本發(fā)明涉及鍍鋅加工，具體為一種熱鍍鋅加工工藝。

背景技術(shù)：

1、隨著金屬材料在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，鍍鋅技術(shù)逐漸成為提升金屬基材耐腐蝕性和延長使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的熱鍍鋅工藝通常包括金屬基材的脫脂、酸洗、浸鍍、擴(kuò)散處理及冷卻等步驟。然而，在現(xiàn)有的鍍鋅加工技術(shù)中，仍然存在一些明顯的不足，限制了鍍鋅層質(zhì)量的進(jìn)一步提升和工藝的優(yōu)化。

2、傳統(tǒng)的金屬基材預(yù)處理工藝通常依賴于化學(xué)脫脂和酸洗方式，這些方法雖然能夠去除表面油污和氧化層，但難以徹底清除表面的微小污染物和雜質(zhì)。由于這些微小雜質(zhì)無法完全去除，導(dǎo)致鍍層與基材之間的結(jié)合力不足，鍍層附著力較弱。這種情況下，鍍層容易脫落或出現(xiàn)劃痕和剝離現(xiàn)象，嚴(yán)重影響鍍層的使用壽命和耐久性。

3、傳統(tǒng)鍍鋅溶液中大多沒有加入稀土元素。稀土元素，尤其是鈰和釔，因其在金屬基材表面能夠形成穩(wěn)定的氧化物膜，顯著增強(qiáng)鍍層的耐腐蝕性?，F(xiàn)有的鍍鋅技術(shù)多采用單一鋅液鍍層，缺乏對鍍層中微量元素的有效控制和調(diào)整，導(dǎo)致鍍層在面對長期腐蝕介質(zhì)時易發(fā)生氧化、銹蝕等問題，影響材料的使用壽命和性能。

4、現(xiàn)有的冷卻工藝大多采用單一的快速冷卻技術(shù)。這種快速冷卻雖然能夠在短時間內(nèi)降低鍍層表面的溫度，但由于溫度變化過快，往往會引起鍍層內(nèi)部的應(yīng)力積累，導(dǎo)致鍍層表面出現(xiàn)裂紋，影響鍍層的均勻性和整體質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種熱鍍鋅加工工藝，解決了現(xiàn)有熱鍍鋅工藝中鍍層附著力不足、耐腐蝕性差、鍍層均勻性差的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種熱鍍鋅加工工藝，包括以下步驟；

3、s1、預(yù)處理：對金屬基材進(jìn)行脫脂、除銹和超聲波清洗，超聲波清洗在20-40khz頻率下進(jìn)行，清洗溫度為55-65℃，清洗時間為8-12min；

4、s2、表面能梯度調(diào)控：利用等離子表面處理技術(shù)對金屬基材表面進(jìn)行改性，處理電壓為200-400v，處理時間為1-3min；

5、s3、鍍鋅溶液熔煉：將鋅液加熱至480-500℃，并在鋅液中摻雜鈰、釔、硅、鎂和鋁元素；

6、s4、浸鍍處理：將經(jīng)過表面處理的金屬基材浸入鍍鋅液中，浸鍍時間為30-60s，浸鍍速度為1-2m/min；

7、s5、動態(tài)恒溫擴(kuò)散：將浸鍍后的金屬基材置于480-500℃的恒溫擴(kuò)散區(qū)中，處理時間為5-10min，旋轉(zhuǎn)速度為10-15rpm；

8、s6、梯度冷卻：采用兩階段冷卻，第一階段緩慢冷卻，冷卻速率為5-10℃/min，將溫度降至250℃；第二階段快速冷卻，冷卻速率為30-50℃/min，降至室溫；

9、s7、后處理：對鍍鋅后的金屬基材進(jìn)行鈍化處理，鈍化液濃度為1%-3%，處理時間為2-4min，溫度為20-30℃。

10、優(yōu)選的，所述步驟s1中超聲波清洗液中含有納米二氧化硅顆粒，納米二氧化硅顆粒濃度為0.05-0.02%。

11、優(yōu)選的，所述步驟s2中等離子表面處理采用氬氣或氮?dú)庾鳛榈入x子處理氣體。

12、優(yōu)選的，所述步驟s3中鍍鋅溶液在熔煉過程中，攪拌速度為30-50rpm，攪拌時間為6-8h。

13、優(yōu)選的，所述步驟s3中鈰含量為0.03-0.07%，釔含量為0.01-0.03%，硅含量為0.005-0.02%，鎂含量為0.01-0.03%，鋁含量為0.005-0.01%。

14、優(yōu)選的，所述步驟s3中鍍鋅溶液中的鈰、釔、硅、鎂和鋁按順序依次添加，并在30-50rpm攪拌條件下熔煉6-8h。

15、優(yōu)選的，所述步驟s4中浸鍍處理鍍鋅液溫度維持在480-500℃，溫度波動不超過±2℃。

16、優(yōu)選的，所述步驟s6中緩慢冷卻為空氣冷卻，空氣流速控制在2-4m/s。

17、優(yōu)選的，所述步驟s6中快速冷卻階段采用霧化噴霧冷卻，霧化粒徑在50-100μm范圍。

18、優(yōu)選的，所述步驟s7中鈍化液為硅酸鹽，濃度為1-3%，鈍化后在80-100℃的環(huán)境中干燥10-15min。

19、本發(fā)明提供了一種熱鍍鋅加工工藝。具備以下有益效果：

20、1、本發(fā)明通過采用超聲波清洗與等離子體處理相結(jié)合的技術(shù)方案，達(dá)到了提高鍍層附著力的技術(shù)效果。相較于現(xiàn)有技術(shù)中僅依賴化學(xué)脫脂和酸洗的處理方式，本發(fā)明能夠有效去除金屬基材表面的微污染物和氧化層，確保鍍層與基體之間的緊密結(jié)合，避免了因表面雜質(zhì)引發(fā)的附著力不足問題。

21、2、本發(fā)明通過采用含稀土元素的鍍鋅溶液進(jìn)行熔煉，達(dá)到了顯著提升鍍層耐腐蝕性的效果。與傳統(tǒng)鍍鋅工藝中未添加稀土元素的技術(shù)方案相比，本發(fā)明通過鈰和釔等元素在鍍層中形成穩(wěn)定的保護(hù)膜，顯著延緩了腐蝕介質(zhì)的滲透，解決了傳統(tǒng)工藝鍍層容易發(fā)生銹蝕的不足。

22、3、本發(fā)明通過采用梯度冷卻工藝，達(dá)到了鍍層均勻性和抗裂性能的提升。相較于現(xiàn)有技術(shù)中采用單一快速冷卻的技術(shù)方案，本發(fā)明通過緩慢冷卻與快速冷卻的結(jié)合，有效減少了鍍層內(nèi)部的應(yīng)力積累，避免了裂紋的產(chǎn)生，從而提升了鍍層的均勻性和整體質(zhì)量。

23、4、本發(fā)明通過采用無鉻鈍化液進(jìn)行鈍化處理，達(dá)到了環(huán)保與耐腐蝕性的雙重提升。與傳統(tǒng)使用鉻酸鹽鈍化的技術(shù)方案相比，本發(fā)明通過硅酸鹽成分形成的均勻保護(hù)膜，不僅提升了鍍層的防腐能力，同時避免了鉻的使用，減少了對環(huán)境的污染，符合現(xiàn)代環(huán)保要求。

技術(shù)特征：

1.一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，包括以下步驟；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，所述步驟s1中超聲波清洗液中含有納米二氧化硅顆粒，納米二氧化硅顆粒濃度為0.05-0.02%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，所述步驟s2中等離子表面處理采用氬氣或氮?dú)庾鳛榈入x子處理氣體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，所述步驟s3中鍍鋅溶液在熔煉過程中，攪拌速度為30-50rpm，攪拌時間為6-8h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，所述步驟s3中鈰含量為0.03-0.07%，釔含量為0.01-0.03%，硅含量為0.005-0.02%，鎂含量為0.01-0.03%，鋁含量為0.005-0.01%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，所述步驟s3中鍍鋅溶液中的鈰、釔、硅、鎂和鋁按順序依次添加，并在30-50rpm攪拌條件下熔煉6-8h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，所述步驟s4中浸鍍處理鍍鋅液溫度維持在480-500℃，溫度波動不超過±2℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，所述步驟s6中緩慢冷卻為空氣冷卻，空氣流速控制在2-4m/s。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，所述步驟s6中快速冷卻階段采用霧化噴霧冷卻，霧化粒徑在50-100μm范圍。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅加工工藝，其特征在于，所述步驟s7中鈍化液為硅酸鹽，濃度為1-3%，鈍化后在80-100℃的環(huán)境中干燥10-15min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鍍鋅加工技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種熱鍍鋅加工工藝，包括以下步驟；S1、預(yù)處理：對金屬基材進(jìn)行脫脂、除銹和超聲波清洗，超聲波清洗在20?40kHz頻率下進(jìn)行，清洗溫度為55?65℃，清洗時間為8?12min；S2、表面能梯度調(diào)控：利用等離子表面處理技術(shù)對金屬基材表面進(jìn)行改性，處理電壓為200?400V，處理時間為1?3min；S3、鍍鋅溶液熔煉。通過采用超聲波清洗與等離子體處理相結(jié)合的技術(shù)方案，達(dá)到了提高鍍層附著力的技術(shù)效果。相較于現(xiàn)有技術(shù)中僅依賴化學(xué)脫脂和酸洗的處理方式，本發(fā)明能夠有效去除金屬基材表面的微污染物和氧化層，確保鍍層與基體之間的緊密結(jié)合，避免了因表面雜質(zhì)引發(fā)的附著力不足問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉曉榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：郎溪科力熱鍍鋅有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15