。據(jù)信，上述量是附著的鍍覆重量的上限。即使用高速鍍覆法，以該法，粘附的鍍覆重量比在常規(guī)的熱浸鍍，如熱鍍鋅的情況下，從鍍液中提升鍍材時帶出的熔融金屬量增加，情況也沒有變化。因此，在此情況下，難以用熔融的Al-Zn-Si合金或Al-Si合金形成大的鍍覆重量或重的熱浸鍍層。
另一方面，由于材料的形狀和尺寸等而難于按氣體還原法進行連續(xù)鍍覆，所以按助劑法進行熱浸鍍。對于要求長期耐腐蝕性的建筑構(gòu)件、管線金屬構(gòu)件，緊固件產(chǎn)品而言，特別需要按產(chǎn)業(yè)上優(yōu)越的一步鍍覆法形成大鍍覆重量的均勻而光滑的熱浸鍍層。然而，在此情況下，能粘附大鍍覆重量的鍍覆方法尚未充分建立，因為，有這樣的難題按對上述的帶鋼的連續(xù)鍍覆法進行高速鍍覆是困難的，而且在從鍍液中提升鍍材時增加被帶出的熔融金屬的量幾乎是不可期望的。
本發(fā)明的目的，在上述的情況下，在于提供一種用熔融鋁合金，這包括Al-Si合金和Al-Zn-Si合金對由各種鋼組份構(gòu)成的鋼制材料進行熱浸鍍的工藝，該工藝能形成無鍍覆缺陷，如無未鍍部份和附著氧化物，呈現(xiàn)均勻和光滑外觀，具有優(yōu)良的鍍層性能的鍍層，從而能在鍍層中附有大鍍覆重量的鋁合金，以及提供一種用于該工藝中的烷融鋁合金鍍液。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，進行了對欲被鍍覆鋼制材料預(yù)料有有益效果的氯化物水溶液型的助劑，即干助劑的開發(fā)，和對熔融鋁合金鍍覆金屬提供優(yōu)良效果的氟化物熔融助劑的各種研究，而現(xiàn)有技術(shù)中的各種難題通過應(yīng)用上述兩種助劑間的協(xié)同效應(yīng)而被解決，借此能按一步鍍覆的助劑法進行的，用熔融鋁合金鍍覆的工藝就開發(fā)出來了。因此，本發(fā)明，就其中要在580°-700℃的鍍覆溫度下用熔融鋁合金鍍覆，即用含20-65％(重量)的Zn和0.5-3.5％(重量)的Si作主成份(對鋁而言)的Al-Zn-Si合金鍍覆，或用3-12％(重量)的Si作主成分(對鋁而言)的Al-Si合金的鍍覆而言，提供了一種用助劑對各種形狀和各種鋼成份的鋼制材料進行一步鍍覆法的鍍覆工藝，以該工藝，可形成有均勻和光滑的外觀，而沒有諸如未鍍部分之類的鍍覆缺陷，并且具有優(yōu)良的鍍層性能的熱浸鍍層。
這就是說，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種符合一步鍍覆法的，用助劑的以熔融鋁合金對鋼材熱浸鍍的工藝，它包括去除鋼制材料表面上的氧化物層，對該鋼制材料表面進行活化處理，及對該鋼制材料表面進行以下處理(i)用一種氯化物助劑溶液進行的涂覆處理，該溶液含有由(a)至少一種選自由氯化鈣和氯化鎂構(gòu)成的物組中的氯化物和(b)至少一種選自由氯化鉀、氯化鋰和氯化鈉構(gòu)成的物組中的氯化物所構(gòu)成的主成分，然后進行干燥處理，借此形成一種涂覆重量為該鋼制材料的單位表面積1.5g/m2-30g/m2的干氯化物助劑覆膜，以及(ii)然后將這樣處理過的鋼制材料浸于熔有和浮著含氟化物助劑的熔融鋁合金鍍液中，所述助劑包含由(c)含鋁的氟化物，(d)至少一種選自由氯化鈣和氯化鎂組成的物組中的氯化物和(e)至少一種選自由氯化鉀、氯化鋰和氯化鈉組成的物組中的氯化物構(gòu)成的主成份，借此用鋁合金鍍覆此鋼制材料表面。
按照本發(fā)明的第二個方面，開發(fā)了一種符合一步鍍覆法的用助劑的以熔融Al-Zn-Si合金或Al-Si合金熱浸鍍鋼制材料的工藝，該工藝包含調(diào)整該鋼材的表面粗糙度和提高熔融鍍覆金屬合金的粘度，借此增加附著于從鍍池中取出的鋼制材料上的熔融鍍覆金屬的量并防止該熔融的鍍覆金屬自然地流掉，從而進行在此階段中的控制附著的鍍覆重量的處理，在其中，大量的熔融鍍覆金屬粘附在該鋼材的表面上，此外在某些情況下進行光潔處理。因此，解決了現(xiàn)有工藝中的問題。這就是說，開發(fā)了能形成大的鍍覆重量的均勻光滑熱浸鍍鍍層的工藝和用于本工藝的熔融鍍覆金屬鍍液。
在用于要求長期耐腐蝕的建筑構(gòu)件，緊固件等產(chǎn)品中的熔融Al-Zn-Si合金鍍覆產(chǎn)物和熔融的Al-Si合金鍍覆產(chǎn)物中，要求以每單位面積相當(dāng)于350g/m2，或更高的鍍覆重量作為大的鍍覆重量的標準，即約50μm的鍍層厚度(以比重7.14計算)，該重量是鍍在熱浸鍍鋅產(chǎn)品上的重量，按照本發(fā)明，在熔融Al-Zn-Si合金鍍覆的產(chǎn)物上，可形成鍍覆重量為190g/m2或更高(以比重約為3.80計算)，尤其是200g/m2或更高的熱浸鍍層，或在熔融Al-Si合金鍍覆的產(chǎn)物上形成132g/m2或更高的鍍覆重量(以約2.64的比重計算)，尤其是150g/m2或更高的鍍覆重量的熱浸鍍層。
這就是說按本發(fā)明的第二方面提供了一種通過一步鍍覆法，用一種助劑進行的熔融鋁合金熱浸鍍鋼制材料的工藝，它包括去除鋼制材料表面上的氧化物層，將該鋼制材料表面的平均粗糙度調(diào)整到2.5-7.5μm Ra的范圍內(nèi)，對該鋼制材料表面進行活化處理，將該鋼制材料浸在熔有和浮著助劑的熔融Al-Zn-Si合金鍍液或Al-Si合金鍍液中，在其中除該助劑之外已向該熔融金屬鍍液中加了占該熔融合金總重量的0.25-1.5％(重量)以上的鐵組份，以及然后進行控制附著的鍍覆重量的處理，借此用熔融的Al-Zn-Si合金或Al-Si合金鍍此鋼制材料表面，使其以大的鍍覆重量附著在該鋼制材料表面上，以及，一種使用助劑的鋁合金鍍液，該鍍液除此助劑外還包含熔融的Al-Zn-Si合金或Al-Si合金以及占該熔融合金金屬總重的0.25-1.5％(重量)以上的熔融的鐵組分。
首先將本發(fā)明的第一方面詳述于下。
附著于鋼制材料表面上的氧化物層通過用酸，如鹽酸或硫酸水溶液酸洗，然后用水洗洗而被去除(此后稱為水洗)，此后進行活化處理?；蛘哂脵C械方法，如噴丸、噴砂等去除氧化物層，然后進行短時的酸洗處理和進行水洗處理，或僅進行水洗和活化處理。然后，將一種包含幾種主要組分的氯化物助劑涂在經(jīng)這樣處理過的鋼制材料表面上，所述的主要組份由(a)至少一種選自由氯化鈣和氯化鎂構(gòu)成的物組中的氯化物及(b)至少一種選自由氯化鉀、氯化鋰和氯化鈉所構(gòu)成的物組中的氯化物構(gòu)成，然后進行干燥處理，借此形成一種氯化物溶劑的覆膜。
由氯化物構(gòu)成的該含水助劑，它是以干助劑涂于鋼制材料上的，被用于以下目的①在鋼制材料表面去除氧化物層和經(jīng)受活化處理后直到浸到熔融鋁合金鍍液中為止的過程中該助劑可抑制鋼材表面的氧化。
②在直至該鋼材被浸于熔融的鍍液中為止的過程中，由于熔鹽的熔化和產(chǎn)生，該助劑促進對鋼制材料表面的進一步的清潔和活化。
③該助劑與用于本發(fā)明的熔融助劑一起穩(wěn)定地浮在鍍液上而使之不蒸發(fā)和耗散，而且鍍液的氧化被抑制，從而進一步實現(xiàn)該熔融助劑對該鍍液的有益效果。
因此，干助劑的氯化物水溶液形態(tài)是化學(xué)性質(zhì)比氯化鋁更穩(wěn)定的氯化物，因為氯化鋁在580-700℃的鍍覆溫度下通常要蒸發(fā)和耗散，而且該助劑含有由(a)至少一種對鋼材表面有抑制氧化效果的選自由氯化鈣和氯化鎂組成的物組中的氯化物和(b)至少一種選自由氯化鉀、氯化鋰和氯化鈉組成的物組中的氯化物構(gòu)成的主要組份。
較好是該由氯化物組成的含水助劑在按干助劑使用時含(a)的范圍為5-70％(重量)，更好是15-50％(重量)，通過涂覆由氯化物構(gòu)成的該含水助劑然后作干燥處理而在鋼材表面上形成范圍為材料每表面1.5g/m2-30g/m2的涂層是必要的。
這就是說，當(dāng)助劑的氯化物水溶液中所含的(a)的含量小于5％(重量)時，時常得不到對鋼材的抑制氧化的效果，而且易產(chǎn)生未鍍部分，從而阻礙了形成呈現(xiàn)均勻光滑鍍層外觀和有優(yōu)良鍍層性能的鍍層，而超過70％(重量)時，該助劑對鋼材的抑制氧化作用已飽和而水份易于吸入經(jīng)干燥處理后的此助劑中，因為氯化鈣和氯化鎂有吸濕性能，結(jié)果在將鋼材浸入熔融的鍍覆金屬中時發(fā)生該熔融金屬的飛濺，從而引起未鍍部分和鍍覆外觀均勻性惡化。
對其它組份不作特別限制，而且可被加入以便于以上述的鍍覆工藝熔化。
在本發(fā)明中用熔融鋁合金鍍時，從該鋁合金鍍液中的熔化溫度考慮，用580-700℃的鍍覆溫度，更好是610-680℃。
對本氯化物助劑所用的溶劑無限制，水較好。有高的干燥速度的溶劑，如乙醇也可是較佳的選擇。
涂覆方法和條件無特別限制。比如，涂覆處理，按浸涂法或噴鍍涂法可在自室溫至90℃的溫度下進行。然而，在涂覆處理后，要進行干燥處理以去除含在助劑金屬中的水份。對干燥處理的方法和條件無特別限制。比如，熱風(fēng)干燥法、氣體或電加熱法，紅外線加熱法等都可用。使用表面溫度60-250℃，優(yōu)選為80-200℃的短時間的加熱干燥處理，當(dāng)大量水份殘留在鋼制材料表面上的助劑涂層中時，在直到將該涂覆過的鋼制材料浸于鍍液中為止的過程中，該助劑涂層會剝落下來，從而趨向于得不到本發(fā)明的有益效果，而且因而易于發(fā)生在浸于鍍池中時的蒸發(fā)爆炸和熔融的鍍覆金屬的飛濺，結(jié)果引起未鍍部分和鍍層外觀均勻性變差。因此，按本發(fā)明通過干燥處理去除鋼材上的助劑涂層中的水氣是必要的。
作為涂層形成的氯化物助劑的附著量限于鋼材每表面積1.5-30g/m2。
當(dāng)該附著量小于1.5g/m2時，在鋼材上形成的氯化物助劑的覆膜有很多缺陷，而且在直至被鍍鋼材被浸于鍍池中為止的過程中助劑抑制鋼材氧化的效果不充分，而且得不到促進鋼材表面清潔和活化的效果，因為在鍍池上熔化的該氯化物助劑的供給量少，從而引起了如未鍍部份這樣的缺陷，而高于30g/m2，上述的抑制氧化效果飽和，由于氯化物助劑的附著量過大，其熔化及從鋼材表面上的脫落進行得不充分，從而產(chǎn)生如未鍍部分之類的鍍覆缺陷。
該氯化物助劑的濃度無特別限制，而且可從氯化物助劑中的氯化物溶解度、鋼材的形狀和表面粗糙度和干燥處理步驟的容量等進行選擇。一般，較佳地是使用濃度為50g/L-250g/L助劑的氯化物水溶液。
即使只用上述的干助劑來進行熔融鋁合金鍍覆也不足以形成本發(fā)明所期望的無鍍覆缺陷，如未鍍部分的，呈現(xiàn)均勻光滑鍍覆外觀的鍍膜。即，當(dāng)氯化物干助劑如上所述地附著于和形成于鋼材之上，然后又作為熔融的助劑浮在鋁合金鍍液之上來進行熔融鋁合金鍍時，由于在鍍池中產(chǎn)生的氧化物附著在該鋼材上而出現(xiàn)鍍覆缺陷，這是因為該氧化物的分解和熔化能力都不足的緣故，或者鍍層外觀均勻性變差。
因此，為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，必要的是通過將經(jīng)受了上述干助劑處理的鋼材浸于浮有熔融助劑的熔融鋁合金鍍液中，所述熔融助劑含有由(c)一種含鋁的氟化物，(d)至少一種選自由氯化鈣和氯化鎂組成的物組中的氯化物及(e)至少一種選自由氯化鉀、氯化鋰及氯化鈉組成的物組中的氯化物構(gòu)成的主要組份。
上述熔融的助劑用于以下目的①在將該助劑熔化并穩(wěn)定地浮在鍍液上為的是分解在該鍍液中產(chǎn)生的氧化物，特別是氧化鋁，借此進行鍍液的清潔。
②將該助劑熔化并與隨鍍覆步驟中鋼材帶入的氯化物干助劑一起飄浮，以便抑制鍍液的氧化，進而促進鋼材表面的清潔和活化。
因此，該熔融助劑含有由有分解氧化鋁的優(yōu)異效果的(c)組份和降低氟化物熔化溫度并穩(wěn)定地飄浮而且在熱浸鍍溫度下熔在鍍液之上，從而有效地產(chǎn)生上述效果而且化學(xué)性質(zhì)比氯化鋁穩(wěn)定的(d)和(e)組份構(gòu)成主要組份。
作為一個較佳實施方案，它在本發(fā)明中是不特別限定的，當(dāng)被作為干助劑使用的氯化物水溶液助劑中的氯化物與上述的熔融助劑相同時，在該熔融助劑的有益效果的持續(xù)、在鍍池的運行和維護方面是有利的，因為隨鋼材帶入的氯化物被用作對該熔融助劑的補充氯化物。
按本發(fā)明，含鋁的氟化物(c)的例子包括至少一種選自由冰晶石(Na3AlF6)和氟化鋁組成的物組中的物質(zhì)。氯化物的例子包括由(a)氯化鈣和氯化鎂和(e)氯化鉀、氯化鋰和氯化鈉的混合物構(gòu)成的熔融助劑。
當(dāng)含量(c)/{含量(c)+含量(d)+含量(e)}(此后稱含量(c))小于15％(重量)時，分解產(chǎn)生于熔鋁鍍液中的氧化物的效果不足，而且由于氧化物在鍍層表面上的附著出現(xiàn)諸如未鍍部分之類的鍍覆缺陷以及惡化了鍍層外觀，而大于60％(重量)時，該效果飽和，而且即使在熔融鋁合金鍍覆溫度下改變氟化物與氯化物的含量比例也難于保持充分的熔融狀態(tài)。
因此，為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，較佳地是將熔融助劑中的含量(c)限于15-60％(重量)的范圍內(nèi)。而從保持熔融助劑效果，特別是隨鋼材帶入氯化物及補充氯化物的效果的持續(xù)性的觀點出發(fā)，更好是(c)含量為25％或更高，或從為保持助劑在熔融鍍液中的熔化和漂浮態(tài)而選擇氯化物含量范圍的觀點出發(fā)，含量(c)更好是50％(重量)或更低。
浮在熔融鋁合金金屬鍍液上的該熔融助劑的厚度不作特別限制，10-100mm較好，15-60mm更好。當(dāng)此厚度小于10mm時，則不足以提供抑制鍍液氧化的效果，而高于100mm時，抑制鍍液氧化的效果及分解鍍液中的氧化物的效果飽和，而且粘在被鍍產(chǎn)物上的熔融助劑及其被帶出的量增加，從而產(chǎn)生經(jīng)濟上的缺點，因而這是不希望的，因為引起了大量熔融助劑粘在被鍍產(chǎn)品上從而難以將其除去的問題。因此，最好是適量地補充熔融的助劑，以便在鍍液上保持上述的厚度。
本工藝概述如下。
即，將含由(a)氯化物和(b)氯化物構(gòu)成的主要組份的氯化物助劑溶液涂在欲鍍的鋼材表面上進而進行干燥處理，借此形成一種干助劑覆膜，而后將這樣處理過的鋼材浸在其上浮有熔融助劑的熔融鋁合金鍍液中以進行鍍覆。
在工業(yè)化生產(chǎn)中，根據(jù)鋼材的尺寸、處理量和預(yù)期的附著的鍍覆重量，以取決于鍍液組成的鍍覆溫度將鋼材在熔融鋁合金鍍液中浸漬30秒-10分鐘，然后將這樣鍍過的鋼材從鍍液中提起而后調(diào)整附著的鍍覆重量從而形成鍍層。
如上所述，按本發(fā)明，通過由氯化物組成的，作為涂覆膜形成于被鍍鋼材上的該水溶液助劑的功能提供了以下效果。
①在鋼材經(jīng)受活化處理和直至浸于熔融鍍液中為止的過程中去除鋼材上的氧化物層及抑制該鋼材表面的氧化。
②在直至將該鋼材浸于熔融鍍液中為止的過程中使鋼材表面清潔和活化并抑制被鍍表面的氧化，特別是由于在和熔融助劑一起熔化時促進了上述效果。
此外，通過(c)含鋁的氟化物和由上述氯化物組成的熔融助劑二者的功能提供了以下效果。
③通過分解和熔化產(chǎn)生于鍍液中的氧化物，特別是氧化鋁來清潔鍍液。
④由于在與被帶入鍍液的氯化物助劑共存態(tài)下的熔化抑制了鍍液的氧化，促進了鋼材表面的清潔和活化。
因此，通過氯化物干助劑和熔融助劑的協(xié)同效應(yīng)，很容易形成由熔融鋁合金構(gòu)成的，無未鍍部分之類的鍍覆缺陷的，呈現(xiàn)均勻光滑外觀的，有卓越鍍層性能的熱浸鍍層。
至于用于本發(fā)明方法中的兩種助劑，作為氯化物的氯化物水溶液形態(tài)中的氯化物，使用了比氯化鋁和氯化鋅更穩(wěn)定的氯化物，所述二種氯化物是由于熔融鋁合金鍍液中所含的主要金屬組份和氯化物間的反應(yīng)而產(chǎn)生的。較好地是該熔融助劑由大量的(c)含鋁的氟化物和與氯化物干助劑中同類的氯化物，最好是與該氯化物干助劑中相同組分的一種氯化物構(gòu)成，借此，通過被鋼材帶入的氯化物干助劑對浮在鍍液上的熔融助劑補充氯化物，從而可獲得使熔融助劑效果的穩(wěn)定而持久的優(yōu)點，這是因為含有大量氟化物的緣故。
作為用于本發(fā)明工藝中的熔融鋁合金鍍液，采用了含鋁作為主要組份的合金鍍液，在該工藝中采用了580-700℃的鍍覆溫度。熔融鋁合金鍍液的例子包括含Al和Zn作為主要組分的Al-(20-65％)Zn-(0.5-3.5％)Si合金鍍液和Al-(3-12％)Si合金鍍液，還往上述鍍液中添加了少量Mg、Cr、Cu、Ti、Mn、Sn、Fe等的合金鍍液，在上述鍍液中含有混入的來自鍍覆設(shè)備金屬、熔融金屬、鋼材等的不可避免的雜質(zhì)的合金鍍液等。
接著將本發(fā)明的第二方面詳述于下。
首先敘述用熔融Al-Zn-Si合金或Al-Si合金對鋼材熱浸鍍以便附著大鍍覆重量的該合金的工藝。
按本發(fā)明實施的鍍覆包括熔融Al-Zn-Si合金鍍覆，其中一般采用580-700℃，優(yōu)選610-680℃的鍍覆溫度，例如含由與鋁相比為20-65％(重量)的Zn和0.5-3.5％(重量)的Si構(gòu)成的主要組分的熔融Al-Zn-Si合金鍍覆和熔融的含由與鋁相比為3-12％(重量)的硅為主要組份的Al-Si合金的鍍覆。
在本發(fā)明中此目的在于按照使用助劑的一步鍍覆法形成一種熱浸鍍層，其鍍層厚度約為50μm或更厚，無諸如未鍍部分之類的鍍覆缺陷，呈現(xiàn)均勻光滑的鍍覆外觀，有大的鍍覆重量，即在熔融Al-Zn-Si合金產(chǎn)物的情況下每單位面積190g/m2或更高(以比重約3.80計)，特別是200g/m2或更高，在熔融Al-Si合金產(chǎn)物的情況下則為132g/m2或更高(以比重約2.64計)，特別是150g/m2或更高。
對被鍍鋼種無限制。
被鍍鋼制材料首先作去除氧化物層和調(diào)整表面粗糙度的處理。該方法無特別限制。其中實施一種方法，它包括通過用酸，如鹽酸或硫酸溶液等酸洗去除氧化物層，然后用機械方法，如噴丸、噴砂等調(diào)整粗糙度，或用另一方法，它包括在同一時間內(nèi)通過機械方法，如噴丸，噴砂等進行去除氧化物層及調(diào)整表面粗糙度。
用常規(guī)的熔融合金鍍覆鋼材時有這樣的問題，即由于粘固效應(yīng)難于保證在將鋼材從鍍液中提出時有足量的合金金屬被帶出，這是因為合金層的形成和生長由于熔融鍍覆合金金屬液中的硅的作用而被抑制的緣故。因此，在本發(fā)明中，為解決這類問題進行表面粗糙度的調(diào)整。即，附著于鋼材的和被帶出的熔融鍍覆合金金屬的量通過適當(dāng)?shù)貙摬谋砻娲植诙日{(diào)整成精確粗糙的表面由于粘固效應(yīng)而增加。
鋼材表面粗糙度的平均范圍優(yōu)選為2.5μm Ra-7.5μm Ra，更好是3.0μm Ra-5.5μm Ra。當(dāng)該表面粗糙度低于平均粗糙度2.5μm Ra時，則由于粘固效應(yīng)而難以保證在將鋼材從鍍液中提出時帶出足量熔融合金金屬，而超過平均粗糙度7.5μm Ra時，則是不適宜的，因為產(chǎn)生了被帶出的熔融合金金屬量飽和及熱浸鍍層表面的光潔度在進行控制粘附的鍍覆重量的處理后惡化等問題。
鋼材作調(diào)整表面粗糙度處理，然后進行用鹽酸水溶液等進行的活化處理，洗滌處理而后按用助劑的一步鍍覆法進行熔融Al-Zn-Si合金或Al-Si合金鍍覆。
按本發(fā)明第二方面，對所用的助劑及使用該助劑的條件無特別限定。比如，通過采用一種含5-70％(重量)的至少一種選自由氯化鈣和氯化鎂構(gòu)成的物組中的氯化物的干助劑的助劑，例如由含至少一種選自由氯化鈣和氯化鎂構(gòu)成的物組中的氯化物和至少一種選自由氯化鉀、氯化鋰和氯化鈉構(gòu)成的物組中的氯化物的主要成分的氯化物水溶液構(gòu)成的助劑，和含15-60％(重量)的含鋁氟化物的熔融助劑，例如含至少一種含鋁氟化物，至少一種選自由氯化鈣和氯化鎂構(gòu)成的物組中的氯化物和至少一種選自由氯化鉀、氯化鋰和氯化鈉所構(gòu)成的物組中氯化物的主要成份的助劑進行熱浸鍍。
按本發(fā)明，去除了氧化物層，調(diào)整了表面粗糙度及作了活化處理的鋼制材料經(jīng)受上述的氯化物干助劑的涂覆處理和加熱干燥處理結(jié)果形成了每表面積1.5～30g/m2的涂膜，然后將其浸于漂浮著上述的含氟化物的熔融助劑和提高了粘度的熔融Al-Zn-Si合金鍍液或Al-Si合金鍍液中，在此狀態(tài)下保持規(guī)定的時間，然后將其從該鍍液中提起，再作控制附著的鍍覆重量的處理，或在控制附著的鍍覆重量的處理之后再作光潔處理，借此形成熱浸鍍層。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，如上所述，除調(diào)整鋼材的表面粗糙度之外，尚需提高熔融的Al-Zn-Si合金鍍液或Al-Si合金鍍液的粘度。即在將鋼材從鍍液中提出之后，在鋼材表面上附著大量熔融鍍覆金屬時進行控制附著的鍍覆重量的處理是重要的。因此，為實現(xiàn)被帶出的熔融鍍覆合金金屬量的增加，防止該熔融鍍覆合金金屬的自然流下而將其保留在鋼材表面上要提高鍍液的粘度。
因此，作為為實施本發(fā)明目的所作的各種研究的結(jié)果，熔化適量的鐵組分，并將其加到熔融的Al-Zn-Si合金鍍液或Al-Si合金鍍液中是很有效的。
對熔化和加入的鐵組分無特別限定。鐵組分的例子包括高純度的電解鐵，含少量作為不可避免雜質(zhì)的C、Mn、Si、P、S、Al、Cr等的鋼板和鋼質(zhì)原料。
所加的鐵組分的含量范圍限于與除了助劑之外的熔融合金金屬總重(不包括所加的鐵組分)之比為0.25-1.5％(重量)，優(yōu)選范圍為0.35-1.2％(重量)。
當(dāng)該鐵組分的含量小于0.25％(重量)時，提高熔融合金鍍液粘度的效果很小，而且即使按上述要求調(diào)整了表面粗糙度，也難于在將鋼材從熔融鍍液中提出后通過增加被帶出的熔融鍍液的量及防止其自然流走而在其上附著和保留大量的熔融鍍覆合金金屬，從而阻礙了所期望的大鍍覆重量的均勻而光滑熱浸鍍層的形成。
另一方面，當(dāng)鐵組分含量超過1.5％(重量)時則是不適宜的，因為，鐵組份和構(gòu)成該合金鍍液的其它組分及其氧化物間反應(yīng)的不熔的產(chǎn)物，即所謂的夾渣增加得過多，而且在熔融Al-Zn-Si合金和Al-Si合金鍍覆溫度區(qū)中附著在熱浸鍍層上，從而使鍍覆外觀的均勻性和性能惡化。
對熔煉鐵組分及將其加于熔融合金鍍液中的方法無特別限定。該方法的例子包括，在產(chǎn)生熔融Al-Zn-Si合金鍍液或Al-Si合金鍍液時熔化和添加作為母合金的含鐵組分的鋁或鋅的方法，或在上述熔融合金鍍液中熔化和添加電解鐵、鋼質(zhì)原料等的方法。
調(diào)整和控制熔融合金鍍液中的鐵組分的量是必要的，該量包括熔化和添加的鐵組分的含量及由于從鍍覆設(shè)備及鋼材上溶解下來而不可避免地含入的鐵組分含量。
如上所述，由于熔融合金和鋼材間的反應(yīng)阻礙了合金層的形成。還有，在用熔融Al-Zn-Si合金鍍覆或Al-Si合金鍍覆時，由于該熔融合金金屬有良好的流動性所以難于在將鋼材從鍍液中提起時增加附著于其上的和被帶出的熔融合金金屬量，因此可能要通過調(diào)整鋼材的表面粗糙度和添加鐵組分來提高熔融合金液的粘度，在鋼材提起后在附有大量熔融鍍覆金屬的狀態(tài)下進行控制附著在鍍覆重量的處理。即，由于在此時可以通過高壓氣體法，高壓蒸汽法，用離心分離器的轉(zhuǎn)動分離法等，按規(guī)定的鍍覆重量將多余的附著在鋼材上的熔融鍍覆金屬吹走，所以可以大的附著量形成熔融Al-Zn-Si合金或Al-Si合金熱浸鍍的均勻而光滑的鍍層。
特別是在本發(fā)明中，就控制粘附的鍍覆重量的處理方法而言，采用離心分離器的轉(zhuǎn)動分離方法，即控制粘附的鍍覆重量的方法，在形成更均勻而更光滑的熱浸鍍層方面比其它控制方法更有效，該法包括用離心分離器調(diào)整附有被鍍的熔融鍍覆金屬的鋼材的旋轉(zhuǎn)速度。即，在用包括高壓氣體，高壓蒸汽等直接吹附有熔融鍍覆金屬的鋼材，以吹去過量的熔融鍍覆金屬的方法時，在鋼材下端部位易產(chǎn)生被吹掃的過量熔融鍍覆金屬的滯留部份，由于本發(fā)明中已采取了增加熔融鍍覆金屬粘度的措施，進而當(dāng)含在熔融鍍覆金屬中的夾渣等仍存留而未充分排除時，則有時可看到產(chǎn)生熔融鍍覆金屬的局部滯留部分。因此，在某些情況下在控制所附著的鍍覆重量后，要求以機械方法等去除上述的熔融鍍覆金屬滯留部位是有益的。
因此，包含用離心分離器調(diào)節(jié)附有熔融鍍覆金屬的鋼材的圓周速度以控制所附著的鍍覆重量的方法在達到本發(fā)明目的的方面是特別有效的，因為這可能以旋轉(zhuǎn)從外表面掃去過量附著的熔融鍍覆金屬和夾渣而不產(chǎn)生上述問題。
按本發(fā)明，為得到大附著量的熔融Al-Zn-Si合金或Al-Si合金的均勻而光滑的熱浸鍍層，則通過用離心分離器將圓周速度調(diào)節(jié)到400-1500m/分，更好是450-1150m/分的范圍，使附著了熔融合金鍍液的鋼材經(jīng)受控制附著鍍覆重量的處理。當(dāng)圓周速度低于400m/分時，難于在熔融鍍覆金屬凝固前用旋轉(zhuǎn)分離法去掉粘附在鋼材上的多余的熔融鍍覆金屬，從而在該鋼材表面上形成的熱浸鍍層的均勻性和光潔度總也不好，而超過1500m/分時，則易于過多地掃去的鍍覆金屬，雖然熱浸鍍層的均勻性和光潔度良好，但由于熔融鍍覆金屬的附著量過小而不適宜。
處理時間無特別限制。即，處理時間可從隨鋼材帶出的熔融鍍覆金屬的量、鍍覆金屬的溫度、處理數(shù)量、處理尺寸等任意選擇。按本發(fā)明，一般，通過考慮預(yù)期的附著的鍍覆重量，根據(jù)設(shè)計的圓周速度，上述其它因素等，通過以范圍為3-30秒，優(yōu)選5-25秒的處理時間，通過掃去附著于鋼材上的多余的熔融鍍覆金屬來控制附著的鍍覆量然后冷卻，從而形成了鍍層則是適宜的。
還有，按本發(fā)明，實施以下工藝以便在有螺旋部分的被鍍材料的螺旋部分中形成均勻而光滑的熱浸鍍層(該材料包括螺栓、螺帽等)，以及在除該螺旋部分之外的部分中，即螺栓的頭部，中部和螺帽的外部、上表面部分和下表面部分中形成大鍍覆重量的均勻光滑的熱浸鍍層。
附著在鋼制材料上的熔融鍍覆金屬經(jīng)受包括以規(guī)定的方向，以設(shè)定的圓周速度，對應(yīng)預(yù)期的附著的鍍覆重量的處理時間，用離心分離器進行的清除處理來控制附著的鍍覆重量，然后經(jīng)受與所述方向反向的，低轉(zhuǎn)速的，時間比上述清除處理短的旋轉(zhuǎn)處理。即，通過以規(guī)定的方向旋轉(zhuǎn)使附著于鋼材上的熔融鍍覆金屬經(jīng)受為達到預(yù)期附著的鍍覆重量的清除處理，進而在熔融的鍍覆金屬凝固前，在它既不被清除掉，也不被向外推移的條件下，以相反方向作旋轉(zhuǎn)處理，借此，由于該熔融鍍覆金屬在鋼材表面上作反向移動，光潔作用明顯提高，而這在包括螺栓、螺帽等的螺旋零件的情況下尤為顯著。
為了實現(xiàn)本工藝的目標，進行這樣的反向旋轉(zhuǎn)處理其圓周速度V1m/分與清除熔融鍍覆金屬時的圓周速度V0m/分之比為V1m/分＝1/3-4/5 V0m/分，優(yōu)選為2/5-3/4 V0m/分，其處理時間t1與清除時的時間t0之比為t1秒＝1/5-3/4 t0秒，優(yōu)選為2/5-3/5 t0秒。當(dāng)旋轉(zhuǎn)處理時圓周速度V1小于1/3 V0m/分時，由于熔融鍍覆金屬向反向移動而難于進行充分的光潔處理，而大于4/5 V0m/分則不合適，因為這就繼續(xù)進行了清除處理，因而附著的鍍覆重量減少。
當(dāng)處理時間低于1/5 t0秒時，則難以進行充分的光潔處理，因為使熔融的鍍金屬朝反向移動的處理時間過短，而大于3/4 t0秒時則不適宜，因為光潔效果已飽和而附著的鍍覆重量減少，這是由于按圓周速度實施對熔融鍍覆金屬進行的清除處理的緣故。
由于鋼材表面上的熔融鍍覆金屬向反向移動而產(chǎn)生了光潔效果，這在包括螺栓、螺帽等有螺旋部份的被鍍原材料的情況下尤為如此。本工藝還可在其它形狀的被鍍材料中實施。
如上所述，由于熔融鍍覆合金金屬液中所含的硅的作用抑制了合金層的形成。進而，由于熔融鍍覆合金金屬的流動性很好，所以在難于形成大鍍覆重量的熱浸鍍層的熔融Al-Zn-Si合金鍍覆和Al-Si合金鍍覆的情況下，本發(fā)明可提供一種符合一步法的，用助劑的非常優(yōu)越的熱浸鍍鋼制材料的工藝，它是可形成大鍍覆重量的均勻而光滑的熱浸鍍層的。
接著，將本發(fā)明中的鋁合金鍍液敘述于下。
該鋁合金鍍液含有熔融的Al-Zn-Si合金或Al-Si合金及熔融的鐵組分，其與除助劑外的熔融合金金屬總重量之比為0.25-1.5％(重量)以上，其中采用的鍍覆溫度為580-700℃，優(yōu)選為610-680℃。該鋁合金鍍液的例子包括含鋁、鋅和硅的Al-(20-65％)Zn-(0.5-3.5％)Si合金鍍液，含鋁和硅的Al-(3-12％)Si合金鍍液，還有往上述鍍液中加了少量Mg、Cr、Cu、Ti、Mn、Sn等的合金鍍液。
樣品鋼A-D的組分示于表1。
實施例1用試樣鋼A制成的螺栓(M22，75mm)被去油和水洗。然后用噴砂法去除氧化物層，再調(diào)整表面粗糙度。對這樣處理過的螺栓用10％(重量)的鹽酸水溶液作活化處理和進行水洗的預(yù)處理，接著涂一種由(38g/L氯化鈣-108g/L氯化鉀-54g/L氯化鈉)水溶液構(gòu)成的助劑，即，于各氯化物中含19％(重量)的氯化鈣的氯化物助劑溶液，涂覆是按浸涂法進行，而后在100℃作加熱15分的干燥處理，借此在該螺栓上形成附著量為15.6g/m2的氯化物干助劑涂膜。
然后，將這樣處理過的螺栓浸于熔融的Al-43.5％Zn-1.5％Si合金鍍液中，其溫度為630℃，其上浮有由組分冰晶石(15％(重量))-氟化鋁(30％(重量))-氟化鈣(10.45％(重量))-氯化鉀(29.7％(重量))-氯化鈉(14.85％(重量))構(gòu)成的熔融助劑，即含有45％(重量)的含鋁氟化物和含有與上述氯化物干助劑大致相同組分的氯化物的熔融助劑，其厚度約15mm而且在此狀態(tài)下保持2分鐘。然后將此螺栓從鍍液中提出，再以離心分離法調(diào)整附著的鍍覆重量，再用水冷卻(此后稱為水冷)和干燥。
在此鍍覆處理中，將15件有上述尺寸的，放在鍍籃中的螺栓浸于該鍍液中，然后從此鍍液中提出，而后立即送往控制附著的鍍覆重量的設(shè)備中以離心分離法調(diào)整鍍覆重量。
結(jié)果在全部15件螺栓中，都得到了無鍍覆缺陷及呈現(xiàn)均勻光滑外觀的鍍Al-Zn合金的螺栓，鍍覆重量為110-140g/m2(平均125g/m2)。作為噴鹽檢驗(JIS-Z-2371)的結(jié)果，在1000小時的檢驗中，未因鍍覆缺陷而自鋼基體中產(chǎn)生紅銹斑，只在鍍層中產(chǎn)生白銹斑，鍍覆性能非常優(yōu)良。
對比例1將用與實施例中相同的方法制成的螺栓去油和水洗。然后經(jīng)噴砂去除氧化物層，再調(diào)整表面粗糙度。對這樣處理過的螺栓進行用10％(重量)鹽酸水溶液的活化處理和水洗的預(yù)處理，接著在100℃干燥10分鐘以去除水分。
然后，將這樣處理過的螺栓浸入熔融的Al-43.5％Zn-1.5％Si合金鍍液中，其上浮有630℃的組份與實施例1中相應(yīng)組份相同的熔融助劑，其厚度為約15mm，在此狀況下保持2分鐘。然后將此螺栓從鍍液中提出。再作控制附著的鍍覆重量的處理，處理方法同實施例1，然后水冷和干燥。
結(jié)果，在預(yù)處理后直至將螺栓浸于鍍液中為止的過程中產(chǎn)生銹蝕，而且僅靠熔融助劑，對螺栓表面的清洗和活化的作用是不夠的。在全部15件螺栓中多處出現(xiàn)鍍覆缺陷，而且鍍覆外觀很差。作為噴鹽檢驗的結(jié)果，以120小時進行檢驗，從鋼基體上明顯產(chǎn)生銹蝕。
實施例2將用樣品鋼C制成的螺栓(M24，120mm)去油和水洗。然后噴砂去除氧化物層，再調(diào)整表面粗糙度。將這樣處理過的螺栓進行用10％(重量)鹽酸水溶液的活化處理和水洗的預(yù)處理，接著以浸涂法涂由(30g/L氯化鈣-10g/L氯化鎂-140g/L氯化鉀-20g/L氯化鈉)水溶液構(gòu)成的助劑，即含在氯化物中的15％(重量)氯化鈣和5％(重量)氯化鎂的氯化物助劑溶液，然后于150℃以10分鐘作加熱干燥處理，從而在螺栓上形成附著量為20.8g/m2的氯化物干助劑涂膜。
然后將經(jīng)如此處理的螺栓浸于溫度為660℃的Al-41.7％Zn-0.5％Mg-2.8％Si合金鍍液中，其上浮著由冰晶石(23％(重量))-氟化鋁(27％(重量))-氯化鈣(7.5％(重量))-氯化鎂(2.5％(重量))-氯化鉀(35％(重量))-氯化鈉(5％(重量))組成的熔融助劑，即，含50％(重量)的含鋁氟化物和組分大致與上述氯化物干助劑相同的氯化物熔融助劑，其厚度約為20mm，然后在此狀態(tài)下保持15分鐘。然后，將螺栓從鍍液中提起再以離心分離法作控制粘附的鍍覆重量的處理，然后水冷和干燥。
在該鍍覆處理時，將10件有上述尺寸，放在鍍籃中的螺栓浸于該鍍液中，而后將其從鍍液中提出，再立即送到以離心分離法控制附著鍍覆重量的設(shè)備中，以調(diào)整鍍覆重量。
結(jié)果，在全部10件螺栓中，都得到鍍覆重量為140-165g/m2(平均151.3g/m2)的，無鍍覆缺陷而呈現(xiàn)均勻而光滑外觀的鍍Al-Zn合金的螺栓。還有，作為對該鍍過的螺栓的1000小時噴鹽檢測(JIS-2-2371)的結(jié)果是未因鍍覆缺陷而從鋼基體上產(chǎn)生紅銹斑，只有白銹斑從鍍層上出現(xiàn)，而鍍層性能極好。
對比例2將以與實施例2中相同的方法制成的螺栓去油和水洗。而后以噴砂去除氧化物層，再調(diào)整表面粗糙度。而后，使這樣處理過的螺栓經(jīng)受用10％(重量)鹽酸水溶液的活化處理和水洗的預(yù)處理，接著涂由(350g/L氯化鉀-50g/L氯化鈉)水溶液構(gòu)成的助劑，即含至少一種選自由氯化鈣和氯化鎂的氯化物的氯化物溶液。所用方法為浸涂法，然后以150℃，10分鐘加熱處理以去除水分，借此在該螺栓中形成附著量為21.8g/m2的氯化物干助劑涂層。
然后，將這樣處理過的螺栓浸于660℃的Al-41.7％Zn-0.5％Mg-2.8％Si合金鍍液中，在其上浮有含與實施例2中相同組分的，厚約20mm的熔融助劑，然后在此狀態(tài)下保持1.5分鐘。此后，將此螺栓經(jīng)受控制所附著的鍍覆重量的處理，方法與實施例2同，再進行水冷和干燥。
結(jié)果，在預(yù)處理后直至將螺栓浸于鍍液中為止的過程中產(chǎn)生了銹蝕，這是因為沒有提供氯化物干助劑的抑制銹蝕的作用，而且僅靠熔融助劑、對螺栓的清洗和活化的功能是不夠的。在全部10件螺栓中，多處出現(xiàn)鍍覆缺陷，而鍍覆外觀很差。作為120小時的噴鹽檢測的結(jié)果，紅銹斑從鋼基體上大量產(chǎn)生。
實施例3
將一個用試樣鋼B制成的墊片(外徑43mm，內(nèi)徑25mm，厚4.5mm)去油和水洗。而后用噴砂去除氧化物層，再調(diào)整表面粗糙度。此后對這樣處理過的墊片作7.5％(重量)鹽酸水溶液活化處理和水洗的預(yù)處理，接著涂由(30g/L氯化鈣-80g/L氯化鉀-90g/L氯化鈉)水溶液構(gòu)成的助劑，即，在氯化物中含有15％(重量)氯化鈣的氯化物助劑溶液，方法為噴涂法，然后以150℃，10分鐘作加熱干燥處理，借此在墊片上形成每側(cè)附著量為7.8g/m2的氯化物干助劑涂膜。
而后，將這樣處理過的墊片浸于熔融的，溫度為615℃的Al-59.2％Zn-0.8％Si合金鍍液中，其上浮有由氟化鋁(25％(重量))-氯化鈣(11.25％(重量))-氯化鉀(30％(重量))-氯化鈉(33.75％(重量))的熔融助劑，即，含25％(重量)的含鋁氟化物和含與上述氯化物干助劑相同組分的熔融助劑，其厚度約為50mm，而后于此狀態(tài)下保持1.5分鐘。此后，將該墊片從鍍液中提起并以離心分離法作控制附著的鍍覆重量的處理，再水冷和干燥。
以此鍍覆溫度，20件有上述尺寸，放在鍍籃中的墊片被浸于該鍍液中，然后從中提起，此后振動3秒再送至以離心分離法控制所附的鍍覆重量的設(shè)備以便調(diào)整鍍覆重量。
結(jié)果，在全部20個墊片中，均得到無鍍覆缺陷，并呈現(xiàn)均勻而光滑外觀的Al-Zn合金鍍的墊片，其鍍覆重量為每側(cè)100-120g/m2(平均112g/m2)。進而，作為對該被鍍墊片的，1000小時的噴鹽檢驗(JIS-2-2371)的結(jié)果，未因鍍覆缺陷而產(chǎn)生任何紅銹斑，而僅從鍍層上產(chǎn)生白色銹斑，而且鍍層性能異常優(yōu)越。
對比例3
將以與實施例3中相同方法制成的墊片作以與實施例3相同方法的預(yù)處理，而后以噴涂法對其涂由(3g/L氯化鈣-8g/L氯化鉀-9g/L氯化鈉)水溶液構(gòu)成的助劑，即，在氯化物中含有15％(重量)氯化鈣的氯化物助劑溶液，然后作150℃，10分鐘的加熱干燥處理，借此在墊片上形成附著量為每側(cè)1.0g/m2的氯化物干助劑涂膜。
此后，以與實施例3相同的方法和條件對這樣處理過的墊片鍍?nèi)廴贏l-Si合金。
結(jié)果，在預(yù)處理后直至將該墊片浸于鍍液為止的過程中產(chǎn)生了銹蝕，這是因為氯化物干助劑的附著量不足，而且僅靠熔融助劑和對墊片表面的清洗和活化的作用是不夠的。在全部20件墊片中，均在幾處發(fā)現(xiàn)鍍覆缺陷，因而鍍覆外觀很差。作為120小時的噴鹽檢測的結(jié)果，大量銹蝕因無涂層而從鋼基體中產(chǎn)生。
實施例4通過在用試樣鋼A制造的螺母內(nèi)，全長地攻出在熱浸鍍后使之與螺栓配合的螺紋部分而制成一種螺母(尺寸，M22)，然后將其去油和水沖。而后，用噴砂法去除氧化物層。對這樣處理過的螺母作以10％(重量)鹽酸水溶液的活化處理及水洗的預(yù)處理，然后以浸涂法涂由(40g/L氯化鈣-40g/L氯化鈉)水溶液組成的助劑，即一種在氯化物中含50％(重量)氯化鈣的氯化物助劑溶液，然后以150℃、20分鐘作加熱干燥處理，借此在螺母上形成附著量為6.2g/m2的氯化物干助劑覆膜。
然后，將這樣處理過的螺母浸于680℃的熔融Al-6％Si合金鍍液中，其上浮有由冰晶石(15％(重量))-氟化鋁(15％(重量))-氯化鈣(35％(重量))-氯化鈉(35％(重量))組成的熔融助劑，即，一種含有30％(重量)的含鋁氟化物及組份與上述氯化物干助劑大致相同的氯化物的熔融助劑，其厚度約30mm，在此狀況下保持1分鐘。然后，將螺栓從鍍液中提起再按離心分離法作控制所附著的鍍覆重量的處理，然后水冷和干燥。
在鍍覆處理時，25件如上述尺寸、被放在鍍籃中的螺母被浸于該鍍液中，而后從中提起，再擺動10秒，最后送至按離心分離法控制所附鍍覆重量的設(shè)備中以調(diào)整鍍覆重量。
結(jié)果，在全部25件螺母中，鍍Al-Zn合金的無鍍覆缺陷，并呈現(xiàn)均勻而光滑的外觀的鍍層被獲得，其鍍覆量為90-115g/m2(平均98.5g/m2)。進而，作為對該被鍍螺栓所作的750小時的噴鹽處理的結(jié)果，未因鍍覆缺陷而從鋼基體上產(chǎn)生紅色銹蝕，只從鍍層上產(chǎn)生白色銹蝕，而且鍍層性能極佳。
對比例4以與實施例4中相同的方法對按與實施例4相同的方法制成的螺母作預(yù)處理和氯化物干助劑處理，借此，在螺母上形成附著量為6.2g/m2的氯化物干助劑覆膜。然后將經(jīng)這樣處理的螺母，不用熔融助劑，以與實施例4中相同的方式和條件鍍?nèi)廴诘腁l-Si合金。
結(jié)果，包括未鍍部分，氧化物粘附等鍍覆缺陷在螺母上大量出現(xiàn)，而且鍍覆外觀很差，這是因為在鍍覆處理時幾乎沒有熔融助劑，因而產(chǎn)生不了包括分解產(chǎn)生于鍍液中的氧化物，尤其是氧化鋁在內(nèi)的效果。作為120小時的噴鹽檢測的結(jié)果是由于未鍍層等在鋼基體上大量出現(xiàn)紅銹。
實施例5將用試樣鋼B制成的，形狀為管線金屬構(gòu)件(厚2.5mm，寬50m，長300mm)的試樣材料去油和水洗。然后去除氧化物層。將這樣處理過的材料經(jīng)受20％(重量)鹽酸水溶液的活化處理和水洗洗的預(yù)處理，接著以噴涂法涂由(60g/L氯化鎂-60g/L氯化鉀-30g/L氯化鋰)水溶液組成的助劑，即含在氯化物中的含40％(重量)氯化鎂的氯化物助劑溶液，借此在此試樣材料上每面形成附著量為10.1g/m2的氯化物干助劑覆膜。
然后，將這樣處理過的試樣浸于溫度為645℃的熔融Al-40％Zn-0.5％Si合金鍍液中，其上浮有由冰晶石(50％(重量))-氯化鎂(20％(重量))-氯化鉀(20％(重量))-氯化鋰(10％(重量))組成的熔融助劑，即，含50％(重量)含鋁氟化物和組分大致同上述的氯化物干助劑的氯化物熔融助劑，其厚度為約40mm，然后于此狀態(tài)下保持3分鐘。再將此試樣材料從鍍液中提起，再以高壓氮氣對其作控制附著的鍍覆量的處理，然后空冷。
結(jié)果，形成鍍覆量為145-155g/m2(平均150.5g/m2)的鍍層。進而，作為1000小時的對此鍍后試樣材料的噴鹽檢驗的結(jié)果是未因鍍覆缺陷而在鋼基體上產(chǎn)生紅銹斑，只從鍍層上產(chǎn)生白銹斑，而且鍍覆性能極佳。
對比例5將以與實施例5相同方式制成的試樣材料按與實施例5相同的方式經(jīng)受預(yù)處理和氯化物干助劑處理，借此在該試樣材料的每一面上形成涂覆量為10.1g/m2的氯化物干助劑覆膜。
然后，將這樣處理過的試樣材料浸于熔融的Al-40％Zn-0.5％Si合金鍍液中，其溫度為645℃，其上浮有由氯化鎂(40％(重量))-氯化鉀(40％(重量))-氯化鋰(20％(重量))組成的熔融助劑，即一種組份大致與上述氯化物干助劑相同的熔融助劑，其厚度約40mm，而且于此狀態(tài)下保持3分鐘。然后將此試樣材料從該鍍液中提出，再以高壓氮氣對其作控制附著的鍍覆重量的處理，然后空冷。
結(jié)果，在此試樣材料上大量出現(xiàn)包括未鍍部份、氧化物附著等在內(nèi)的鍍覆缺陷，而且鍍層性能很差，這是因為沒有提供足夠的包括分解產(chǎn)生于該鍍液中的氧化物，特別是氧化鋁的功能的緣故。120小時的噴鹽檢驗的結(jié)果是由于未鍍層，自鋼基體上大量產(chǎn)生紅銹斑。
實施例6將用試樣D鋼制成的，圓棒形的，以規(guī)則的間隔有螺紋部分的試樣材料(25mmΦ，250mm)去油和水洗。然后用(10％ H2SO4+3％HF)水溶液去除該表面上的氧化物層。將這樣處理過的試樣材料進行用7.5％(重量)鹽酸水溶液進行的活化處理和水洗洗的預(yù)處理，接著以浸涂法涂由(45g/L氯化鈣-70g/L氯化鉀-35g/L氯化鈉)水溶液組成的助劑，即，在氯化物中含30％(重量)氯化鈣的氯化物助劑溶液，然后作200℃，10分鐘的加熱干燥處理，從而在該樣品材料上形成涂覆量為18.5g/m2的氯化物干助劑覆膜。
然后，將這樣處理過的試樣材料浸于650℃的熔融Al-0.3％Mn-10％Si合金鍍液中，其上浮有由冰晶石(15％(重量))-氟化鋁(25％(重量))-氯化鈣(20％(重量))-氯化鉀(25％(重量))-氯化鈉(15％(重量))組成的熔融助劑，即，含有40％(重量)含鋁氟化物和種類與上述氯化物干助劑相同但份量與之不同的氯化物的熔融助劑，其厚度為約25mm，而后在此狀態(tài)下保持3分鐘。然后將該試樣材料從鍍液中提起，再以離心分離法作控制附著的鍍覆重量的處理，而后水冷和干燥。
結(jié)果，在全部15個圓棒中均形成了鍍覆量為95-120g/m2(平均115g/m2)，無鍍覆缺陷并呈現(xiàn)均勻而光滑的外觀的Al-Si合金鍍層。進而，作為1000小時的對該鍍覆試樣材料的噴鹽檢測的結(jié)果是在鋼基體上未因鍍覆缺陷而產(chǎn)生紅銹，僅從鍍層上產(chǎn)生白銹斑，而且鍍層性能極佳。
對比例6對以與實施例6中相同的方式制得的樣品材料按實施例6中的相同方法作預(yù)處理和氯化物干助劑處理，從而在該試樣材料上形成18.5g/m2附著量的氯化物干助劑覆膜。
然后，將經(jīng)如此處理的試樣材料浸于溫度為660℃的Al-0.3％Mn-10％Si合金鍍液中，其上浮有由氟化鈉(5％(重量))-氟化鋰(3％(重量))-氯化鈣(27.6％(重量))-氯化鉀(42.9％(重量))-氯化鈉(21.5％(重量))的組分構(gòu)成的熔融助劑，即，一種含有8％的不含鋁的氟化物和組分大致與上述氯化物干助劑相同的氯化物熔融助劑，其厚度約25mm，并在此狀態(tài)下保持3分鐘。而后將此試樣材料從該鍍液中提起，再以與實施例中相同的方式對其作控制所附著的鍍覆重量的處理，然后水冷和干燥。
結(jié)果，在試樣材料上大量出現(xiàn)包括未鍍部分、氧化物附著之類的鍍覆缺陷，而且鍍覆外觀很差，這是因為沒提供包括分解于鍍液中所產(chǎn)生的氧化物，特別是氧化鋁的功能在內(nèi)的作用之故。作為120小時噴鹽檢驗的結(jié)果是，從鋼基體上大量產(chǎn)生紅銹斑。
實施例7將用熱軋鋼板(相當(dāng)于S40C)制成的，形狀為管線金屬構(gòu)件的試樣材料(厚5.5mm，寬50mm，長300mm)去油和水洗。而后，通過用10％(重量)的硫酸水溶液進行的酸洗去除試樣材料上的氧化物層，然后使這樣處理過的試樣材料水洗和干燥。將試樣材料表面的平均粗糙度通過噴砂調(diào)到3.0μmRa(按JIS B 0601-1982規(guī)定的表面組織，用Tokyo Precision Co.Ltd的測量儀器測量)，再對這樣處理過的試樣材料作10％(重量)HCl水溶液活化處理和沖水處理的預(yù)處理，接著以浸涂法涂由(38g/L氯化鈣-108g/L氯化鉀-54g/L氯化鈉)水溶液組成的氯化物助劑溶液，再經(jīng)加熱干燥處理(100℃，15分)從而形成每一面附著量為11.8g/m2的氯化物干助劑覆膜，以便進行含水干助劑處理。
然后，將這樣處理過的試樣材料浸于Al-43.5％Zn-1.5％Si合金熔融鍍液中，其上浮有由冰晶石(15％(重量))-氟化鋁(30％(重量))-氯化鈣(10％(重量))-氯化鉀(30％(重量))-氯化鈉(15％(重量))組成的熔融助劑，其厚度約20mm，而且還在635℃的鍍覆溫度下添加0.35％(重量)的鐵組分，然后在此狀態(tài)下保持2分鐘。
然后，將全部試樣材料以2m/分的速度從鍍液中提出。用氮氣清除附著于試樣材料上的多余的熔融金屬以進行控制附著的鍍覆重量的處理，而后將鍍過的材料水冷和干燥，從而在樣品材料上形成熔融ASl-Zn合金鍍層。
結(jié)果，由于氧化物和熔融金屬的局部滯留而在鍍覆層上只形成每平方米表面上4-6個小的突起。各表面的鍍覆重量為230g/m2。在控制鍍覆重量處理過程中形成于下端部位的鍍覆金屬的滯留部份是準備去掉的多余物。鍍覆量以去掉滯留部分的平滑部分中的所測值表示。
因此，按本發(fā)明，在樣品材料上附有大量熔融鍍覆金屬時進行控制附著的鍍覆重量的處理。結(jié)果，在試樣材料上形成大鍍覆重量的，呈現(xiàn)均勻而光滑鍍覆外觀的熔融Al-Zn合金鍍層。
對比例7以與實施列7中相同的條件用H2SO4水溶液去除按與實施例7中相同方式制成的試樣材料上的氧化物層。將經(jīng)這樣處理過的試樣材料作HCl溶液的活化處理和水洗的預(yù)處理，接著，以與實施例7中相同的方式進行用氯化物助劑的含水干助劑處理。
此后，將這樣處理過的試樣材料浸于熔融的Al-43.5％Zn-1.5％Si合金鍍液中，其上浮有與實施例7中相同組分的助劑，并在635℃的鍍覆溫度下還含0.04％(重量)的作為不可避免雜質(zhì)的鐵組分，在該狀況下保持2分鐘。然后將該試樣材料以2m/分的速度從熔融鍍液中提起，但不作基于對附著在試樣材料上的和帶出的鍍覆金屬進行清除的控制處理，然后立即水冷和干燥，借以在試樣材料上形成鍍膜。
結(jié)果，在該鍍層表面上由于氧化物和熔融鍍覆金屬的局部滯留而產(chǎn)生每1平方米表面積8-10小的突起。鍍覆重量為70g/m2表面積。
因此，如上所述地僅用H2SO4水溶液去除氧化層的該試樣材料的表面粗糙度為0.95μmRa。此外由于未添加鐵組份因而熔融鍍覆金屬的流動性非常大，所以在自鍍液中提出后附著于試樣材料上并被保留的熔融鍍覆金屬量很小，盡管未作控制所附著的鍍覆重量的處理，但仍難于形成大鍍覆重量的鍍層。
實施例8
將用試樣鋼A制成的螺栓(M20，75mm)去油和水洗。然后噴砂去除氧化物層，并以噴砂將試材的表面粗糙度調(diào)到5.3μmRa，再對這樣處理過的螺栓作10％(重量)HCl水溶液的活化處理和水洗處理的預(yù)處理，接著以浸涂法涂由(45g/L氯化鈣-70g/L氯化鉀-35g/L氯化鈉)水溶液組成的氯化物助劑溶液，然后作150℃、20分鐘的加熱干燥處理，借以形成氯化物干助劑覆膜(粘附量為15.5g/m2)，結(jié)果進行了含水干助劑處理。
而后，將經(jīng)這樣處理的螺栓浸于Al-44.0％Zn-1.0％Si合金鍍液中，其上浮有厚約30mm的由氟化鋁(45％(重量))-氯化鈣(16.5％(重量))-氯化鉀(25.7％(重量))-氯化鈉(12.8％(重量))組成的熔融助劑，然后再于640℃的鍍覆溫度下加入0.55％(重量)的鐵組份，再于此狀況下保持3分鐘。
然后，將浸過的螺栓從鍍液中提起并以離心分離作控制附著的鍍覆重量的處理，再經(jīng)水冷和干燥。
在鍍覆處理和控制所附的鍍覆重量的處理時，將尺寸如上、置于鍍籃中的、經(jīng)受了氯化物含水助劑處理的15個螺栓浸于鍍液中。
然后，將該籃以5.4m/分的速度從此鍍液中提起，再將螺栓移到裝有離心分離器的籃中以便控制所附的鍍覆重量，然后用此離心分離器以旋轉(zhuǎn)處理清除多余的粘附于螺栓的熔融鍍覆金屬以進行控制粘附的鍍覆重量的處理，旋轉(zhuǎn)時圓周速度為750m/分，時間5秒。
結(jié)果，在朝該螺栓的螺旋部分的垂直方向上由于熔融鍍覆金屬的滯留形成一行3-4個非常小的突起，但由于對所有的螺栓都在附著大量熔融鍍覆金屬的情況下作了控制附著鍍覆重量的處理，大鍍覆重量的，呈現(xiàn)相當(dāng)均勻和光滑外觀的Al-Zn鍍層以375-392g/m2(平均381g/m2)的鍍覆重量形成。
對比例8將以與實施例8相同方式制成的螺栓上的氧化物層以與實施例8中相同的條件用噴砂法去除，然后以與實施例8中相同的方式調(diào)整表面粗糙度。將這樣處理過的螺栓用HCl水溶液作活化處理及水洗處理，接著以與實施例8中相同的方式作含水干助劑處理。
然后，將這樣處理過的螺栓浸于熔融的Al-44.0％Zn-1.0％Si合金鍍液中，其上浮有組份同于實施例8并在640℃的鍍覆溫度下含有0.1％(重量)鐵組份，而后在此狀態(tài)下保持3分鐘。然后將此螺栓從熔融鍍液中提起，再以與實施例8中相同的方式用離心分離器作控制粘附的鍍覆量的處理，從而制成對比的樣品螺栓。
結(jié)果，在全部15件螺栓中，在與實施例8中相同的狀態(tài)下，由于熔融鍍覆金屬的滯留形成非常小的突起，并形成相當(dāng)均勻和光滑的鍍覆外觀，但鍍覆重量僅80-102g/m2(平均90g/m2)。
這樣，將螺栓的表面粗糙度調(diào)到與實施例8中相同的5.3μmRa。然而，由于加在熔融鍍液中的鐵組份的重量很小，而熔融的鍍液的流動性很大，從鍍液中提出后粘附于和保留在螺栓上的熔融鍍覆金屬的重量很小，所以難以形成大鍍覆重量的鍍層。
實施例9對以與實施例8中相同的方式制得的螺栓按與實施例8相同的方式進行去除氧化物層、調(diào)整表面粗糙度及活化處理，接著再作氯化物含水干助劑處理。
然后，將這樣處理過的螺栓于添加了如與實施例8中相同的助劑和鐵組分的熔融Al-Zn-Si合金中，以與實施例8相同的條件作熱浸鍍處理。
然后，將其中放有15個此螺栓的鍍籃以5.4m/分的速度從鍍液中提起，而后將該螺栓換到裝有離心分離器的籃中以進行附著的鍍覆重量控制，處理方式同實施例8，通過用圓周速度為750m/分的離心分離器處理5秒清除了多余的粘附的熔融鍍覆金屬，以進行控制附著的鍍覆重量的處理，而后立即以圓周速度為375m/分(所述圓周速度的1/2)，進行3秒的(所述處理時間的3/5)逆向轉(zhuǎn)動處理以對這樣處理過的螺栓作光潔處理，而后水冷和干燥。
結(jié)果，由于作了控制所附著的鍍覆重量處理和在附著和保留大量附著的熔融鍍覆金屬的狀況下作了光潔處理，所以以368-382g/m2(平均375g/m2)的鍍覆重量形成了有大的鍍覆重量的，呈現(xiàn)均勻而光滑外觀的Al-Zn鍍層。
對比例9將以與實施例8中相同方式制得的螺栓去油、水洗和干燥，然后噴砂去除螺栓上的氧化物層再將表面粗糙度調(diào)到1.8μmRa。用10％(重量)的HCl水溶液對這樣處理過的螺栓作活化處理再水洗，接著以與實施例8中相同的方式作氯化物含水干助劑處理。
然后將這樣處理過的螺栓浸于Al-44.0％Zn-1.0％Si合金鍍液中，其上浮有組成與實施例9中相同的熔融助劑，而其中在635℃的鍍覆溫度下含有0.55％(重量)的鐵組份，然后于此狀態(tài)下保持3分鐘，此后將螺栓以5.4m/分的速度從鍍液中提起，再以與實施例9中相同的條件作控制所附的鍍覆重量的處理和光潔處理，從而制得對比試樣螺栓。
結(jié)果，在所有的螺栓中，都形成了呈現(xiàn)均勻而光滑的鍍覆外觀的鍍層，但鍍覆重量僅為118-135g/m2(平均120g/m2)。
因此，雖然采用了與實施例9相同的熔融鍍液，熔化和添加了鐵組份來充分地提高粘度，經(jīng)受了表面粗糙度調(diào)整處理的該螺栓的表面的平均粗糙度為1.8μmRa，以致在將其從熔融鍍液中提出時帶出的熔融鍍覆金屬的重量很少，所以難以形成大鍍覆重量的鍍層。
實施例10通過在用與實施例8中相同的材料制得的螺母中全長度地攻出用于在熱浸鍍后與螺栓配合的螺紋部分制成一個螺母(尺寸，M22)，而后將其去油、水洗和干燥。然后噴砂去除螺母上的氧化物層，再將螺母的外、上和下表面的表面粗糙度調(diào)到3.5μmRa的平均粗糙度，而后將這樣處理過的螺母作10％(重量)HCl水溶液的活化處理和水洗處理的預(yù)處理，接著浸涂法涂由(40g/L氯化鈣-20g/L氯化鉀-20g/L氯化鈉)水溶液構(gòu)成的氯化物助劑，再作180℃、15分的加熱干燥處理，借此進行形成附著重量為6.4g/m2的氯化物干助劑覆膜的含水干助劑處理。
然后將裝有20件這樣處理過的鍍籃浸于Al-38％Zn-1.8％Si合金鍍液中，其上浮有由冰晶石(20％(重量))-氟化鋁(30％(重量))-氯化鈣(20％(重量))-氯化鉀(25％(重量))-氯化鈉(12.5％(重量))組成的熔融助劑，厚度為約15mm，此外其中還于645℃的溫度下加入0.85％(重量)的鐵組份，然后于此狀態(tài)下保持3分鐘。
然后，將鍍籃以8.5m/分的速度從鍍液中提起，振動10秒，再將螺母換到設(shè)有離心分離器的籃中以控制所附的鍍覆重量，而后立即用該離心分離器，以940m/分的圓周速度處理5秒鐘以清除多余的熔融鍍覆金屬來進行控制所附著的鍍覆重量的處理。然后，對此螺母立即作光潔處理，這包括以圓周速度為565m/分(所述圓周速度的3/5)作3秒(所述處理時間的3/5)的逆向旋轉(zhuǎn)。將這樣的螺母以上述條件連續(xù)地作三次旋轉(zhuǎn)清除處理和旋轉(zhuǎn)光潔處理，然后水冷和干燥。
結(jié)果，由于全部螺母在附著和保留大量熔融涂覆金屬的狀況下經(jīng)受了控制所附的鍍覆重量處理和光潔處理，所以在螺母的外、上和下表面以285-303g/m2(平均292g/m2)的鍍覆重量形成大鍍覆量的，呈現(xiàn)光潔而均勻鍍覆外觀的Al-Zn鍍層，而在螺母的內(nèi)螺紋部分，上述鍍層的鍍覆量為310-321g/m2(平均316g/m2)。
對比例10將以與實施例10中相同的方式制成的螺母去油、水洗和干燥。然后，噴砂去除氧化物層再將該螺母的表面粗糙度，特別是其外、上和下表面粗糙度調(diào)整到2.2μmRa的平均粗糙度。將經(jīng)這樣處理的螺母用10％(重量)HCl水溶液作活化處理，然后水洗。
然后，將這樣處理過的螺母浸于熔融的Al-38％Zn-1.8％Si合金鍍液中，其上浮有組分與實施例10中相同的熔融助劑，其中于645℃的處理溫度下加入0.18％(重量)的鐵組份，而后在此狀況下保持3分鐘。而后將螺母以8.5m/分的速度從熔融鍍液中提起，振動10秒再用離心分離器按與實施例中相同的方式作控制所附鍍覆重量的處理和光潔處理，后與水冷和干燥，借此形成對比試樣螺母。
結(jié)果，在全部螺母中，都形成了呈現(xiàn)均勻而光滑鍍覆外觀的鍍層，但在該螺圍外、上和下表面中的鍍覆重量僅為90-112g/m2。這樣，由于在這種條件下在調(diào)整表面粗糙度和往鍍液中所加的鐵組份的重量方面在螺母自鍍液中提升后所提供的附著和保留大量熔融鍍覆金屬的效果不夠充分，所以難于在螺母的外、上和下表面中形成大鍍覆重量的鍍層。
實施例11將用低合金鋼(相當(dāng)于80kg/mm2(784MPa)級的高抗拉強度)制成的螺栓(M24×150mm)由去油和水洗。而后噴砂除去螺栓上的氧化物層。然后，將其表面平均粗糙度調(diào)整到3.9μmRa，再用15％(重量)的HCl水溶液對這樣處理過的螺栓作活化處理而后水洗，接著用浸涂法涂以由(30g/L氯化鈣-10％g/L氯化鎂-80g/L氯化鉀-80g/L氯化鈉)水溶液組成的氯化物助劑溶液，然后以150℃、15分鐘作加熱干操處理，借此形成附著量為17.8g/m2的氯化物干助劑覆膜以進行含水干助劑處理。
然后，將10件放在鍍籃中的螺栓浸于熔融的Al-8.5％Si合金鍍液中，其上浮有由冰晶石(20％(重量))-氟化鋁(20％(重量))-氯化鈣(9％(重量))-氯化鎂(3％(重量))-氯化鉀(24(重量)-氯化鈉(24％(重量))組成的，厚約40mm的熔融助劑，其中還于660℃的鍍覆溫度下添加了1.1％(重量)的鐵組分，然后在此狀況下保持2分鐘。
然后，將鍍籃以7.5m/分的速度從鍍液中提起，再將螺栓移到用于控制所附的鍍覆重量的，設(shè)有離心分離器的籃中，并且立即用此離心分離器，以470m/分的圓周速度作6秒的旋轉(zhuǎn)處理而去除多余的附在螺栓上的熔融鍍覆金屬，再作圓周速度188m/分(附近圓周速度的2/5)時間為2秒(所述處理時間的1/3)的反向放轉(zhuǎn)光潔處理，然后水冷和干燥。
結(jié)果，由于全部螺栓都作了在粘附和保留大量熔融鍍覆金屬狀態(tài)下的控制所附鍍覆量處理和光潔處理，所以形成了鍍覆量為187-209g/m2(平均201g/m2)的呈現(xiàn)均勻而光滑鍍覆外觀的，大鍍覆重量的Al-Si合金鍍層。
對比例11將此與實施例11中相同的方式制得的螺栓去油、水洗和干燥。用20％(重量)的H2SO4去除螺栓上的氧化物層，再水洗。將這樣處理過的螺栓用15％(重量)的鹽酸水溶液作活化處理，然后水洗接著作組份與實施例11中相同的氯化物含水干助劑處理。
然后將這樣處理過的螺栓浸于Al-8.5％Si合金熔融鍍液中，其上浮有厚約40mm的組成與實施例11中相同的熔融助劑，其中在660℃的鍍覆溫度下加入鐵組份1.1％(重量)，然后在此狀態(tài)下保持2分鐘。此后，將螺栓從鍍液中提起，并作控制所附著的鍍覆重量的處理、水冷和干燥，從而制成對比試樣螺栓。
結(jié)果，在全部螺栓中，均形成呈現(xiàn)均勻而光滑的鍍層，但鍍覆重量為85-115g/m2(平均95g/m2)。因此，雖然用了與實施例中相同的熔融鍍液，其中熔融的和所加的鐵組份將粘度充分地提高，但未進行調(diào)整表面粗糙度的處理，從而螺栓表面的平均粗糙度為1.2μmRa，并且在從鍍液中提起時被帶出的熔融鍍覆金屬的量很小，所以難于形成大鍍覆量的鍍層。
表權(quán)利要求
1.以使用助劑的一步鍍覆法對鋼制材料熱浸鍍?nèi)廴阡X合金的工藝，它包括去除鋼制材料表面上的氧化物層，對該鋼制材料表面進行活化處理，及在該鋼制材料表面上進行以下處理(i)用含由(a)選自由氯化鈣和氯化鎂組成的物組中的至少一種氯化物和(b)至少一種選自由氯化鉀、氯化鋰、氯化鈉所組成的物組中的氯化物所構(gòu)成的主成分的氯化物助劑溶液進行涂覆處理，然后干燥處理，借以形成該鋼制材料表面附著量為1.5g/m2-30g/m2的干氯化物助劑的覆膜；(ii)然后將經(jīng)這樣處理過的鋼制材料浸于其上熔化了和浮著含氟化物的助劑的熔融鋁合金鍍液中，該助劑含有以(c)含鋁的氟化物，(d)至少一種選自由氯化鈣和氯化鎂構(gòu)成的物組中的氯化物，及(e)至少一種選自由氯化鉀、氯化鋰和氯化鈉構(gòu)成的物組中的氯化物所構(gòu)成的主成份，借此用鋁合金鍍覆該鋼制品。
2.權(quán)利要求1的熱浸鍍工藝，其中(i)(a)氯化物助劑組分含量滿足以下范圍5％(重量)≤含量(a)/{含量(a)+含量(b)}×100≤70％(重量)。
3.權(quán)利要求1的熱浸鍍工藝，其中(ii)(c)含氟化物的助劑組分的含量滿足以下范圍15％(重量)≤含量(c)/{(含量(c)+含量(d)+含量(e)}×100≤60％(重量)。
4.按使用助劑的一步鍍覆法用熔融鋁合金熱浸鍍鋼制材料的工藝，它包括去除鋼制材料表面上的氧化物層；將該鋼制材料表面的平均粗糙度調(diào)整到2.5-7.5μmRa。對該鋼制材料表面進行活化處理；將該鋼制材料浸在熔融的Al-Zn-Si或Al-Si合金鍍液中，其上熔有和浮有助劑，其中已添加了與除該助劑外的該熔融合金總重量之比為0.25-1.5％(重量)的鐵組分于此鍍液中，以及然后進行控制附著的鍍覆量的處理，借此用熔融Al-Zn-Si合金或Al-Si合金鍍覆該鋼制材料以便將大量合金粘附于該鋼制材料表面上。
5.權(quán)利要求4的熱浸鍍工藝，其中控制附著的鍍覆重量的處理用圓周速度范圍為400-1500m/分鐘的離心分離法進行。
6.權(quán)利要求4的熱浸鍍工藝，其中控制附著的鍍覆重量的處理用圓周速度范圍為400-1500m/分鐘的離心分離法，按規(guī)定處理時間進行，然后以所述圓周速度的1/3-4/5的圓周速度通過以與所述處理中的方向相反的方向的旋轉(zhuǎn)進行處理時間為上述處理時間的1/5-3/4的光潔處理。
7.采用了助劑的鋁合金鍍液，它包含熔融的Al-Zn-Si或Al-Si合金和與除去該助劑的該熔融合金金屬總量之比為0.25-1.5％(重量)的鐵組分。
全文摘要
所公開的是一種按用助劑的一步法以熔融鋁合金熱浸鍍鋼制材料的工藝，它包括去除鋼制材料表面上的氧化物層，進行活化處理，然后涂氯化物助劑溶液及將此鋼材浸于其上浮有含鋁的氟化物助劑的熔融鋁合金鍍液中，借此用鋁合金鍍覆此鋼材，或包括去除鋼制材料表面上的氧化物層，調(diào)整表面粗糙度，進行活化處理及將此鋼制材料浸于其上浮有助劑并且其中加有鐵組分的熔融Al-Zn-Si或Al-Si合金鍍液中，借此以Al-Zn-Si或Al-Si合金鍍此鋼材表面以在其中粘附大量鋁合金，還公開了一種鋁合金鍍液。
文檔編號C23C2/02GK1136087SQ96100839
公開日1996年11月20日 申請日期1996年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月10日
發(fā)明者樋口征順, 中野茂, 相島敏行 申請人:日本帕卡瀨精株式會社