專利名稱：復合機械鍍鋁鋅工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于表面鍍層技術領域，特別是涉及復合機械鍍鋁鋅工藝。
背景技術：
鋁鋅合金鍍層因具有優良的耐蝕性能，而日益受到人們的關注并在工業上得到廣泛的應用。傳統的工藝是采用復合電鍍的方法或熱浸鍍的方法獲得鋁鋅合金復合鍍層。但上述兩種方法在工藝上存在有不同程度的缺陷如復合電鍍工藝受工藝條件的限制，所形成的鍍層在厚度與均勻性方面存在一定缺陷，而且形成的鍍層中鋁含量較低，影響了鍍層性能的進一步提高，同時電鍍過程會產生“氫脆”，影響工件機械強度；熱鍍鋁鋅合金工藝雖可形成所需要的鋁鋅合金鍍層，但該工藝成本較高，且多用于線材、板材和帶材的鍍覆，而且鍍覆過程中需高溫加熱，能耗較高，亦會對鋼材強度產生不利影響。如專利號為CN1191244A的中國專利，采用稀土鋁鋅合金陽極材料進行電鍍，可形成含鋁量0.5～0.8％，稀土含量0.3～0.5％，余量為鋅的合金鍍層，鍍層厚度僅為800～1000納米；而專利號為CN1036045A和CN1052336A的中國專利，雖可形成含鋁量1～80％與55％的鋁鋅合金鍍層，鍍層厚度亦較厚，但均需電解活化助鍍，且需在620～700℃下進行熱浸鍍，工藝復雜，操作繁瑣，鍍覆溫度高，對工件有一定影響。
發明內容本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，利用機械鍍工藝，借助于專用的活化分散助鍍劑，提供一種能在鐵基表面上形成鋁鋅合金復合鍍層，并可較大幅度提高鍍層耐蝕性能的復合機械鍍鋁鋅工藝。
本發明是通過以下方式實現的復合機械鍍鋁鋅工藝，首先將欲鍍工件進行前處理后，裝入機械鍍鋁鋅鍍桶內；然后加入沖擊介質和水，水以能浸過鍍件與沖擊介質為準；根據預鍍工件的表面積和預鍍鍍層厚度以及鍍層中所要求的鋁鋅比例，計算出活化分散助鍍劑和所需的鋅粉、鋁粉的加入量；將鋁粉用專用還原劑進行還原處理，以去除鋁粉表面的氧化層，增加其潤濕性；將活化分散助鍍劑配成水溶液，在鍍桶轉動過程中，與鋅粉、處理后的鋁粉一起均勻加入鍍桶中，進行鍍覆；鍍覆時間為30～60分鐘，加料完畢后，應強化轉動鍍桶10～20分鐘；鍍畢后，即可出料、分離、漂洗、干燥。
本工藝所用沖擊介質為玻璃微珠，其粒徑要求0.15～6毫米，加入量為工件質量的1～1.5倍。
本工藝所用鋁粉、鋅粉為普通工業鋁粉、鋅粉，其粒度在150～300目之間。
本工藝所用鋁粉專用還原劑由金屬氟化物和有機緩蝕劑組成，配成水溶液；金屬氟化物為氟化鈉、氟化鉀、氟氫化鈉、氟氫化鉀、氟化氫胺、氟化胺，緩蝕劑為六次甲基四胺；還原劑用量為鋁粉用量的3％～5％。
本工藝活化分散助鍍劑由聚乙二醇、硫酸、鹽酸、氯化鈉、氯化鋁、硫酸鋁、氯化鋅、硫酸鋅、硫酸氫鈉組成。
本工藝所需鋅粉和鋁粉的加入量，由鍍覆厚度與工件表面積以及鍍層中所要求的鋁鋅比例按如下原則決定每平方米鍍覆面積鍍覆10微米鍍層，需用鋅粉72～85克，需用鋁粉27～35克。活化分散助鍍劑加入量為鋅粉和鋁粉用量的0.5％～5％。
本復合機械鍍鋁鋅工藝，在鍍覆過程中，活化分散助鍍劑水溶液的pH為2～4。
本工藝無需在工件表面上建立銅基層，即可直接進行復合機械鍍鋁鋅；復合機械鍍鋁鋅合金工藝所形成的鍍層厚度為10～100微米；復合機械鍍鋁鋅工藝所形成的鍍層成分為鋁鋅合金，其中鋁的含量為3～80％，具體比例可根據實際需要加以調整；復合機械鍍鋁鋅工藝形成的鋁鋅合金鍍層，具有優良的耐蝕性能，其耐蝕能力為傳統機械鍍鋅層的1.5～3倍；復合機械鍍鋁鋅工藝，可應用于螺栓、螺母、墊圈、釘子、自攻螺釘、水泥釘、彈簧、鏈條、鑄鐵管路連接件等和部分線路金具的鍍覆上，這些鍍件可由高碳鋼、低碳鋼、冷拔鋼、鑄鐵等制造。
具體實施方式
實施例1選欲鍍工件Φ6～100的螺栓50千克。
將螺栓進行表面處理后，放入鍍桶；在鍍桶中加入50千克的玻璃微珠，其粒徑包括0.15～0.2毫米，0.2～0.3毫米，0.3～0.4毫米，0.4～0.5毫米四種，其重量比為1∶1∶1∶1；加水使其浸過工件與微珠；將鋁粉1千克用還原劑500毫升進行處理；轉動鍍桶，在轉動過程中，分四次將處理好的鋁粉和配置好的活化分散助鍍劑500毫升、鋅粉2.5千克依次加入，每次間隔10分鐘；加料完畢后，繼續轉動鍍桶15分鐘，將鍍桶內的工件及玻璃微珠倒出，進行分離，干燥，即可得到鍍好的工件，其鍍層厚度為30～40微米，鍍層含鋁量為40～50％。
實施例2選欲鍍工件Φ3～6的水泥釘50千克。
將水泥釘進行表面清洗后，放入鍍桶；在鍍桶中加入70千克的玻璃微珠，其粒徑包括0.3～0.4毫米，0.4～0.5毫米，0.5～0.6毫米三種，其重量比為1∶1∶1；加水使其浸過工件與微珠；將鋁粉1千克用還原劑500毫升進行處理；轉動鍍桶，在轉動過程中，分五次加入處理好的鋁粉及配置好的活化分散助鍍劑500毫升、鋅粉5千克，每次間隔5分鐘；加料完畢后，繼續轉動鍍桶20分鐘，將鍍桶內的工件及玻璃微珠倒出，進行分離，干燥，即可得到鍍好的工件，其鍍層厚度為40～50微米，鍍層中含鋁量為10～15％。
權利要求
1.復合機械鍍鋁鋅工藝，其特征是包括以下步驟(1)將欲鍍工件進行前處理后，裝入機械鍍鋁鋅的鍍桶內；(2)加入沖擊介質和水，水以能浸過鍍件與沖擊介質為準；(3)根據預鍍工件的表面積和預鍍鍍層厚度以及鍍層中所要求的鋁鋅比例，計算出活化分散助鍍劑和所需的鋅粉、鋁粉的加入量；(4)將鋁粉用專用還原劑進行還原處理，以去除鋁粉表面的氧化層，增加其潤濕性；(5)將活化分散助鍍劑配成水溶液，在鍍桶轉動過程中，與鋅粉、處理后的鋁粉一起均勻加入鍍桶中，進行鍍覆；鍍覆時間為30～60分鐘，加料完畢后，強化轉動鍍桶10～20分鐘，即可得到外表具有銀白色光澤的均勻、致密、光滑的復合機械鍍鋁鋅合金鍍層。
2.根據權利要求1所述的復合機械鍍鋁鋅工藝，其特征是所用鋁粉、鋅粉為普通工業鋁粉、鋅粉，其粒度在150～300目之間。
3. 根據權利要求1、2所述的復合機械鍍鋁鋅工藝，其特征是所需鋅粉和鋁粉的加入量，由鍍覆厚度與工件表面積以及鍍層中所要求的鋁鋅比例按如下原則決定每平方米鍍覆面積鍍覆10微米鍍層，需用鋅粉72～85克，需用鋁粉27～35克。
4.根據權利要求1、2所述的復合機械鍍鋁鋅工藝，其特征是所用沖擊介質為玻璃微珠，其粒徑要求0.15～6毫米，加入量為工件質量的1～1.5倍。
5.根據權利要求1、2所述的復合機械鍍鋁鋅工藝，其特征是鋁粉專用還原劑為水溶液，由氟化鈉、氟化鉀、氟氫化鈉、氟氫化鉀、氟化氫胺、氟化胺組成，緩蝕劑為六次甲基四胺，還原劑用量為鋁粉用量的3％～5％。
6.根據權利要求1、2所述的復合機械鍍鋁鋅工藝，其特征是活化分散助鍍劑由聚乙二醇、硫酸、鹽酸、氯化鈉、氯化鋁、硫酸鋁、氯化鋅、硫酸鋅、硫酸氫鈉組成，活化分散助鍍劑加入量為鋅粉和鋁粉用量的0.5％～5％。
7.根據權利要求1、2所述的復合機械鍍鋁鋅工藝，其特征是鍍覆過程中，活化分散助鍍劑水溶液的pH為2～4。
全文摘要
本發明提出了一種復合機械鍍鋁鋅工藝。該復合機械鍍鋁鋅工藝以工業鋅粉和鋁粉(規格均為150～300目)為原料，在利用還原劑對鋁粉進行還原處理后，借助于專用的活化分散助鍍劑，以玻璃微珠作沖擊介質，可對金屬結構件、標準件、鑄鐵管路等鐵基金屬工件進行復合機械鍍鋁鋅，得到外表具有銀白色光澤的均勻、致密、光滑的復合機械鍍鋁鋅合金鍍層。該鍍層具有良好的耐蝕性能和穩定性，鍍層中鋁的含量為3～80％，其具體比例可根據實際需要加以調整。
文檔編號C23C24/00GK1392287SQ0211040
公開日2003年1月22日 申請日期2002年5月21日 優先權日2002年5月21日
發明者主沉浮, 于萍, 魏云鶴, 張長橋, 杜學軍, 高峰, 田芳, 孫瑛 申請人:山東大學