阅读说明：本技术 一种助镀剂及应用该助镀剂的热镀锌工艺 (Plating assistant agent and hot galvanizing process applying same ) 是由 马光耀 于 2021-05-26 设计创作，主要内容包括：本申请涉及热镀锌领域,更具体地说,它涉及一种助镀剂及应用该助镀剂的热镀锌工艺。助镀剂中包含4～9g/L氯化锡与3～7g/L六偏磷酸钠；助镀工艺包括如下步骤：S1:将钢基依次进行脱脂、水洗、酸洗除锈、水洗得到预处理钢基；S2:将预处理钢基浸入助镀剂中,浸渍的同时向预处理钢基的两端之间施加一个正弦交变电场,1～2min后取出烘干,得到预镀钢基；S3:将预镀钢基置于镀锌液中进行热浸镀即可。采用本申请的助镀剂与热镀锌工艺制备得到的镀层不仅具有优异的表观质量,还具有较高的附着力。(The application relates to the field of hot galvanizing, in particular to a plating assistant and a hot galvanizing process applying the plating assistant. The plating assistant agent comprises 4-9 g/L of stannic chloride and 3-7 g/L of sodium hexametaphosphate; the plating assisting process comprises the following steps: s1, sequentially carrying out degreasing, washing, acid pickling for rust removal and washing on the steel base to obtain a pretreated steel base; s2, dipping the pretreated steel base into a plating assistant agent, applying a sine alternating electric field between two ends of the pretreated steel base while dipping, taking out and drying after 1-2 min to obtain the pretreated steel base; and S3, placing the pre-plated steel base in a galvanizing solution for hot dipping. The plating layer prepared by the plating assistant agent and the hot galvanizing process has excellent apparent mass and higher adhesive force.)

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

制备例

制备例1，一种助镀剂，各原料组分的选择及其相应用量如表1 所示，且通过将各原料组分依次加入水中搅拌混合得到。

制备例2～7，一种助镀剂，与制备例1的区别在于，各原料组 分的选择及其相应用量如表1所示。

表1制备例1～7中助镀剂中原料组分的选择及其相应含量(g)

制备例a，一种镀锌液，各原料组分的选择及其相应含量如表2 所示，且由相应的原料熔融制得。

制备例b～e，一种镀锌液，与制备例a的区别在于，各原料组 分的选择及其相应含量如表2所示。

表2制备例a～e中镀锌液的原料选择及其相应含量(㎏)

	制备例a	制备例b	制备例c	制备例d	制备例e
						Al	4.8	3	5.5	4.8	0
Ni	0.13	0.1	0.25	0.13	0.13
						Mn	1.2	1	2	1.2	1.2
Mg	0.45	0.3	1	0.45	0.45
						Si	0.08	0.05	0.2	0.08	0.08
Sn	0.8	0.5	1	0.8	0.8
						La2O3	0.17	0.15	0.2	0	0.17
Zn	92.37	94.9	89.85	92.54	97.17

实施例

实施例1,一种热镀锌工艺，包括如下步骤：

S1:将钢板依次进行脱脂、水洗、酸洗除锈、水洗得到预处理钢 板；

S2:将制备例1制得的助镀剂放入镀锌池中，将助镀剂溶液升温 至45℃，在池两端分别放置一块镍金属板，两块镍金属板相互平行， 然后向两块镍金属板上加上正弦交流电；在将预处理钢板置于两块镍 金属板之间，使助镀剂溶液浸没预处理钢板，正弦交变电场的电流密 度为1.5A.dm^-2，频率为50Hz，浸渍2min后取出，于80℃下进行烘 干，然后以5℃/min的速度升温至130℃，保温15min，得到预镀钢 板；

S3:将预镀钢板置于制备例a制得的镀锌液中进行热浸镀，镀锌 液的温度为455℃，浸镀时间为50s，浸镀完成后取出并置于30℃等 水中进行水冷，得到镀锌钢板成品。

实施例2,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2中， 采用制备例2制得的助镀剂。

实施例3,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2中， 采用制备例3制得的助镀剂。

实施例4,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2中， 采用制备例4制得的助镀剂。

实施例5,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S3中， 采用制备例b制得的镀锌液。

实施例6,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S3中， 采用制备例c制得的镀锌液。

实施例7,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S3中， 采用制备例d制得的镀锌液。

实施例8,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S3中， 采用制备例e制得的镀锌液。

实施例9,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2中， 电流密度为0.5A.dm^-2。

实施例10,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 中，电流密度为3A.dm^-2。

实施例11,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 中，电流频率为20Hz。

实施例12,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 中，电流频率为80Hz。

实施例13,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 中，助镀剂温度为65℃。

实施例14,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 中，助镀剂浸渍取出烘干时，在85℃下烘干30min即可。

实施例15,一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 中，助镀剂浸渍取出烘干时，在130℃下烘干25min即可。

实施例16，一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 的具体操作如下：

将制备例1制得的助镀剂放入镀锌池中，将助镀剂溶液升温至 45℃，将预处理钢板置于镀锌池中，使助镀剂溶液浸没预处理钢板， 浸渍2min后取出，于80℃下进行烘干，然后以5℃/min的速度升温 至130℃，保温15min，得到预镀钢板；即助镀时不向钢板施加正弦交变电场。

对比例

对比例1，一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 中，采用制备例5制得的助镀剂，即助镀剂中未添加氯化锡。

对比例2，一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 中，采用制备例5制得的助镀剂，即助镀剂中未添加六偏磷酸钠。

对比例3，一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 中，采用制备例5制得的助镀剂，即助镀剂中未添加氯化锡与六偏磷 酸钠。

对比例4，一种热镀锌工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2 的具体操作为：

在助镀槽中添加计量的水，并将水温升至40～70℃，逐步添加 上述助镀剂的组分，并搅拌溶解后用盐酸调整pH至3.5～4.5，得到 助镀溶液；将待镀工件浸泡在助镀溶液中，直到工件在助镀溶液中助 镀3min，吊出工件并倒净助镀溶液。

其中,助镀剂的组分配比为：氯化锌110g，氯化钾30g，氯化钠 25g，氯化铵12，水1000g。

性能检测试验

试验1：镀层表面质量评定试验

试验方法：参照表3镀锌层缺陷标准表对试样的镀层表面质量进 行评定，评定结果如表4所示。

表3镀锌层缺陷标准表(分)

0

1

2

3

4

5

漏镀面积

<15％

<12％

<9％

<6％

<3％

无漏镀

针孔数目

<15％

<12％

<9％

<6％

<3％

无针孔

锌瘤数目

>10％

<8％

<6％

<4％

<2％

无锌瘤

表4镀层表面质量评定试验结果(分)

试验结果分析：

(1)结合实施例1～16与对比例1～4并结合表4可以看出，助 镀剂中采用氯化锡与六偏磷酸钠一同配合，能够有效改善热镀锌的镀 层质量。其原因可能在于，氯化锡能够与钢基中的单质铁发生置换反 应，在钢基表面析出成锡膜，并产生Fe²⁺。锡膜能够保护钢基基体在 进入锌液前不发生氧化锈蚀，保障镀锌液对钢基表面的浸润与附着力， 从而减少堵漏、针孔等质量问题。

另外，锡膜还能够诱导促进铝元素在钢基表面形成Fe₂Al、Fe₂Al₅等铁铝合化合物层，铁铝合化合物层可作为中间媒介层，提高铁 锌合金层与钢基的附着力，从而使得镀锌层整体的附着力增强。 同时，锡膜能够缓解因铝元素与钢基表面的氯化铵、氯化锌等助镀剂 成分反应，导致锌液对钢基表面浸润性差的问题，减少漏镀、针孔等 质量缺陷。

上述置换反应产生的Fe²⁺带入镀锌液中，将引起锌瘤等质量问题， 致使镀锌层变得粗糙不平。本申请采用的六偏磷酸钠能够与Fe²⁺发生 络合反应，形成锌渣沉淀，从而起到减少Fe²⁺，提高镀层质量的作用。

综上，本申请通过氯化锡与六偏磷酸钠的配合，实共同达到提高 镀层质量的作用。

(2)结合实施例1与实施例4并结合表4可以看出，助镀剂中 采用成膜助剂，能够有效改善热镀锌的镀层质量。其原因可能在于， 成膜助剂能够提高助镀剂钢基表面的浸润性；由于二丙二醇甲醚具有 偶联作用，可提高助镀剂在钢基表面的附着力，使得助镀剂盐膜层不 易脱落，从而有利于提高镀层质量。

(3)结合实施例1与实施例16并结合表4可以看出，助镀时通 过对钢基基体两端施加一个正弦交变电场，能够有效改善热镀锌的镀 层质量。其原因可能在于，正弦交变电场能够显著地提高助镀剂溶液 中各组分的分散性，特别是Sn²⁺的分散性，以促进更为致密均匀的锡 膜形成；另外，还能够促进六偏磷酸钠与Fe²⁺的螯合，从而提高镀层 质量。

(4)结合实施例1与实施例9～10并结合表4可以看出，助镀 时，采用电流密度为1～2.5A.dm^-2的正弦交变电场，制得的镀层质量 较好。其原因可能在于，当电流密度太低时，无法起到充分提高助 镀剂扩散速度的作用；当电流密度太高时，容易导致助镀剂中的 氯化铵等成分分解，降低助镀效果。

(5)结合实施例1与实施例11～12并结合表4可以看出，助镀 时，采用电流频率为30～60Hz的正弦交变电场，制得的镀层质量较 好。其原因可能在于，当频率太低时，助镀剂扩散效果较差，钢基上 难以形成均匀的锡膜；当频率太高时，对溶液的扰动较大，难以在钢基上形成致密的锡膜。

(6)结合实施例1与实施例11～12并结合表4可以看出，助镀 完成后，采用分段烘干，且匀速升温的方式对锡膜层与助镀剂盐膜层 进行烘干，制得的镀层质量较好。其原因可能在于，助镀完毕后，锡 膜层附着于钢基表面，而助镀剂盐膜层附着于锡膜层表面，若烘干不 彻底，残余水分过多，将导致助镀效果大大下降，影响镀锌层的形成 及质量。

本申请中通过采用分段烘干的方式将助镀剂盐膜层与锡膜层依 次烘干，并通过匀速升温的方式减降低膜层烘干时的内应力，使膜层 成型更为致密，促进镀层质量地提高。

试验2：镀层附着力测试

试样制备：分别采用实施例1～16与对比例1～4中对应的镀锌 工艺，在尺寸为60mm×50mm×2mm的Q235钢板上制备形成镀层，制 得试验样1～15与对照样1～4，且每一组制备6块试样。

试验方法：按照GB/T5210-2006《色漆和清漆拉开法附着力试 验》中的检测标准进行检测。用胶黏剂将拉力试验仪的试柱直接粘结 到试样的镀层表面，胶黏剂固化后,将粘结的试验组合置于适宜的拉 力试验机上,粘结的试验组合经拉力试验,测出破坏镀层/试样钢板间 附着所需的拉力。用破坏界面间(附着破坏)的拉力或自身破坏(内聚 破坏)的拉力来表示镀层与钢板的表面附着力。以6个试样的表面附 着力平均值作为测试结果，测试结果如表5所示。

试验设备：拉力试验机采用XH-M附着力测试仪。

表5镀层附着力测试结果

试验结果分析：

(1)结合实施例1～16与对比例1～4并结合表5可以看出，助 镀剂中采用氯化锡与六偏磷酸钠一同配合，能够有效提高镀层于钢基 表面的附着力。其原因可能在于，氯化锡的加入在钢基表面生成了锡 膜，锡膜的作用一方面在于能够保障基体表面的洁净，提高镀层质量； 锡膜另一方面的作用在于诱导铝元素在钢基表面形成更为致密的铁 铝化合物层。由于铝元素的活泼性高于锌，因此铝元素能够早于锌元 素在钢基表面形成铁铝化合物层，然后再形成铁锌合金层与纯锌层， 而铁铝化合物层可起到中间媒介层的作用，提高铁锌合金层与纯锌层 的附着力，从而使得镀层整体的附着力提高。因此，锡膜还具有增强 镀层附着力的作用。

(2)结合实施例1与实施例16并结合表4可以看出，助镀时通 过对钢基基体两端施加一个正弦交变电场，能够有效提高镀层与钢基 的附着力。其原因可能在于，正弦交变电场能够促进助镀剂，特别是 锡离子的分散，在钢基表面形成更为致密稳定的锡膜层与助镀剂盐膜 层，从而促进镀层各合金层的形成，增强镀层附着力。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本 领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没 有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利 法的保护。