[發(fā)明專利]一種鍍鋅液及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810036414.4
• 申請日: 2008-04-22
• 公開（公告）號: CN101565804A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張全成;儲雙杰
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 章鳴玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬防腐領(lǐng)域，具體涉及一種鍍鋅液及其制備方法。

背景技術(shù)

鋼鐵材料在各個行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用，然而其由于腐蝕造成的損失十分驚人。純鋅相對于鋼鐵材料的耐腐蝕性能良好，因此目前在工程中應(yīng)用最廣泛的防腐技術(shù)是采用金屬鋅作為防腐蝕涂層，熱鍍鋅就是一種得到普遍應(yīng)用的鍍鋅方法。

中國專利申請公開號CN1389587(以鋁合金和黑色金屬為原材料制造的大截面導(dǎo)線電力金具)公開了一種含有0.2～0.8％(wt)稀土的鍍鋅液，在黑色金屬部件表面使用該鍍鋅液進行熱鍍，以提高金屬的防腐性能。但是該專利申請文件中所述鍍鋅液為鋅-稀土兩元鍍鋅液，且并未公開其制備方法；同時其中稀土含量較高，增加了生產(chǎn)成本。中國專利申請公開號CN1053268(鋼絲的高耐蝕性的雙浸熱鍍工藝)公開了一種鋼絲的熱鍍工藝，采用先鍍鋅然后進行合金化的生產(chǎn)方法。該專利申請文件中公開的鍍鋅液是鋅鋁兩元合金，且并未公開其制備方法；同時需要通過兩次浸鍍來提高金屬的防腐性能，工藝繁瑣且成本較高。

本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)：通過配備鋁-稀土中間合金，然后把中間合金加入到熔融鋅液中，形成鋅-鋁-稀土三元合金鍍液，可以形成一種具有較好表面質(zhì)量以及耐腐蝕性能的新型鍍層。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種新的鍍鋅液，能夠以較低的成本在改善鋼鐵材料鍍層表面質(zhì)量的同時，提高其耐腐蝕性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鋅-鋁-稀土三元合金鍍鋅液，以所述鍍鋅液的重量為100％計，其中含有0.03～0.25％的稀土金屬和0.08～0.30％的鋁。

所述稀土金屬可以是商業(yè)化混合稀土，其元素組成(wt)為：La25～35％，Ce60～72％，Pr3～8％，Nd≤3.0％。

本發(fā)明還提供一種鋅-鋁-稀土三元合金鍍鋅液的制備方法，所述方法包括如下步驟：(1)將鋁加熱熔化，加入稀土金屬，攪拌、冷卻，形成鋁-稀土中間合金，其中所述稀土在所述鋁-稀土中間合金中的重量份數(shù)≤60％；以及(2)將鋅加熱熔化，加入所述鋁-稀土中間合金。

根據(jù)本發(fā)明的鋅-鋁-稀土三元合金鍍鋅液的制備方法，優(yōu)選的是，所述鋅的純度≥99.995％(wt)；所述鋁的純度≥99.95％(wt)；所述稀土為商業(yè)化混合稀土，其元素組成(wt)為：La25～35％，Ce60～72％，Pr3～8％，Nd≤3.0％。

稀土金屬燃點較低，不能直接添加到鋅液中，故首先將鋁加熱熔化并升溫到800～920℃，然后加入稀土，以減少稀土和鋁的氧化燒損。加熱方式可以選擇感應(yīng)加熱、電加熱或燃?xì)饧訜帷４⊥猎阡X液中完全溶解，混合均勻后，在氮氣保護下冷卻，制成鋁-稀土中間合金。通過配備鋁-稀土中間合金，可以解決稀土元素燃點低、回收率低的問題。

在制備鋁-稀土中間合金時，通過噴吹氮氣，可以減少稀土和鋁的燒損。因此，根據(jù)本發(fā)明的鋅-鋁-稀土三元合金鍍鋅液的制備方法，優(yōu)選的是，所述步驟(1)在氮氣保護下進行。

根據(jù)本發(fā)明的鋅-鋁-稀土三元合金鍍鋅液的制備方法，優(yōu)選的是，所述步驟(1)中加熱溫度為800～920℃，可以提高中間合金的熔煉速度。

根據(jù)本發(fā)明的鋅-鋁-稀土三元合金鍍鋅液的制備方法，優(yōu)選的是，所述步驟(1)中加熱方式為感應(yīng)加熱、電加熱或燃?xì)饧訜帷?/p>

圖1所示的XRD分析表明，中間合金主要成分為Al、Al₄Ce、La₃Al₁₁，這種相組成對于不同配比的Al-稀土中間合金比較固定。

將鋅加熱熔化并升溫到430～490℃，以保證浸鍍工序正常開展，同時保證適當(dāng)?shù)闹虚g合金熔融速率。然后加入常溫、塊狀的鋁-稀土中間合金，溶解時間為4-12小時，制成鋅-鋁-稀土三元合金鍍鋅液。

采用流長方法對金屬液的流動性能進行測試(鋅液測試溫度統(tǒng)一為460℃)，發(fā)現(xiàn)隨著稀土含量的增加，流動性增加；但稀土含量超過0.25％(wt)時，由于鋅渣作用，流動性增加效果不明顯(見圖2)。

隨著稀土含量增加，鍍層表觀質(zhì)量有不同程度提高。稀土含量超過0.25％(wt)時，表面形成點狀顆粒(見圖3)。

掃描電子顯微鏡分析結(jié)果表明，超過0.25％(wt)時，稀土元素促進了鋅渣的形成(見圖4)。

采用GB/T2423.17-93方法對鍍層耐腐蝕性能進行測試，測試結(jié)果表明，稀土含量超過0.03％(wt)時，鍍層抗流銹性能顯著增加；稀土含量超過0.25％時，鍍層表面狀態(tài)不良，形成鋅渣(見圖5)。