本發明屬于鋼材的表面加工
技術領域：
，具體涉及一種鋼材的改性鍍鋅處理工藝。
背景技術：
：熱浸鍍鋅是一種將被鍍的鋼鐵工件（如鋼板、鋼結構件或其它鋼鐵零部件等）浸入熔化的鋅液中保持一段時間，在此過程中鐵與鋅液之間通過溶解，化學反應和擴散等方式在表面粘附一層鋅的保護方法。它一直是防止鋼鐵在自然環境中腐蝕的最為經濟、有效的表面處理方法，被廣泛應用于鋼鐵材料各類結構的防護上，全球金屬鋅消耗量的50%以上都用于鋼鐵的防護鍍層到目前為止，鋼鐵零部件的熱鍍鋅基本上都采用溶劑法工藝進行，將待鍍的鋼鐵工件通過除油、酸洗、活化、涂溶劑助鍍等工序再進行熱浸鍍鋅處理。雖然鍍鋅處理對鋼材起到了不錯的保護作用，但其防護效果仍達不到人們的滿意程度，特性仍需進一步的改善。技術實現要素：本發明旨在提供一種鋼材的改性鍍鋅處理工藝，能有效提升鍍鋅的防護效果，提升鋼材的使用質量。本發明通過以下技術方案來實現：一種鋼材的改性鍍鋅處理工藝，包括如下步驟：（1）沖洗除雜：先用去油液對待加工的鋼材進行脫脂去油處理后，再沖去殘液后備用；（2）酸洗處理：將步驟（1）處理后的鋼材放入酸洗液中浸泡處理35~40min，取出后用清水漂洗干凈后備用；所述酸洗液中各物質成分的重量百分比為：20~23%鹽酸、0.3~0.6%聚正磷酸鹽、0.2~0.4%鉬酸鈉、0.1~0.3%正釩酸鈉，余量為水；（3）助鍍處理：將步驟（2）處理后的鋼材放入助鍍劑中，保持助鍍劑為常溫，對鋼材助鍍處理30~35s后取出烘干備用；所述助鍍劑由如下重量份的物質制成：9~12份氯化鋅、3.5~5.5份氯化鈉、0.3~0.5份氯化鎂、0.2~0.4份氯化鉀、0.15~0.25份氯化鈣、0.15~0.25份高錳酸鉀、0.1~0.2份磷酸二氫鉀、0.15~0.25份四硼酸鈉、0.05~0.1份硝酸鑭、0.05~0.15份硝酸鐿、0.05~0.1份硫酸鈰、0.05~0.1份硫酸鐿、0.4~0.5份植酸、0.3~0.4份助劑、100~110份去離子水，所述助劑由如下重量份的物質組成：13~15份十二烷基磺酸鈉、7~10份辛基酚聚氧乙烯醚、6~8份溴化十六烷基吡啶、5~7份丙三醇、3~5份異丙醇胺、2~4份脂肪酸烷醇酰胺、1~2份烏洛托品；（4）鍍鋅處理：將步驟（3）處理后的鋼材放入鋅液中，加熱保持鋅液溫度為465~475℃，對鋼材浸鍍處理45~50s后取出烘干備用；（5）激光沖擊處理：將步驟（4）處理后的鋼材放入脈沖激光沖擊裝備中，控制脈沖激光的波長為940~970nm，脈沖寬度為26~27ns，單脈沖能量為4~6J，處理完成后取出備用；（6）保溫處理：將步驟（5）處理后的鋼材放入溫度為180~220℃的條件下保溫處理3~4h后取出，自然冷卻至室溫即可。進一步的，步驟（3）中所述助鍍劑的制備方法，包括如下步驟：（1）先將氯化鋅、氯化鈉、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈣與去離子水共同混合，加熱保持溶液溫度為37~40℃，以500~550轉/分鐘的轉速不斷攪拌均勻后得混合液A備用；（2）將高錳酸鉀、磷酸二氫鉀、四硼酸鈉、硝酸鑭、硝酸鐿、硫酸鈰、硫酸鐿加入到步驟（1）所得的混合液A中，升溫至45~48℃，以750~800轉/分鐘的轉速不斷攪拌均勻后得混合液B備用；（3）將植酸和助劑加入到步驟（2）所得的混合液B中，降至常溫后，再以1100~1150轉/分鐘的轉速不斷攪拌至均勻即可。進一步的，步驟（4）中所述鋅液中含有質量分數為0.05~0.08%的金屬鋁。進一步的，步驟（5）中所述激光沖擊處理采用多次重復沖擊的方式，多次沖擊的重復率為0.27~0.33Hz，搭接率為52%。本發明具有如下有益效果：本發明在對鋼材進行鍍鋅處理的過程中，先對應配制了助鍍劑，其使用效果較佳，能有效提升鍍層的光滑、均勻和連續性，避免了漏渡情況的發生，在常溫下即可使用，降低了生產成本，在對鋼材鍍鋅處理完成后，進行了激光沖擊處理，能進一步提高鍍層與鋼材基體的附著效果，以鍍層作為吸收層，在激光束的沖擊下，有效改善了鍍層的耐溫、耐磨、耐酸堿腐蝕特性，同時又很好誘導了鍍層下方鋼材晶粒的細化，提升了兩層界面處的結合、耐沖擊性能，進一步改善了鋼材整體的使用性。在各步驟的共同配合作用下，本發明處理工藝能有效提升鋼材的耐腐、耐磨、耐溫、耐老化特性，又改善了鋼材的耐沖擊、耐彎曲、耐開裂等力學特性，推廣使用價值較高。具體實施方式實施例1一種鋼材的改性鍍鋅處理工藝，包括如下步驟：（1）沖洗除雜：先用去油液對待加工的鋼材進行脫脂去油處理后，再沖去殘液后備用；（2）酸洗處理：將步驟（1）處理后的鋼材放入酸洗液中浸泡處理35min，取出后用清水漂洗干凈后備用；所述酸洗液中各物質成分的重量百分比為：20%鹽酸、0.3%聚正磷酸鹽、0.2%鉬酸鈉、0.1%正釩酸鈉，余量為水；（3）助鍍處理：將步驟（2）處理后的鋼材放入助鍍劑中，保持助鍍劑為常溫，對鋼材助鍍處理30s后取出烘干備用；所述助鍍劑由如下重量份的物質制成：9份氯化鋅、3.5份氯化鈉、0.3份氯化鎂、0.2份氯化鉀、0.15份氯化鈣、0.15份高錳酸鉀、0.1份磷酸二氫鉀、0.15份四硼酸鈉、0.05份硝酸鑭、0.05份硝酸鐿、0.05份硫酸鈰、0.05份硫酸鐿、0.4份植酸、0.3份助劑、100份去離子水，所述助劑由如下重量份的物質組成：13份十二烷基磺酸鈉、7份辛基酚聚氧乙烯醚、6份溴化十六烷基吡啶、5份丙三醇、3份異丙醇胺、2份脂肪酸烷醇酰胺、1份烏洛托品；（4）鍍鋅處理：將步驟（3）處理后的鋼材放入鋅液中，加熱保持鋅液溫度為465~470℃，對鋼材浸鍍處理45s后取出烘干備用；（5）激光沖擊處理：將步驟（4）處理后的鋼材放入脈沖激光沖擊裝備中，控制脈沖激光的波長為940~960nm，脈沖寬度為26ns，單脈沖能量為4J，處理完成后取出備用；（6）保溫處理：將步驟（5）處理后的鋼材放入溫度為180~200℃的條件下保溫處理3h后取出，自然冷卻至室溫即可。進一步的，步驟（3）中所述助鍍劑的制備方法，包括如下步驟：（1）先將氯化鋅、氯化鈉、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈣與去離子水共同混合，加熱保持溶液溫度為37℃，以500轉/分鐘的轉速不斷攪拌均勻后得混合液A備用；（2）將高錳酸鉀、磷酸二氫鉀、四硼酸鈉、硝酸鑭、硝酸鐿、硫酸鈰、硫酸鐿加入到步驟（1）所得的混合液A中，升溫至45℃，以750轉/分鐘的轉速不斷攪拌均勻后得混合液B備用；（3）將植酸和助劑加入到步驟（2）所得的混合液B中，降至常溫后，再以1100轉/分鐘的轉速不斷攪拌至均勻即可。進一步的，步驟（4）中所述鋅液中含有質量分數為0.05%的金屬鋁。進一步的，步驟（5）中所述激光沖擊處理采用多次重復沖擊的方式，多次沖擊的重復率為0.27Hz，搭接率為52%。實施例2一種鋼材的改性鍍鋅處理工藝，包括如下步驟：（1）沖洗除雜：先用去油液對待加工的鋼材進行脫脂去油處理后，再沖去殘液后備用；（2）酸洗處理：將步驟（1）處理后的鋼材放入酸洗液中浸泡處理40min，取出后用清水漂洗干凈后備用；所述酸洗液中各物質成分的重量百分比為：23%鹽酸、0.6%聚正磷酸鹽、0.4%鉬酸鈉、0.3%正釩酸鈉，余量為水；（3）助鍍處理：將步驟（2）處理后的鋼材放入助鍍劑中，保持助鍍劑為常溫，對鋼材助鍍處理35s后取出烘干備用；所述助鍍劑由如下重量份的物質制成：12份氯化鋅、5.5份氯化鈉、0.5份氯化鎂、0.4份氯化鉀、0.25份氯化鈣、0.25份高錳酸鉀、0.2份磷酸二氫鉀、0.25份四硼酸鈉、0.1份硝酸鑭、0.15份硝酸鐿、0.1份硫酸鈰、0.1份硫酸鐿、0.5份植酸、0.4份助劑、110份去離子水，所述助劑由如下重量份的物質組成：15份十二烷基磺酸鈉、10份辛基酚聚氧乙烯醚、8份溴化十六烷基吡啶、7份丙三醇、5份異丙醇胺、4份脂肪酸烷醇酰胺、2份烏洛托品；（4）鍍鋅處理：將步驟（3）處理后的鋼材放入鋅液中，加熱保持鋅液溫度為470~475℃，對鋼材浸鍍處理50s后取出烘干備用；（5）激光沖擊處理：將步驟（4）處理后的鋼材放入脈沖激光沖擊裝備中，控制脈沖激光的波長為950~970nm，脈沖寬度為27ns，單脈沖能量為6J，處理完成后取出備用；（6）保溫處理：將步驟（5）處理后的鋼材放入溫度為220℃的條件下保溫處理4h后取出，自然冷卻至室溫即可。進一步的，步驟（3）中所述助鍍劑的制備方法，包括如下步驟：（1）先將氯化鋅、氯化鈉、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈣與去離子水共同混合，加熱保持溶液溫度為40℃，以550轉/分鐘的轉速不斷攪拌均勻后得混合液A備用；（2）將高錳酸鉀、磷酸二氫鉀、四硼酸鈉、硝酸鑭、硝酸鐿、硫酸鈰、硫酸鐿加入到步驟（1）所得的混合液A中，升溫至48℃，以800轉/分鐘的轉速不斷攪拌均勻后得混合液B備用；（3）將植酸和助劑加入到步驟（2）所得的混合液B中，降至常溫后，再以1150轉/分鐘的轉速不斷攪拌至均勻即可。進一步的，步驟（4）中所述鋅液中含有質量分數為0.08%的金屬鋁。進一步的，步驟（5）中所述激光沖擊處理采用多次重復沖擊的方式，多次沖擊的重復率為0.33Hz，搭接率為52%。對比實施例1本對比實施例1與實施例1相比，用現有市售普通的助鍍劑取代步驟（3）助鍍處理中使用的助鍍劑，除此外的方法步驟均相同。對比實施例2本對比實施例2與實施例2相比，省去步驟（5）激光沖擊處理，除此外的方法步驟均相同。對照組現有的鋼材鍍鋅處理工藝。為了對比本發明效果，選用同一批次的鋼材，隨機分為五組，分別用上述五種方法進行鍍鋅處理，統計處理時的生產數據，并對鍍鋅處理后的鋼材進行性能檢測，具體的對比數據如下表1所示：表1漏鍍率（%）鍍層表面質量中性鹽霧實驗時長（h）實施例10.1鍍層完整，很光亮290實施例20鍍層完整，很光亮296對比實施例10.4鍍層完整，較光亮267對比實施例20.9鍍層完整，很光亮243對照組1.0鍍層完整，較光亮224注：上表1中所述的中性鹽霧時長參照GB10125-88進行，將試驗箱溫度提升至40±2℃，連續噴霧，直至鍍層表面銹蝕所經歷時長。由上表1中可以看出，本發明處理方法能有效提升鍍層的質量，并能有效降低加工生產的漏鍍率，經濟效益較高。當前第1頁1 2 3