CN107400840A - 一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺 - Google Patents

一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，主要包括以下步骤：步骤1：预处理；步骤2：酸洗；步骤3：助镀处理，将助镀剂均与涂抹于待镀锌的工件表面，使之形成厚度为0.001~0.005mm的薄膜，阻隔待镀锌的工件与空气中的氧气接触，然后自然晾干2~8h，使之待镀锌工件表面含水量为2~10%；步骤4：镀锌，刮除清锌液表面锌灰，将待镀锌的工件以0~80°倾斜角度浸入锌液中，锌液温度保持在400~450℃，浸锌时间5~10min，取出工件，再使用静电喷粉枪将带静电的纳米涂料粉末喷涂到工件表面；步骤5：固化。本发明提供一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，使用该工艺镀锌精度高，防腐蚀效果好，镀锌的工件不会产生电镀锌的氢脆现象，也不产生热浸镀的退火软化现象。

Description

一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺
技术领域
本发明属于纳米技术领域，具体涉及一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺。
背景技术
由于热镀锌镀层表面较为粗糙，不能达到细小构件的精度要求、电镀工艺会使构件产生氢脆现象，而喷涂防腐镀层附着力十分弱，常规机械镀锌存在镀层不致密，为改善各类涂层技术的相关缺点，纳米技术机械镀锌技术工艺成为了最好的解决途径。
目前国内外常规机械镀锌已被广泛应用于螺丝、钉子、垫片等各类紧固件、细小构件、冲压件、铸造锻打件等，尤其适用于机械、电力、建筑、汽车、加点等行业的精密 构件的镀锌防腐生产。纳米技术机械镀锌防腐工艺技术研制成功将取代常规机械镀锌， 具有十分重要的意义。现有的镀锌技术容易产生电镀锌的氢脆现象和热浸镀的退火软化现象。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，精度高，防腐蚀效果好。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，主要包括以下步骤：
步骤1：预处理，将待镀锌的工件表面进行预处理，除去待镀锌的工件表面的各类油污和污渍；
步骤2：酸洗，在30~50℃的恒温箱中，将步骤1预处理过后的待镀锌工件浸入酸洗液中，用来除去待镀锌工件表层的氧化层膜；
步骤3：助镀处理，将助镀剂均与涂抹于待镀锌的工件表面，使之形成厚度为0.001~0.005mm的薄膜，阻隔待镀锌的工件与空气中的氧气接触，然后自然晾干2~8h，使之待镀锌工件表面含水量为2~10%；
步骤4：镀锌，刮除清锌液表面锌灰，将待镀锌的工件以0~80°倾斜角度浸入锌液中，锌液温度保持在400~450℃，浸锌时间5~10min，取出工件，再使用静电喷粉枪将带静电的纳米涂料粉末喷涂到工件表面；
步骤5：固化，将步骤4镀锌和喷涂好的工件放入固化炉内固化，固化炉温度保持在 100~200℃，固化时间20~60min，取出后冷却至常温，即可。
进一步地，所述步骤1中的预处理方法为采用浸洗法清洗工件表面，具体是将待镀锌工件放入处理液中保持温度50~60℃，浸洗3~10min后，取出，使用室温普通水清洗工件1~10min，然后再使用室温去离子水清洗5~10min。
进一步地，所述处理液主要含有碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐和活化介质。
进一步地，所述步骤2中的酸洗液为浓度为5~25%的盐酸溶液。
进一步地，所述步骤3中的助镀剂为液态，其按照重量份包括：氯化铵5~14份、氯化锌3~9份、稀土0.5~3.5份、氧化亚铁3~6份。
进一步地，所述步骤4中的纳米涂料可以利用纯聚酯树脂涂料、聚丙烯树脂涂料、混合聚丙烯树脂涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸聚氨酯漆、环氧树脂纯聚酯树脂混合型粉末涂料分别加入2~10%的纳米材料为主要原料组成，纳米材料为钛、钴、镍、二氧化硅、添加剂及其他有色金属研磨充分搅拌而成。
进一步地，所述静电喷粉枪为气路高压内置式，气压为0.1~0.9个大气压。
进一步地，所述步骤5中的固化炉采用直通式炉、桥式隧道炉和箱式炉中的一种。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，使用该工艺镀锌精度高，防腐蚀效果好，镀锌的工件不会产生电镀锌的氢脆现象，也不产生热浸镀的退火软化现象。
使用该纳米技术对机械工件镀锌，具有耐腐蚀性能，镀锌层的厚度容易控制，与现有技术镀锌相比，纳米技术镀锌镀层更加均匀致密，防腐能力更高，产品寿命长，同时纳米技术机械工件镀锌层表面不易污染，能够保持自洁，提高了其镀层的应用范围，从而具有广阔的市场前景和良好的经济效益。
本发明通过助镀处理，阻隔待镀锌的工件与空气中的氧气接触，同时起到界面活性的作用，改善液态合金镀液对待镀锌工件表面的润湿性。
本发明还刮除清锌液表面锌灰，防止影响镀锌质量。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例1
一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，主要包括以下步骤：
步骤1：预处理，将待镀锌的工件表面进行预处理，除去待镀锌的工件表面的各类油污和污渍；
步骤2：酸洗，在30℃的恒温箱中，将步骤1预处理过后的待镀锌工件浸入酸洗液中，用来除去待镀锌工件表层的氧化层膜；
步骤3：助镀处理，将助镀剂均与涂抹于待镀锌的工件表面，使之形成厚度为0.001mm的薄膜，阻隔待镀锌的工件与空气中的氧气接触，然后自然晾干2h，使之待镀锌工件表面含水量为2%；
步骤4：镀锌，刮除清锌液表面锌灰，将待镀锌的工件以0°倾斜角度浸入锌液中，锌液温度保持在400℃，浸锌时间5min，取出工件，再使用静电喷粉枪将带静电的纳米涂料粉末喷涂到工件表面；
步骤5：固化，将步骤4镀锌和喷涂好的工件放入固化炉内固化，固化炉温度保持在 100℃，固化时间20min，取出后冷却至常温，即可。
所述步骤1中的预处理方法为采用浸洗法清洗工件表面，具体是将待镀锌工件放入处理液中保持温度50℃，浸洗3min后，取出，使用室温普通水清洗工件1min，然后再使用室温去离子水清洗5min。
所述处理液主要含有碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐和活化介质。
所述步骤2中的酸洗液为浓度为5%的盐酸溶液。
所述步骤3中的助镀剂为液态，其按照重量份包括：氯化铵5份、氯化锌3份、稀土0.5份、氧化亚铁3份。
所述步骤4中的纳米涂料可以利用纯聚酯树脂涂料、聚丙烯树脂涂料、混合聚丙烯树脂涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸聚氨酯漆、环氧树脂纯聚酯树脂混合型粉末涂料分别加入2~10%的纳米材料为主要原料组成，纳米材料为钛、钴、镍、二氧化硅、添加剂及其他有色金属研磨充分搅拌而成。
所述静电喷粉枪为气路高压内置式，气压为0.1个大气压。
所述步骤5中的固化炉采用直通式炉、桥式隧道炉和箱式炉中的一种。
实施例2
一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，主要包括以下步骤：
步骤1：预处理，将待镀锌的工件表面进行预处理，除去待镀锌的工件表面的各类油污和污渍；
步骤2：酸洗，在40℃的恒温箱中，将步骤1预处理过后的待镀锌工件浸入酸洗液中，用来除去待镀锌工件表层的氧化层膜；
步骤3：助镀处理，将助镀剂均与涂抹于待镀锌的工件表面，使之形成厚度为0.003mm的薄膜，阻隔待镀锌的工件与空气中的氧气接触，然后自然晾干6h，使之待镀锌工件表面含水量为8%；
步骤4：镀锌，刮除清锌液表面锌灰，将待镀锌的工件以60°倾斜角度浸入锌液中，锌液温度保持在430℃，浸锌时间7min，取出工件，再使用静电喷粉枪将带静电的纳米涂料粉末喷涂到工件表面；
步骤5：固化，将步骤4镀锌和喷涂好的工件放入固化炉内固化，固化炉温度保持在 150℃，固化时间40min，取出后冷却至常温，即可。
所述步骤1中的预处理方法为采用浸洗法清洗工件表面，具体是将待镀锌工件放入处理液中保持温度55℃，浸洗7min后，取出，使用室温普通水清洗工件5min，然后再使用室温去离子水清洗7min。
所述处理液主要含有碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐和活化介质。
所述步骤2中的酸洗液为浓度为10%的盐酸溶液。
所述步骤3中的助镀剂为液态，其按照重量份包括：氯化铵10份、氯化锌6份、稀土2.5份、氧化亚铁5份。
所述步骤4中的纳米涂料可以利用纯聚酯树脂涂料、聚丙烯树脂涂料、混合聚丙烯树脂涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸聚氨酯漆、环氧树脂纯聚酯树脂混合型粉末涂料分别加入6%的纳米材料为主要原料组成，纳米材料为钛、钴、镍、二氧化硅、添加剂及其他有色金属研磨充分搅拌而成。
所述静电喷粉枪为气路高压内置式，气压为0.5个大气压。
所述步骤5中的固化炉采用直通式炉、桥式隧道炉和箱式炉中的一种。
实施例3
一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，主要包括以下步骤：
步骤1：预处理，将待镀锌的工件表面进行预处理，除去待镀锌的工件表面的各类油污和污渍；
步骤2：酸洗，在40℃的恒温箱中，将步骤1预处理过后的待镀锌工件浸入酸洗液中，用来除去待镀锌工件表层的氧化层膜；
步骤3：助镀处理，将助镀剂均与涂抹于待镀锌的工件表面，使之形成厚度为0.005mm的薄膜，阻隔待镀锌的工件与空气中的氧气接触，然后自然晾干8h，使之待镀锌工件表面含水量为10%；
步骤4：镀锌，刮除清锌液表面锌灰，将待镀锌的工件以80°倾斜角度浸入锌液中，锌液温度保持在450℃，浸锌时间10min，取出工件，再使用静电喷粉枪将带静电的纳米涂料粉末喷涂到工件表面；
步骤5：固化，将步骤4镀锌和喷涂好的工件放入固化炉内固化，固化炉温度保持在 200℃，固化时间60min，取出后冷却至常温，即可。
所述步骤1中的预处理方法为采用浸洗法清洗工件表面，具体是将待镀锌工件放入处理液中保持温度60℃，浸洗10min后，取出，使用室温普通水清洗工件10min，然后再使用室温去离子水清洗10min。
所述处理液主要含有碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐和活化介质。
所述步骤2中的酸洗液为浓度为25%的盐酸溶液。
所述步骤3中的助镀剂为液态，其按照重量份包括：氯化铵14份、氯化锌9份、稀土3.5份、氧化亚铁6份。
所述步骤4中的纳米涂料可以利用纯聚酯树脂涂料、聚丙烯树脂涂料、混合聚丙烯树脂涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸聚氨酯漆、环氧树脂纯聚酯树脂混合型粉末涂料分别加入10%的纳米材料为主要原料组成，纳米材料为钛、钴、镍、二氧化硅、添加剂及其他有色金属研磨充分搅拌而成。
所述静电喷粉枪为气路高压内置式，气压为0.9个大气压。
所述步骤5中的固化炉采用直通式炉、桥式隧道炉和箱式炉中的一种。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤1：预处理，将待镀锌的工件表面进行预处理，除去待镀锌的工件表面的各类油污和污渍；
步骤2：酸洗，在30~50℃的恒温箱中，将步骤1预处理过后的待镀锌工件浸入酸洗液中，用来除去待镀锌工件表层的氧化层膜；
步骤3：助镀处理，将助镀剂均与涂抹于待镀锌的工件表面，使之形成厚度为0.001~0.005mm的薄膜，阻隔待镀锌的工件与空气中的氧气接触，然后自然晾干2~8h，使之待镀锌工件表面含水量为2~10%；
步骤4：镀锌，刮除清锌液表面锌灰，将待镀锌的工件以0~80°倾斜角度浸入锌液中，锌液温度保持在400~450℃，浸锌时间5~10min，取出工件，再使用静电喷粉枪将带静电的纳米涂料粉末喷涂到工件表面；
步骤5：固化，将步骤4镀锌和喷涂好的工件放入固化炉内固化，固化炉温度保持在 100~200℃，固化时间20~60min，取出后冷却至常温，即可。
2.根据权利要求1所述的一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，其特征在于，所述步骤1中的预处理方法为采用浸洗法清洗工件表面，具体是将待镀锌工件放入处理液中保持温度50~60℃，浸洗3~10min后，取出，使用室温普通水清洗工件1~10min，然后再使用室温去离子水清洗5~10min。
3.根据权利要求2所述的一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，其特征在于，所述处理液主要含有碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐和活化介质。
4.根据权利要求1所述的一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，其特征在于，所述步骤2中的酸洗液为浓度为5~25%的盐酸溶液。
5.根据权利要求1所述的一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，其特征在于，所述步骤3中的助镀剂为液态，其按照重量份包括：氯化铵5~14份、氯化锌3~9份、稀土0.5~3.5份、氧化亚铁3~6份。
6.根据权利要求1所述的一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，其特征在于，所述步骤4中的纳米涂料可以利用纯聚酯树脂涂料、聚丙烯树脂涂料、混合聚丙烯树脂涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸聚氨酯漆、环氧树脂纯聚酯树脂混合型粉末涂料分别加入2~10%的纳米材料为主要原料组成，纳米材料为钛、钴、镍、二氧化硅、添加剂及其他有色金属研磨充分搅拌而成。
7.根据权利要求1所述的一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，其特征在于，所述静电喷粉枪为气路高压内置式，气压为0.1~0.9个大气压。
8.根据权利要求1所述的一种纳米技术镀锌防腐蚀工艺，其特征在于，所述步骤5中的固化炉采用直通式炉、桥式隧道炉和箱式炉中的一种。
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