熱浸鍍工藝與應用

《熱浸鍍工藝與應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、熱浸鍍工藝與應用1前言熱浸鍍簡稱熱鍍，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。熱浸鍍鋅是當今世界上應用最廣泛的鋼材防腐方法之一；熱浸鍍鋁工藝難度較大，但是也實現(xiàn)了工業(yè)化生產；熱浸鍍鋁鋅合金是近年來發(fā)展迅速的新型鍍層之一。熱浸鍍具有工藝簡便、性能可靠、成本低廉、生產效率高、便于機械化生產、能迅速施加鍍層等優(yōu)點；熱浸鍍鍍層美觀，耐蝕性好。因此熱浸鍍在鋼材防腐方面得到廣泛應用。如鋼板(管)，型材，橋梁，鐵塔，海洋棧橋，鉆井平臺和井架，民用建筑等。2熱浸鍍工藝的特點前處理：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

2、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除油、除銹的鋼材在浸入鍍液前保護其表面不再氧化并對其進一步活化，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、生產靈活，可進行批量生產也可進行單件浸鍍，可根據(jù)產品批量隨時調控連續(xù)浸鍍或間斷浸鍍，且浸鍍產品范圍廣，適應多種品種規(guī)格的產品，因此，在我國極具推廣價值，有必要進行深入

3、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。該法生產速度快、效率高、鍍層結合力好、無污染等優(yōu)點，另外，還原型生產線高溫輻射加熱的溫度高，退火時間長，可以生產加工良好的產品；但設備比較復雜，投資大，技術難度大，適合單一產品的批量生產。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熱浸鍍層的種類因為熱浸鍍層金屬的熔點要求比基體材料低得多，所以熱浸鍍常常限于采用低熔點金屬及其合余，如錫、鋅、鋁、鉛及其合金，其中應用最為廣泛的鍍層金屬是鋅，近年來為了提高

4、鍍層的耐蝕性能或機械性能，以適應不同的應用場合，開發(fā)了多種鋅基合金鍍層。應用最為廣泛的基體材料是鋼鐵，也有采用鑄鐵及銅做基體材料的，但其研究及應用都較少。3.1熱鍍鋅鋅的熔點是419．5℃，熱鍍鋅及其合會是當前熱鍍行業(yè)研究最多、應用也最為廣泛的鍍種。從1742年丌始，熱鍍鋅已用于工業(yè)生產，當時一般采用將工件直接在熔融的熔劑與鋅液中浸鍍。鋅液中除鋅錠本身所含的微量元素Pb、Fe、Ca、Cu、As、Sb、Sn外，不加任何元素。這種鍍層產品的特點是由于不能加入Al，鍍層較厚，在空氣中曝露一段時間后，容易形成灰暗色及白銹，鋅灰較多，鋅耗高，污染嚴重，廢品率高。這

5、種較落后的工藝目前除在“濕法”工藝上采用以外，已基本被淘汰了。3.2熱鍍鋁鋁的熔點為658．7℃，主要采用熔劑法以提高鋁對鋼的浸潤性。1939年，美國mrmcoSteel公司用Sendzimir法進行帶鋼熱鍍鋁一硅合金的工業(yè)試驗，拉開了工業(yè)化生產的序幕。我國應用熱鍍鋁工藝開始于60年代，1964年，天津第一軋鋼廠引進日本的熔劑法帶鋼連續(xù)熱鍍鋁生產線。1996年冶金部鋼鐵總院在湖北黃石為湖北銀龍薄板有限公司建成我國第一條森吉米爾法帶鋼鍍鋁生產線。鍍鋁鋼材具有良好的耐熱性、耐蝕性、特別是具有優(yōu)異的耐硫化腐蝕性能。鍍鋁鋼材在工業(yè)大氣中的腐蝕僅為鍍鋅鋼材的1/3

6、～1/5，在淡水中其使用壽命為鍍鋅鋼材的3～50倍，含硅的鍍鋁鋼材具有良好的耐熱性，可在450℃下長期使用，其耐熱性能與Crl3系列不銹鋼相當。但鍍層的連續(xù)性及均勻性較難控制，鍍層不均勻，容易出現(xiàn)漏鍍現(xiàn)象。目前世界上熱浸鍍鋁的年產量已達幾百萬噸，我國年生產能力僅為5萬噸，鍍鋁鋼材具有極其廣泛的推廣前景。3.3熱鍍鋁鋅合金熱浸鍍鋁層雖有優(yōu)于鍍鋅層的多種性能特點，但不能像鋅鍍層那樣對鋼基體提供電化學保護。為了將鋁、鋅鍍層的優(yōu)點集于一身，人們研究開發(fā)了鋁鋅合金熱浸鍍層。到目前為止，已經不同規(guī)模投入生產與應用的鋁鋅合金熱浸鍍層主中最為成功的應屬55%Al-Zn合

7、金熱浸鍍層。55%Al-Zn合金熱浸鍍層的標稱組成為：55%Al，43.5%Zn和1.5%Si。鍍層同樣為雙層結構。外層大致與鋁鍍層相同，內層則為Al-Zn-Fe金屬間化合物。鍍液中加入少量硅的目的是限制脆性層的生長。55%Al-Zn合金熱浸鍍層在多種介質的環(huán)境中都表現(xiàn)出優(yōu)良的耐腐蝕性能。試驗表明，55%Al-Zn合金鍍層的耐蝕性能大大優(yōu)于鋅鍍層，在一些情況下可與鋁鍍層相比；其抗高溫氧化性能優(yōu)于鋅鍍層，達到與鋁鍍層相近的程度；該種鍍層還具有良好的熱反射性能。55%Al-Zn合金熱浸鍍層已經在建筑、汽車、家用設備等行業(yè)獲得多種用途。鋁鋅合金鍍層是熱浸鍍領域

8、今后的主要發(fā)展方向。3.4鉛、錫及其合金熱浸鍍層錫，無毒性，因此廣泛地用作熱浸鍍