一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，先將鋼鐵材料表面進行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈，然后將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入鹽酸溶液中浸泡30-50分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用熱氮氣吹干，再將吹干后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開始電鍍鋅，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用熱氮氣烘干，最后將熱氮氣烘干后的鋼鐵材料在真空條件下加熱至180-200℃，保持20-40分鐘，然后使用冷氮氣降至室溫即可。本發明提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法得到的鍍層具有優良的耐腐蝕性能，同時具有優良的鍍層結合性能，進一步增強了鍍層的特性。
【專利說明】—種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電鍍領域，具體涉及一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法。
【背景技術】
[0002]電鍍鋅錫合金已經廣泛用作鋼鐵、銅、鎳等金屬的防腐保護層。在一般大氣條件下，與單純的鋅鍍層相比，錫-鋅合金鍍層的耐蝕性比鋅鍍層有顯著的提高，這是由于錫-鋅合金鍍層中含有錫，它對鋅受到腐蝕而溶解具有抑制作用，使合金鍍層不易產生點蝕，雖然錫的加入具有抑制鋅受到腐蝕的效果，目前，鋅錫電鍍鍍層的錫質量分數一般為60% -85%左右，但錫加入的含量高于70%會導致鍍件表面顯白霧狀，沒有光亮性，而低于一定比例會導致耐蝕性下降，另外由金屬的標準電極電位可知，Sn2+的標準電極電位等于-0.14V，鋅的標準電極電位等于-0.763V，兩者相差較大，要獲得錫鋅共沉積層，要將兩者的沉積電位拉近，而在鍍液配制過程中，由于含有Sn2+，渡液中的Sn2+容易氧化成Sn4+導致鍍液漫混濁，影響鍍液質量，增加后期操作工序。以上的鋅錫合金電鍍工藝中存在的問題嚴重阻礙了該方法的發展，因此，亟需開發一種能夠在電鍍過程中保持鍍液穩定性，簡化操作工序，保證鍍層結晶細致及具有良好的耐蝕性和光亮度的鋅錫合金電鍍方法。申請號為201410024738.1的中國專利公開了了一種鋅錫合金電鍍方法的工藝流程及其電鍍液的配制方法，工藝流程包括2次熱脫脂、2次水洗、酸解(陰極)、水洗、酸洗(30%鹽酸)、2次水洗、堿性電解除油(陽極)、2次水洗、活化(5?10%鹽酸)、2次水洗、電鍍，同時改善鍍液質量，在電鍍液中加入絡合劑、光亮劑、聚甘油、極化型光亮劑、還原劑等多種電鍍添加劑。其鍍液穩定性高，可長期生產而不更換鍍，沉積速度快，沉積附著力強，形成的鍍層在含錫為70%，鋅為30%左右的比例時達到更好的耐蝕性，性鹽霧可達到144hr白銹，100hr紅銹，抗二氧化硫的耐腐蝕性、鍍層柔軟性好，鍍層可進行彎曲測試。申請號為201210054585.6的中國專利公開了一種錫-鋅合金電鍍液及其制備方法。該錫-鋅合金電鍍液主要由:硫酸亞錫、對苯酚磺酸錫、硫酸鋅、硫酸銨、檸檬酸、葡萄糖酸鈉、十二烷基二甲基氨基乙酸甜菜堿、抗壞血酸、去離子水等組成。該錫-鋅合金電鍍液具有鍍液穩定性高，沉積速度快，耐腐蝕性能和力學性能優異等特點。但是以上公開的文獻中雖然提供的電鍍液都具有較好的電鍍效果，但是隨著目前技術的不斷進步，對于電鍍后鍍膜的特性也有了更高的要求，因此，需要進一步不斷研究來開發一種更加優異的電鍍方法以及電鍍液，使得電鍍的鍍膜具有更加優異的效果。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于為了克服以上現有技術的不足而提供一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，提高鍍層的結合性能以及耐腐蝕性。
[0004]本發明采用以下技術手段實現:
[0005]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一，將鋼鐵材料表面進行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0007]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入鹽酸溶液中浸泡30-50分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用熱氮氣吹干；
[0008]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開始電鍍鋅，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用熱氮氣烘干；
[0009]步驟四，將步驟三中熱氮氣烘干后的鋼鐵材料在真空條件下加熱至180-200°C，保持20-40分鐘，然后使用冷氮氣降至室溫；
[0010]以上步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨60-70份，氯化鋅30-40份，聚乙二醇0.5-1份，硼酸5-10份，氯化亞錫50-60份，硫酸鋅20-30份，硫酸鈉10-20份，三硝基甲苯1-5份，苯甲酸鈉0.5-1份，淀粉0.2-0.8份，去離子水400-500份。
[0011]以上步驟二中所述鹽酸溶液的質量濃度可以為25% -30%。
[0012]以上步驟二中鹽酸溶液浸泡的溫度可以為30-35 °C。
[0013]以上步驟二中所述熱氮氣的溫度可以為80-100°C。
[0014]以上步驟三中電鍍的條件可以為電流密度為l_3A/dm2，溫度30_40°C，pH3_5。
[0015]以上步驟三中熱氮氣溫度可以為80_100°C。
[0016]以上步驟四中的真空條件的真空度可以為0.02-0.05MPa。
[0017]以上步驟四中的冷氮氣的溫度可以為5-10°C，降至室溫的時間可以為5-12分鐘。
[0018]本發明提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法電鍍后的鍍層進行性能測試，通過劃格試驗和彎曲試驗測試鍍層結合力，將鍍鋅錫后的金屬片進行彎折試驗，指導金屬基體斷裂，通過放大鏡觀察鍍層仍然精密結合在基體表面，沒有分離現象，用鋒利的刀刃劃削鍍層，鍍層也不能剝離。說明本發明提供的方法得到的鍍層具有良好的結合力。對鍍層進行耐鹽霧試驗，采用5%氯化鈉水溶液，pH6.8，試驗溫度35°C，壓縮氣體預熱溫度38°C，連續噴霧測定耐腐蝕性能，結果表明，連續噴霧300小時后，鍍層表面仍然沒有任何變化；在濕度為80%的二氧化硫氛圍中能夠達到100小時以上鍍層表面無變化，本發明提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法得到的鍍層具有優良的耐腐蝕性能，同時具有優良的鍍層結合性能，進一步增強了鍍層的特性。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
[0020]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0021]步驟一，將鋼鐵材料表面進行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0022]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質量濃度為25%的鹽酸溶液中浸泡30分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為80°C的熱氮氣吹干；
[0023]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度lA/dm2，溫度30°C，pH3，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為80°C的熱氮氣烘干；
[0024]步驟四，將步驟三中熱氮氣烘干后的鋼鐵材料在真空度為0.02MPa的條件下加熱至180°C，保持20分鐘，然后使用溫度為10°C的冷氮氣降至室溫，其中降至室溫的時間為5分鐘；
[0025]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨60份，氯化鋅30份，聚乙二醇0.5份，硼酸5份，氯化亞錫50份，硫酸鋅20份，硫酸鈉10份，三硝基甲苯I份，苯甲酸鈉0.5份，淀粉0.2份，去離子水400份。
[0026]實施例2
[0027]—種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0028]步驟一，將鋼鐵材料表面進行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0029]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質量濃度為26%的鹽酸溶液中浸泡35分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為86°C的熱氮氣吹干；
[0030]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度lA/dm2，溫度33°C，pH4，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為90°C的熱氮氣烘干；
[0031]步驟四，將步驟三中熱氮氣烘干后的鋼鐵材料在真空度為0.03MPa的條件下加熱至185°C，保持26分鐘，然后使用溫度為8°C的冷氮氣降至室溫，其中降至室溫的時間為8分鐘；
[0032]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨62份，氯化鋅35份，聚乙二醇0.6份，硼酸7份，氯化亞錫53份，硫酸鋅23份，硫酸鈉12份，三硝基甲苯2份，苯甲酸鈉0.6份，淀粉0.5份，去離子水430份。
[0033]實施例3
[0034]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0035]步驟一，將鋼鐵材料表面進行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0036]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質量濃度為28%的鹽酸溶液中浸泡40分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為90°C的熱氮氣吹干；
[0037]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度2A/dm2，溫度36°C，pH4，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為88°C的熱氮氣烘干；
[0038]步驟四，將步驟三中熱氮氣烘干后的鋼鐵材料在真空度為0.04MPa的條件下加熱至200°C，保持30分鐘，然后使用溫度為5°C的冷氮氣降至室溫，其中降至室溫的時間為10分鐘；
[0039]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨66份，氯化鋅35份，聚乙二醇0.8份，硼酸8份，氯化亞錫56份，硫酸鋅26份，硫酸鈉14份，三硝基甲苯3份，苯甲酸鈉0.6份，淀粉0.7份，去離子水460份。
[0040]實施例4
[0041]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0042]步驟一，將鋼鐵材料表面進行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0043]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質量濃度為28%的鹽酸溶液中浸泡45分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為100°c的熱氮氣吹干；
[0044]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度3A/dm2，溫度38°C，pH4，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為90°C的熱氮氣烘干；
[0045]步驟四，將步驟三中熱氮氣烘干后的鋼鐵材料在真空度為0.05MPa的條件下加熱至195°C，保持40分鐘，然后使用溫度為8°C的冷氮氣降至室溫，其中降至室溫的時間為12分鐘；
[0046]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨68份，氯化鋅37份，聚乙二醇0.9份，硼酸8份，氯化亞錫58份，硫酸鋅25份，硫酸鈉18份，三硝基甲苯5份，苯甲酸鈉I份，淀粉0.6份，去離子水480份。
[0047]實施例5
[0048]一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，包括以下步驟:
[0049]步驟一，將鋼鐵材料表面進行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈；
[0050]步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入質量濃度為30%的鹽酸溶液中浸泡50分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用溫度為100°c的熱氮氣吹干；
[0051]步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開始電鍍鋅，電鍍的條件為電流密度3A/dm2，溫度40°C，pH5，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用溫度為100°C的熱氮氣烘干；
[0052]步驟四，將步驟三中熱氮氣烘干后的鋼鐵材料在真空度為0.05MPa的條件下加熱至200°C，保持40分鐘，然后使用溫度為10°C的冷氮氣降至室溫，其中降至室溫的時間為12分鐘；
[0053]其中步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨70份，氯化鋅40份，聚乙二醇I份，硼酸10份，氯化亞錫60份，硫酸鋅30份，硫酸鈉20份，三硝基甲苯5份，苯甲酸鈉I份，淀粉0.8份，去離子水500份。
[0054]對以上實施例提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法電鍍后的鍍層進行性能測試，通過劃格試驗和彎曲試驗測試鍍層結合力，將鍍鋅錫后的金屬片進行彎折試驗，指導金屬基體斷裂，通過放大鏡觀察鍍層仍然精密結合在基體表面，沒有分離現象，用鋒利的刀刃劃削鍍層，鍍層也不能剝離。說明本發明提供的方法得到的鍍層具有良好的結合力。對鍍層進行耐鹽霧試驗，采用5%氯化鈉水溶液，pH6.8，試驗溫度35°C，壓縮氣體預熱溫度38°C，連續噴霧測定耐腐蝕性能，結果表明，連續噴霧300小時后，鍍層表面仍然沒有任何變化；在濕度為80%的二氧化硫氛圍中能夠達到100小時以上鍍層表面無變化，因此可以看出，本發明提供的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法得到的鍍層具有優良的耐腐蝕性能，同時具有優良的鍍層結合性能，進一步增強了鍍層的特性。
【權利要求】
1.一種鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，將鋼鐵材料表面進行除銹打磨處理，并將表面清洗干凈； 步驟二，將清洗干凈后的鋼鐵材料浸入鹽酸溶液中浸泡30-50分鐘，然后使用去離子水清洗干凈，使用熱氮氣吹干； 步驟三，將步驟二處理后的鋼鐵材料浸入電鍍液中開始電鍍鋅，電鍍完畢后取出鋼鐵材料，使用去離子水清洗干凈，并且用熱氮氣烘干； 步驟四，將步驟三中熱氮氣烘干后的鋼鐵材料在真空條件下加熱至180-200°C，保持20-40分鐘，然后使用冷氮氣降至室溫； 以上步驟三中的電鍍液包括以下重量份的組分:氯化銨60-70份，氯化鋅30-40份，聚乙二醇0.5-1份，硼酸5-10份，氯化亞錫50-60份，硫酸鋅20-30份，硫酸鈉10-20份，三硝基甲苯1-5份，苯甲酸鈉0.5-1份，淀粉0.2-0.8份，去離子水400-500份。
2.根據權利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟二中所述鹽酸溶液的質量濃度為25%-30%。
3.根據權利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟二中鹽酸溶液浸泡的溫度為30-35°C。
4.根據權利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟二中所述熱氮氣的溫度為80-100°C。
5.根據權利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟三中電鍍的條件為電流密度為l_3A/dm2，溫度30-40°C，pH3-5。
6.根據權利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟三中熱氮氣溫度為 80-100°C。
7.根據權利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟四中的真空條件的真空度為0.02-0.05MPa。
8.根據權利要求1所述的鋼鐵材料鍍鋅錫合金方法，其特征在于，步驟四中的冷氮氣的溫度為5-10°C，降至室溫的時間為5-12分鐘。
【文檔編號】C25D5/50GK104357884SQ201410650754
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】尤為 申請人:無錫伊佩克科技有限公司