热镀锌技术提升创新

  发明了一种新的热镀锌工艺，不同于传统的溶剂法，不用助镀剂实现热镀，没有大量锌烟、少锌灰少锌渣，除了热镀锌还可以实现构件热镀合金镀层，如Galfan、Galvalume、ZAM等合金。大幅度降低热镀锌的成本，最高可降低70%以上。配合环保除锈剂使用可彻底解决批量热镀锌的环保问题。下图是利用环保热镀工艺做出的Galfan合金（锌-5%铝-稀土合金）样品，这是迄今为止世界上还没有做出来，也没有相关标准。已经申报了三项有关热镀Galfan产品的标准：《钢管热浸镀锌-5%铝-稀土合金》《钢铁制件热镀锌-5%铝-稀土合金镀层技术要求及试验方法》《紧固件热镀锌-5%铝-稀土合金层》。资金需求： 建设100万吨热镀锌产业基地，需要投资10亿元，在省级以上园区占地300亩，年产值15亿元，纯利润5亿元。用工1000人，装卸料实现自动化后可减少600人用工。可出让的股份比例：

  发明了一种新的热镀锌工艺，不同于传统的溶剂法，不用助镀剂实现热镀，没有大量锌烟、少锌灰少锌渣，除了热镀锌还可以实现构件热镀合金镀层，如Galfan、Galvalume、ZAM等合金。大幅度降低热镀锌的成本，最高可降低70%以上。配合环保除锈剂使用可彻底解决批量热镀锌的环保问题。下图是利用环保热镀工艺做出的Galfan合金（锌-5%铝-稀土合金）样品，这是迄今为止世界上还没有做出来，也没有相关标准。已经申报了三项有关热镀Galfan产品的标准：《钢管热浸镀锌-5%铝-稀土合金》《钢铁制件热镀锌-5%铝-稀土合金镀层技术要求及试验方法》《紧固件热镀锌-5%铝-稀土合金层》。资金需求： 建设100万吨热镀锌产业基地，需要投资10亿元，在省级以上园区占地300亩，年产值15亿元，纯利润5亿元。用工1000人，装卸料实现自动化后可减少600人用工。可出让的股份

一、 项目简介目前六价铬钝化毒性太大，寻找替代六价铬钝化已是大势所趋。采用三价铬钝化工艺，获得高性能的钝化膜。其特点：工艺流程简单，耐蚀性是目前六价铬钝化膜的1-1.5倍，封孔的同时进行着色，得到的膜层颜色均匀、鲜艳。项目技术成熟程度已完成实验，正在进行中试阶段工作。二、 技术指标钝化膜层厚度30μm左右，耐中性盐雾试验200h以上。申报发明专利1项。三、 市场前景钝化是热镀锌层普遍应用的镀后防腐处理。三价铬钝化技术有效避免了六价铬对环境的污染，作为传统工业的改造，具有固定的市场，市场应用前景广泛。四、 规模与投资需求在原有业务基础上利用现成的市场投资。只需将原有钝化液更换即可，无需其它特殊处理。五、 生产设备无需特殊生产设备六、 效益分析该钝化液避免了环保方面的消耗，每吨成本5000元左右，可用于100吨左右镀锌产品的钝化处理。七、 合作方式面谈。八、 项目具体联系人及联系方式项目负责人：曹晓明 ，电话：13902060727  ，联系人：杜安 ，电话：60204527  邮箱：caoxiaoming@hebut.edu.cn 。九、 附件：成果图片热镀锌钝化膜耐腐蚀性能的对比曲线热镀锌片三价铬彩色钝化膜传统钝化膜和三价铬彩色钝化膜微观结构对比图(a) 传统钝化膜微观结构(b) 三价铬彩色钝化膜微观结构

解决喷涂生产线前处理和热镀锌生产线酸洗处理的技术需求。

我国钢铁产量世界第一，据 2017 年底的不完全统计，国内热镀锌钢板产线已达 360 余条，产能达 9300 万吨以上。过去十年是我国热镀锌钢板发展最快的时期，总产能接近于 8 亿吨，主要源自于汽车等的需求，车身等对热镀锌板的表面品质要求极高。但热镀锌生产的表面缺陷不仅影响镀锌板表面美观导致商品性不佳，严重的缺陷还会影响镀锌板的性能与价格。但对于热镀锌板的缺陷判别目前仍主要靠经验，没有确定的方法检测分析，没有系统的分类和判定。为此，我们 2016-2018 年开展了“热镀锌钢板缺陷的形成机理和原因”项目的研究，提出了热镀锌钢板表面质量缺陷的判定与预测分析方法。《热镀锌板表面质量缺陷分 223 / 298析软件》是以“热镀锌钢板缺陷的形成机理和原因”的研究成果为基础，将缺陷分为 20 种类，开发了《热镀锌板表面质量缺陷分析软件》，填补了国内空白，方便实际使用。软件研发是依据国内热镀锌生产线上的操作人员知识结构现状，以如何判定热镀锌缺陷为主，即如果发现了热镀锌缺陷，作业人员可以依据缺陷的宏观形貌、微观形貌、成分等出发，依据《热镀锌板表面质量缺陷分析软件》的帮助，判定出现的热镀锌缺陷是哪一种类的缺陷，明确原因和改进措施。《热镀锌板表面质量缺陷分析软件》总体结构如图示，软件包含四个系统，分别为缺陷判定系统、缺陷预测系统、缺陷查询系统、帮助系统：缺陷判定系统帮助用户判定热镀锌板缺陷类型与可能原因；缺陷预测系统帮助用户依据生产线出现的问题预测可能出现的缺陷；缺陷查询系统帮助用户查询软件中数据库具有的各种缺陷；帮助系统可以帮助用户了解软件和使用软件。

（专利号：ZL 201310364134.7） 简介：本发明公开一种用于汽车热镀锌板表面阴极电泳前处理液，属于热镀锌板表面处理技术领域。本发明处理液的组成及其质量百分含量是：有机硅烷：10～20%，磷化组分：5～10%，其余为去离子水；其中磷化组分的组成及其每升含量是：硝酸锰0.8～1g/L，氧化锌0.8～1.2g/L，磷酸5～15g/L，硝酸镍0.8～1g/L，磷酸亚铁0.8～1.5g/L；有机硅烷为3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基

成果简介宝钢五冷轧连续退火/热镀锌中试机组（以下简称中试机组） 是可进行连续退火、 热镀锌两种工艺于一体的特殊生产线， 该机组的工艺集成是由宝钢自主完成， 没有可以借鉴的成熟工艺控制技术。 带钢在加热炉和均热炉的温度控制的准确性是整个热处理过程至关重要的环节。宝钢中试机组具备了两条生产线的产品生产能力， 它的产品范围广、 工艺要求复杂、 控制难度大。 根据工艺设计和产品的定位， 中试机组的炉子温度采用数学模型控制。 由于中试机组的炉子温度控制模型是使用日本合作方提供的控制

（专利号：ZL 201310169088.5） 简介：本发明公开了一种自润滑钝化液及用其涂覆的热镀锌自润滑涂层钢板，自润滑钝化液是由包含改性固体润滑剂、成膜物质、成膜助剂、促进剂、pH调节剂、有机溶剂和去离子水经过复配而成，复配后的固含量为15~25%，改性固体润滑剂为改性纳米MoS2和改性纳米聚四氟乙烯粒子，总重量按照1000g计，各组分的含量为：改性纳米MoS210~20g/kg，改性纳米聚四氟乙烯粒子10~20g/kg，成膜物质80

成果与项目的背景及主要用途：机械镀锌是一种在常温、常压下利用化学吸 附沉积和机械冲击作用，使金属锌粉在工件表面形成镀层的工艺，它是 50 年代 初由美国 Tainton 公司的 Erith Clayton 发明的一种金属构件表面防腐涂层技术。 一般机械镀锌产品可分为两类：当镀层厚度小于 25m 时称为 mechanical plating， 主要用于替代电镀锌产品；当镀层厚度大于 25m、小于 110m 时称为 mechanical galvanizing，主要用于替代热浸镀锌产品。这两类机械镀涂层除厚度及用途上有 所区别外，镀覆工艺基本相同。 机械镀锌工艺的突出特点是没有氢脆，镀层均匀，可处理复杂表面工件，并 且可以在铁素体金属、铜合金、不锈钢及粉末烧结材料表面形成镀层。机械镀锌 可以处理电镀或热浸镀锌很难处理的螺纹构件，是替代上述工艺进行紧固件处理 的有效防护技术。由于机械镀锌所具有的突出优势，这使得机械镀锌技术在北美 洲和欧洲表面涂饰工业中获得广泛应用。目前，在国内的五金构件(如紧固件、 钢钉及连接件等)防腐加工中也在不断推广应用机械镀技术。 技术原理与工艺流程简介：机械镀锌工艺原理是在室温下，将活化剂、金属 锌粉、冲击介质和一定量的水混合为浆料，与工件一起放入一个特制的滚桶中， 在滚桶转动产生的机械能、促进剂化学作用及冲击介质机械碰撞的共同作用下， 将经活化剂活化的金属粉末不断镀覆到工件表面上，从而在金属构件表面逐渐形 成光滑、均匀、致密的具有一定厚度的防腐涂层。机械镀工艺流程包括以下步骤： (1)前处理(包括对工件表面进行除油、除锈、清洗等)；(2)镀铜(包括闪铜、清洗 等)；(3)镀锡(包括闪锡、清洗等)；(4)镀锌过程(包括逐步添加锌粉、滚动冲击等)； 126天津大学科技成果选编 127 (5)分离(包括磨光、冲洗、分离、烘干等)；(6)钝化处理(包括钝化液浸泡、清洗、 烘干等)。 技术水平及专利与获奖情况：目前该技术处于国内先进水平。 应用前景分析及效益预测：机械镀锌工艺在金属构件防腐领域具有很强的市 场竞争力，该技术具有以下突出特点；1）对工件机械性能没有影响、没有氢脆； 2）非常适合于小型金属构件和具有凸凹表面的工件表面镀覆，镀层均匀质量高； 3）生产过程耗能少、成本低。试验表明：机械镀锌的电耗仅为电镀的 5％。而 锌耗仅为热镀锌的 30%-50%，成本远低于热镀和电镀；4）环境污染少、废水容 易处理，是绿色洁净生产技术；5）工艺范围宽、镀层性能较好。现代的机械镀 锌工艺，厚度可在 l0-100mm 之间任意调节，完成全过程的时间仅需 30-40min。 机械镀锌形成的镀层外观光滑，具有色调一致的银白色，但色泽不如电镀亮。 镀层的耐蚀性能优良，相同厚度的镀层，其耐蚀性处于电镀锌与热镀锌之间，耐 中性盐雾试验 240 小时以上。机械镀的另一个优点是可以形成合金镀层及复合镀 层。由于机械镀工艺具有上述突出特点，因而在小型金属连接件、零件及紧固件 等防腐加工领域具有广泛应用。 应用领域：机械镀锌工艺适用于各种五金零件的表面涂饰和防护，如高强度 螺栓、螺钉、管件、射钉、铁链等铁基工件等，尤其适用于垫圈及弹性工件、射 钉、环链、铰链、农用暖棚搭扣、水暖管件接头等的表面防腐处理，这些五金件 主要远销美洲、澳洲、欧洲等国家和地区。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。