[發明專利]高碳鋼熱浸鍍鋅用表面無鋅花型含Ba鋅合金

在審

• 申請號: 201810423078.2
• 申請日: 2018-05-05
• 公開（公告）號: CN108396182A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 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;C23C2/38
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本發明公開了高碳鋼熱浸鍍鋅用表面無鋅花型含Ba鋅合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Li：0.2?0.5wt.%,Ba:0.4?0.8wt.%,Ge:1.0?2.5wt.%,In：2.0?3.0wt.%，Sc:0.4?0.8wt.%,Sm：0.2?0.3wt.%,余量為鋅。該合金的研制將可以解決工業熱浸鍍鋅生產中鍍件表面鋅花產生的現象。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

工業中應用最廣泛的鋼鐵材料，在大氣、海水、土壤及建筑材料等環境中使用時，均會發生不同程度的腐蝕。據統計，全世界每年因腐蝕而損失的鋼鐵材料大約可占到其總產量的1/3。為了保證鋼鐵制品的正常使用，延長其使用壽命，鋼鐵的防腐蝕保護技術一直受到人們的普遍重視。

鋅的熔點很低，只有419.7℃，且在450-480℃的溫度范圍內就可以浸鍍。一般得到的灰色鍍層由兩個分層構成：外層為鋅層，內層是鐵一鋅金屬間化合物層。金屬間化合物的生成可以使鍍層與基體間呈現冶金結合，附著牢固。由于鋅具有良好的延展性，其合金層與鋼基附著牢固，因此熱鍍件可進行冷沖、軋制、拉絲、彎曲等各種成型而不損壞鍍層。純鋅層是熱鍍鋅中最富有塑性的一層鍍鋅層，其性質基本接近于純鋅，具有延展性，所以它富于撓性。

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。鋼板的熱浸鍍層表面在凝固時均出現鍍層金屬的結晶花紋，這種結晶花紋對鍍鋅板尤為明顯，呈現出美麗的鋅結晶的外觀，因而成為熱鍍鋅板外觀的重要特征，通常稱此結晶花紋為鋅花。這種鍍鋅板表面液態鋅在冷卻結晶之后形成美觀的鋅花，并成為鍍鋅板的特殊標志，在建筑行業廣泛使用。但是, 熱鍍鋅鋼板進行涂裝時，鋅花引起的表面凸凹不平在涂漆后仍然清晰可見，從而影響了產品的表面質量，限制了正常鋅花熱鍍鋅鋼板的應用。

高碳鋼常稱工具鋼 , 含碳量從0.60%至1.70%, 可以淬火和回火。高碳鋼在經適當熱處理或冷拔硬化后，具有高的強度和硬度、高的彈性極限和疲勞極限，但焊接性能和冷塑性變形能力差。由于含碳量高，水淬時容易產生裂紋。一般在淬火后經中溫回火或正火或在表面淬火狀態下使用。主要用于制造彈簧和耐磨零件。高碳鋼是目前應用最為廣泛的鋼種,也是熱浸鍍鋅的主要對象。根據汽車等行業的較高要求，人們很早就提出消除高碳鋼鋅花和使鋅花細化的設想，但是到目前為止并沒有一種高效而又簡潔的生產方法或者加工工藝。

本專利提供了一種新型表面無鋅花高碳鋼熱浸鍍鋅用鋅合金。通過控制鋰含量并同時添加微量元素，來大大提高高碳鋼表面的鋅液在凝固時的形核和長大。在控制鋅花以及有害相的形成和粗化，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高碳鋼熱浸鍍鋅用表面無鋅花型含Ba鋅合金。該合金的研制將可以解決工業熱浸鍍鋅生產中鍍件表面鋅花產生的現象。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：