[發明專利]對鋅鍋呈現耐腐蝕性能的熱浸鍍鋅用含B和Mn鋅合金

在審

• 申請號: 201810445234.5
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108396188A
• 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
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本發明公開了一種對鋅鍋呈現耐腐蝕性能的熱浸鍍鋅用含B和Mn鋅合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Ca：0.3?0.8wt.%,Co:0.2?0.4wt.%,Bi:1.5?2.8wt.%,Mn：0.8?1.2wt.%，Sn:2.0?3.0wt.%,B:0.4?0.6wt.%,余量為鋅。該熱浸鍍鋅用合金用于熱浸鍍鋅時,在360?450度下會對鋅鍋起到極其優異的保護作用。使得鋅鍋的使用壽命增加10倍以上。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

眾所周知，在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)₂及堿式碳酸鋅保護膜，一定程度上減緩鋅的腐蝕，這層保護膜（也稱白銹）受到破壞又會形成新的膜層。金屬材料鍍鋅處理是一種實用有效的防腐蝕方法，材料經過鍍鋅以后，由于鋅的電極電位比基體材料更高，作為犧牲陽極，有效地保護了基體材料，提高了材料的耐腐蝕性。熱浸鍍鋅是將表面經清洗、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。

熱浸鍍鋅具有一系列的優點：1：）整個鋼材表面均受到保護，無論在凹陷處管件內部，溶化鋅均很容易均勻的覆蓋上。2：）鍍鋅層的硬度值比鋼材還大高，故其抗沖擊及抗磨耗性均相當良好。3：）在邊角區，鋅層往往比其它地方還厚，且有良好的韌性及抗磨耗性。4：）即使因受很大的機械將鐵基裸露，周圍鋅層就會發揮犧牲陽極的功能，來保護此處鋼鐵，使其不受侵蝕。5：）鋅層在大氣中的消耗是非常緩慢的，其壽命遠超過其它任何涂層。

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。熱浸鍍工藝因其價格低廉以及性能優良，成為世界各國金屬材料主要的防腐方法。隨著設備和工藝的進一步優化，以及與其它交叉學科的共同進步，熱浸鍍技術將不斷完善，熱浸鍍技術的應用將更加廣泛，前景會更加廣闊。

熱浸鍍鋅生產中，鋅液溫度大約保持在460℃左右。鋅堝用于加熱熔解鋅錠和盛放鋅液，并保持一定的鋅液溫度便于鍍鋅。更換鋅堝是一個艱巨的任務，因為它會引起整個生產線的停車停產并排出熔融的金屬鋅。連續熱鍍鋅生產線上鋅鍋內的各個零部件處于極其嚴苛、復雜的相互作用惡劣的工作環境中，容易與高溫熔融鋅液發生擴散、溶解、反應等并最終導致部件尺寸的變化，使整個沉沒輥系統失效。因而，鋅堝正常工作是熱鍍鋅機組高效率作業的重要因素。影響鋅堝壽命的因素主要有鋅腐蝕和機械損傷兩個方面。所以延長鋅堝的使用壽命最好是盡量降低鋅液在熱浸鍍鋅過程中對鋅鍋的腐蝕。

在熱浸鍍鋅領域，人們采用了不同的方式來降低鋅液對鋅鍋的腐蝕速度。一般而言，鋅鍋在使用之前，可在內壁涂上一層水玻璃，有效地減慢鋅對鐵的侵蝕速度，從而提高鋅鍋的使用壽命。還可以在鋅鍋內部砌筑耐火陶瓷磚。在鋅對鐵發生腐蝕時，鋅鍋的耐火陶瓷組成材料發揮了重要的作用。此外，還可以通過凈化熱浸鍍鋅用合金液的成分和控制雜質含量來減緩鋅鍋的鋅液腐蝕。比如，磷在鋅鍋的化學元素中是有害的，它們會導致鋅對鐵的腐蝕速度加快，從而鋅鍋的腐蝕速度也隨之加快。通過提高熱浸鍍鋅原料的純度也可以有效地提高鋅鍋的使用壽命。

但是，這些方法只在一定程度上減緩了鋅鍋的鋅腐蝕。此外，熱浸溫度高并且熱浸時間長，且令鋅鍋變形甚至開裂的傾向嚴重。研究制備出對于鋅鍋以及鋅鍋內的零部件而言具有優異耐腐蝕能力的熱浸鍍鋅用鋅合金，對于解決鋅液中的腐蝕、磨損問題，對提高鋅鍋中零部件的使用壽命，降低生產成本及提高工業生產效率均具有重要意義。

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對鋅鍋呈現耐腐蝕性能的熱浸鍍鋅用含B和Mn鋅合金。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：