[發明專利]高硅含量鋼熱浸鍍鋅用節能耐腐蝕型含Os鋅合金

在審

• 申請號: 201810435545.3
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108396184A
• 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鋼熱浸鍍鋅用節能耐腐蝕型含Os鋅合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Li：1.5?2.0wt.%,Os:0.4?0.8wt.%,Ge:2.5?3.0wt.%,In：3.0?3.4wt.%，Y:0.4?0.8wt.%,Mn:1.2?1.4wt.%,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具備優異的力學性能。此外,還具有生產溫度低，熱浸時間短的優點，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

鋼鐵在空氣、水或土壤中很容易生銹，甚至完全損壞。每年因腐蝕造成的鋼鐵損失約占整個鋼鐵產量的1/10，另一方面，為使鋼鐵制品與零件表面具有某種特殊功能，同時賦予其表面裝飾性的外觀，所以，一般采用鍍鋅的方式對其處理。熱浸鍍鋅是一種有效的金屬防腐方式，主要用于各行業的金屬結構設施上。通常加工件熱浸鍍鋅，是將鋼材浸入450℃的熔融鋅中，鍍層由鐵鋅金屬間化合物以及最外層的鋅層構成，合金層緊密而連續。由于使鋼構件表面附著鋅層，從而起到防腐的目的。自從1836年法國把熱鍍鋅應用于工業以來，已經有一百四十年的歷史了。然而，熱鍍鋅工業是近三十年來伴隨冷軋帶鋼的飛速發展而得到了大規模發展。

熱浸鍍鋅具有一系列優點:（1）具有較厚的致密的純鋅層覆蓋在鋼鐵表面上，它可以避免鋼鐵基體與任何的腐蝕溶液的接觸，保護鋼基體免受腐蝕。在一般大氣中，鋅層表面形成一層很薄而密實的氧化鋅層表面，它很難溶于水，故對鋼基體起著一定保護作用。如果氧化鋅與大氣中其它成分生成不溶性鋅鹽后，則防蝕作用更理想。（2）具有鐵-鋅合金層，結合致密，在海洋性鹽霧大氣及工業性大氣中表現特有抗腐蝕性；（3）由于結合牢固，鋅-鐵互溶，具有很強的耐磨性；（4）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；（5）鋼結構件熱鍍鋅后，相當于一次退火處理，能有效改善鋼基體的機械性能，消除鋼件成型焊接時的應力，有利于對鋼結構件進行車削加工。

隨著科學技術生產的發展，熱浸鍍鋅工業所涉及的領域越來越廣泛。目前，熱浸鍍鋅的應用已遍及國民經濟的各個生產和研究部門。例如，機器制造、電子、精密儀器、化工、輕工、交通運輸、兵器、航天、原子能等等，在國民經濟中有重大意義。

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。對于含硅量在一定范圍的活性鋼，硅的存在引起鍍鋅層結構的顯著變化，形成厚而不連續化合物相，合金層的不連續引起鍍層的快速產生，鋼材被提出鋅浴后，合金化反應消耗鋅，一直進行到溫度降到相凝固點為止。表面自由鋅層相因消耗不再連續，形成的鍍層灰暗、超厚、粘附性差。

鋼鐵行業連鑄技術的普及，使含硅脫氧鎮靜和半鎮靜鋼成為熱鍍鋅行業不可回避的問題。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，熱浸溫度高并且熱浸時間長，且令鍍件變形甚至開裂的傾向嚴重。

發明內容