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1、熱浸鍍工藝概述摘要:金屬腐蝕遍及國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域.危害十分嚴重。熱浸鍍是一種有效的金屬表面防護方法,具有效率高、成本低、鍍層質(zhì)量好等優(yōu)點,不僅顯著提高金屬材料表面的耐蝕性能,還具有良好的裝飾作用。奉文從熱浸鍍工藝特點、影響因素、鍍層性能等方面探討熱漫鍍工藝。關(guān)鍵詞:熬浸鍍鍍層腐蝕1熱浸鍍工藝發(fā)展概況熱浸鍍簡稱熱鍍.是將被鍍金屬材料浸于熔點較低的其它液態(tài)金屬或合金中形成鍍層的方法。據(jù)資料介紹,最早出現(xiàn)的熱浸鍍是從鍍錫開始的。1931年美籍波蘭人森吉米爾提出用保護氣體還原法進行帶鋼連續(xù)熱鍍鋅.被稱之為“森吉米爾法”.為現(xiàn)代熱鍍鋅鋼材奠定了基礎(chǔ)。20世紀50年代.汽車工
2、業(yè)的發(fā)展促進了各國浸鍍鋼板的迅速發(fā)展。到60年代,熱浸鍍鋼材的生產(chǎn)與應用幾乎遍及所有工業(yè)發(fā)達的國家。90年代以來國外建立了大量的熱浸鍍生產(chǎn)線,研究專家正努力探索低能耗、涂覆性能更優(yōu)異的材料。國內(nèi)鍍鋁鋼材的發(fā)展起步較晚。80年代末,鋼鐵研究總院承擔了鋼帶連續(xù)熱鍍鋁的攻關(guān)任務.取得了一定的成果。近幾年來,飛速發(fā)展的高速公路、電力系統(tǒng)高壓輸電線及通訊鐵塔對鍍鋁鋼材的需求量劇增.幾十家鍍鋁廠應運而起。2007年唐山鋼鐵公司40萬噸鋁鋅合金板帶生產(chǎn)線完成調(diào)試,進入試生產(chǎn)階段。標志著我國熱浸鍍工藝進入穩(wěn)定發(fā)展時期。2浸鍍工藝的特點熱浸鍍工藝:預鍍件、前處理、熱浸鍍、后處理、制
3、品前處理:將鍍件表面的油污(堿洗或高溫除油)、氧化物(酸洗)等清除干凈;熱浸鍍:鍍件潔凈的基體表面浸入熔融金屬液體中形成鍍層;后處理:對制品進行化學處理(如鈍化)和物理處理(如涂油防護整形等);根據(jù)熱浸鍍的前處理方法不同,熱浸鍍工藝可以分為熔劑法和保護氣體還原法。(1)熔劑法是利用熔劑的化學作用對己經(jīng)除油、除銹的鋼材在浸人鍍液前保護其表面不再氧化并對其迸一步活化。保證鍍液與潔凈的鋼基體表面浸潤.并通過化學反應和擴散.形成合金層。該法設備簡單、成本低、操作簡便易學、生產(chǎn)靈活,可進行批量生產(chǎn)也可進行單件浸鍍??筛鶕?jù)產(chǎn)品批量隨時調(diào)控連續(xù)浸鍍或間斷浸鍍,且浸鍍產(chǎn)品范圍廣,
4、適應多種品種規(guī)格的產(chǎn)品,因此,在我國極具推廣價值,有必要進行深入研究。(2)保護氣體還原法又稱森吉米爾法。是現(xiàn)代帶鋼連續(xù)熱浸鍍采用的最普遍和最廣泛的一種工藝。該法生產(chǎn)速度快、效率高、鍍層結(jié)合力好、無污染等優(yōu)點.另外。還原型生產(chǎn)線高溫輻射加熱的溫度高,退火時間長,可以生產(chǎn)加工良好的產(chǎn)品:但設備比較復雜,投資大,技術(shù)難度大,適合單一產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。由于我國多數(shù)熱浸鍍廠家資金相對薄弱,工藝水平達不到該法的要求,因而極大地限制保護氣體還原法在我國的發(fā)展。3熱浸鍍工藝影響因素(1)銅基體中碳、硅、錳、鎳等元素對鋁擴散層厚度、性質(zhì)及結(jié)合強度有較大的影響。(2)鍍液中的添加元素
5、會對鍍件的工藝性、鍍層的組織結(jié)構(gòu)、鍍層厚度及性能產(chǎn)生影響。如:Mg會增加吸氣傾向,降低鍍鋁液的質(zhì)量;(3)鍍件酸洗后在浸入鍍液前,鋼基體表面易被氧化。不利于鍍液對鋼基體的浸潤,有必要進行助鍍處理,可以保護潔凈的鋼基體,同時活化金屬表面。(4)熱浸鍍過程由于浸鍍溫度高,鍍液表面易氧化.影響授鍍工藝且增加了鍍液消耗,因此有必要在鍍液表面來覆蓋熔鹽保護鍍液表面。4熱浸鍍層性能及應用(1)鍍層性能熱浸鍍層可以對鋼基體起到良好的保護作用。鋁合金鍍層除可以作為犧牲陽極對鋼摹體起到一定的電化學防護作用外,其表面自然形成一層由A120,構(gòu)成的氧化膜致密穩(wěn)定,使鍍層處于鈍化狀態(tài),免
6、遭連續(xù)的氧化消耗和介質(zhì)腐蝕,大大提高鍍層服役壽命。例如131:美國得克薩斯州煉油廠脫丁烷裝置的重沸器原用CrSMo鋼制造,腐蝕很嚴重。后來改用鍍鋁鋼.使用4年后檢查.鋼表面稍有輕微的小麻點腐蝕;南京煉油廠干式減壓塔內(nèi)矩鞍型填料環(huán),采用不銹鋼、ICrl3鋼、鍍鋁鋼三種材料制造,通過346天對比試驗,使用結(jié)果表明,鍍鋁鋼的耐蝕性是不銹鋼的3倍。是ICrl3鋼的4倍。熱浸鍍鋁具有良好的抗高溫氧化性能。當環(huán)境介質(zhì)溫度低于7000C時,鍍鋁層對鋼材提供極好的防護,其抗高溫氧化性能相當于18—8耐熱不銹鋼。由于燦舢氧化膜致密光滑。具有良好的對光和熱的反射能力。在4500C溫度
7、下。其反射率仍高達80%。另外,熱浸鍍層還具有一定的耐磨性能、良好的導電導熱性能及優(yōu)異的力學性能等。(2)應用目前熱浸鍍鋼材已經(jīng)成功地應用于腐蝕介質(zhì)和高溫氧化氣氛中,其使用范圍從常溫一直到11500C的高溫條件下。低碳鋼鍍鋁后的實際應用情況如下:棒材、帶材、緊固件:高壓輸電線鐵塔、電力桿、鋁欄桿的螺栓、路燈桿、鋁件用緊固件、高溫雙端螺栓、電線桿手柄、角鋼支架、發(fā)動機閥、排氣集合(歧)管、排氣管、消聲器及車體部件等;板材或帶材:護欄、橋梁、防雪欄、空調(diào)器、建筑用鋼板、瓦楞板、室外表示牌、機車消聲器殼、汽車排氣構(gòu)件、車位鎖等;需要焊接的:農(nóng)用工具、干燥機、空氣過濾機、
8、燃燒爐殼、