[發明專利]高硅含量活性鋼的無鋅花熱浸鍍鋅用鋅合金

在審

• 申請號: 201810433278.6
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108396183A
• 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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本發明公開了高硅含量活性鋼的無鋅花熱浸鍍鋅用鋅合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Li：1.2?1.8wt.%,Pd:0.4?0.8wt.%,In:1.5?3.2wt.%,Co：0.5?1.4wt.%，Y:0.4?0.6wt.%,Nd:0.2?0.4wt.%,余量為鋅。該熱浸鍍鋅用合金用于高硅含量活性鋼后所得鍍鋅層可以消除鋅花的產生。此外,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

熱鍍鋅是將鋼、不銹鋼、鑄鐵等金屬浸入熔融液態金屬或合金中獲得鍍層的一種工藝技術。熱鍍鋅是當今世界上應用最廣泛、性能價格比最優的鋼材表面處理方法。熱鍍鋅產品對鋼鐵的減蝕延壽、節能節材起著不可估量和不可替代的作用，同時鍍層鋼材也是國家扶植和優先發展的高附加值短線產品。熱鍍鋅層形成過程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成鐵-鋅合金的過程，工件表面在熱浸鍍時形成鐵-鋅合金層，才使得鐵與純鋅層之間很好結合。

當鋅層破壞嚴重，危及到鐵基體時，鋅對基體產生電化學保護，鋅的標準電位-0.76V，鐵的標準電位-0.44V，鋅與鐵形成微電池時鋅作為陽極被溶解，鐵作為陰極受到保護。顯然熱鍍鋅對基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優于電鍍鋅。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。

熱鍍鋅的應用隨著工農業的發展也相應擴大。因此,熱鍍鋅制品在工業(如化工設備、石油加工、海洋勘探、金屬結構、電力輸送、造船等)，農業(如：噴灌、曖房)、建筑(如：水及煤氣輸送、電線套管、腳手架、房屋等)、橋梁、運輸等方面，已大量地被采用。由于熱鍍鋅制品具有外表美觀、耐腐蝕性能好等特點，其應用范圍越來越廣泛。

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。其中,含硅量在0.3-0.8wt.%的鋼稱為低活性含Si鋼。當鋼中硅的含量高于1.2wt.%時，稱為高硅含量活性鋼?；钚凿摰臒峤儗颖砻嬖谀虝r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。

為了解決低硅含量（0.3-0.8wt.%）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。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。但是，這些方法對于高硅含量活性鋼并不適用。雖然目前可以通過在高硅含量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。此外，成本很高，且令鍍件變形甚至開裂的傾向嚴重。

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硅含量活性鋼的無鋅花熱浸鍍鋅用鋅合金。該合金在此溫度區間對高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,而且還可以消除鋅花。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：