[發明專利]適合上加熱式熱浸鍍鋅用耐氧化含Ca和Sn鋅合金

在審

• 申請號: 201810449912.5
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108285994A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 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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本發明公開了適合上加熱式熱浸鍍鋅用耐氧化含Ca和Sn鋅合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Ca：0.2?0.6wt.%,Sn:1.5?3.0wt.%,Mo:0.3?0.8wt.%,Co：0.2?0.6wt.%，Bi:1.2?1.8wt.%,Yb:0.2?0.5wt.%,余量為鋅。該熱浸鍍鋅用合金用于鋼后所得鍍鋅層具備優異的力學性能。此外,還具有降低鋅的非正常消耗,節約成本的作用。

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。

目前,熱鍍鋅工業中常見的兩種熱鍍鋅加熱方式:(1)鐵鍋的外側加熱。這種加熱方式鋅鍋的成本低、制造工藝簡單、升溫快、維修方便。但是鐵鍋鋅液腐蝕嚴重，使用壽命極短。(2)陶瓷鋅鍋的上加熱。陶瓷鋅鍋不與鋅液反應，不會生成鋅渣，但由于這種材料的導熱性差，不能像鐵鍋那樣采用熱傳導方式外側加熱，因此陶瓷鍋的加熱方式以上加熱為主。

當采用陶瓷坩堝的上加熱方式時,鋅的非正常消耗尤其嚴重。在采用上加熱時，被加熱鋅表面在空氣中液面溫度較高，由于鋅液表面和空氣直接接觸造成鋅液表面的揮發和氧化加劇。鋅的非正常揮發明顯增加了鋅耗的非正常值，而且對環境造成了嚴重的污染。此外,由于覆蓋在液鋅表面的氧化鋅的導熱系數低,相當于在上加熱過程中引入了一個隔熱層,使得熱量的從上往下傳遞更加困難。因而不可避免的導致能耗非正常的增加。熱浸鍍鋅行業為了解決這個問題,必須不停地清除鋅液表面產生的氧化鋅,并使得新鮮的鋅液表面裸露在加熱設備下方。而新鮮鋅液表面更容易發生氧化,產生更多鋅灰，造成了純鋅的大量浪費。據估計,全世界鋅產量的40%用于熱浸鍍鋅。由于熱浸鍍鋅加熱方式的局限，約40-50%的鋅非正常消耗掉。由此造成的浪費是驚人的。

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適合上加熱式熱浸鍍鋅用耐氧化含Ca和Sn鋅合金。該合金在此溫度區間對鋼進行熱浸鍍鋅時，具有降低鋅的非正常消耗,節約成本的作用。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，特別是對于橋梁構件和電力塔之類的防腐要求高的鍍件意義更加重大。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。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：