[發明專利]具備優異鍍層強度低硅含量活性鋼低溫熱浸鍍鋅用合金

在審

• 申請號: 201810418195.X
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108315588A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 楊長江
• 申請（專利權）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C18/00
• 分類號: C22C18/00;C22C1/02;C23C2/06
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本發明公開了具備優異鍍層強度低硅含量活性鋼低溫熱浸鍍鋅用合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Li：1.0?1.5wt.%,Ge:0.5?2.0wt.%,Ti:0.5?1.0wt.%,Hf：0.2?0.8wt.%，Sc:1.0?2.0wt.%,Er:0.2?0.6wt.%,余量為鋅。該熱浸鍍鋅用合金的研制將解決含硅量在0.5?0.8wt.%活性鋼熱浸鍍鋅工藝應用中的難題，所得鍍鋅層不僅具有常見非活性鋼表面鍍鋅層的力學性能，還具有生產成本低，便于大規模生產的特點。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體地說，涉及一種鋅合金。

背景技術

鋼鐵擁有良好的強度、成型性、生產經濟性及可回收性等優點，在工業的建設過程中，占有非常重要的地位。但是鋼鐵容易與環境發生反應，生成穩定的氧化物或鹽類。鋼鐵的腐蝕降低了鋼鐵的使用壽命，給人類帶來了巨大的經濟損失，而且嚴重污染了環境，因此人們采取了各種防護技術來提高鋼鐵的防腐性能。

由于鋅的標準電極電位負于鐵，因此在水和潮濕的空氣中鍍鋅層具有犧牲陽極保護鋼基的作用，從而可以大大的延長鋼材的使用壽命。在工業上常用的鍍鋅層有熱浸鍍鋅、電鍍鋅、機械鍍鋅和熱噴涂（鍍）鋅等，其中熱鍍鋅約占鍍鋅總量的95%，熱鍍鋅用鋅量在世界范圍內占鋅產量的40%，在中國約占鋅產量的30%左右。

熱浸鍍鋅是延緩鋼鐵材料環境腐蝕的最有效手段之一，它是將表面經清洗、活化后的鋼鐵制品浸于熔融的鋅液中，通過鐵鋅之間的反應和擴散，在鋼鐵制品表面鍍覆附著性良好的鋅合金鍍層。與其它金屬防護方法相比，熱浸鍍鋅工藝在鍍層的物理屏障與電化學保護相結合的保護特性上，鍍層與基體的結合強度上、鍍層的致密性、耐久性、免維護性和經濟性及其對制品形狀與尺寸的適應性上，具有無可比擬的優勢。目前熱浸鍍鋅產品主要有鋼板、鋼帶、鋼絲、鋼管等，其中熱浸鍍鋅鋼板所占比例最大。長期以來，熱浸鍍鋅工藝因其低廉的施鍍成本，優良的保護特性和漂亮的外觀而備受人們的青睞，廣泛應用于汽車、建筑、家電、化工、機械、石油、冶金、輕工、交通、電力、航空和海洋工程等領域。

熱鍍鋅的質量與許多因素有關，包括鋼件的化學成分，鋅浴的合金成分，鍍鋅溫度、操作工藝等。就鋼件的化學成分而言，鋼中的含硅量對鍍鋅層的影響最大。一般而言，當鋼中的含硅量大于0.3wt.%時，鍍鋅層顯著增厚且表面灰暗，粘附力差，鍍鋅層質量顯著降低.這類鋼在熱浸鋅行業多稱為活性鋼。

為了解決活性鋼的鍍鋅層質量問題，發展了多種鍍鋅技術，如表面保護層鍍鋅法，高溫鍍鋅方等。但采用這些方法需要定期往鋅浴中補充鋅鎳合金，并會使鋅浴中鋅渣增加，另外該技術僅對含硅量小于0.25%的活性鋼有效。當硅含量更高時（比如0.5-0.8wt.%），這些方法就不可避免的受到多種因素的影響。近年來，比利時和加拿大公司提出的Galvanco合金能夠全面解決活性鋼鍍鋅問題，并在歐洲一些國家得到了應用，但該合金成本很高，且令鍍件變形甚至開裂的傾向嚴重，尚待進一步改進。此外，也有采用先在活性鋼表面形成一層阻擋層然后進行熱鍍鋅來降低或延緩鋼中硅對鍍鋅層的影響。但化學鍍鎳法需在較高溫度下進行，鍍液維護較難。

本專利提供了一種低溫節能型活性鋼用耐氧化熱浸鍍鋅用鋅合金。通過控制鋰的含量并同時添加微量元素，來大大提高活性鋼在熱浸鍍鋅時有害合金相的形成和粗化，并同時維持現有熱浸鍍鋅層的力學性能。可以預計，該類合金的產業化可以獲得極大的經濟和社會效益。在不久的將來，隨著更多工程應用領域拓展，該類新型合金必將在更多的熱浸鍍鋅中得到廣泛應用。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種可以在360-450度大氣條件下使用的具備優異鍍層強度低硅含量活性鋼低溫熱浸鍍鋅用合金。該合金在此溫度區間對活性鋼進行熱浸鍍鋅時，所得鍍鋅層不僅具有常見非活性鋼表面鍍鋅層的力學性能，該方法還具有生產成本低，便于大規模生產的特點。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：