[發明專利]一種熱鍍鋅鋁鎂合金鍍層及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811276432.X
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109252125B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 方峰;蔣建清;趙新委;徐巍;周立初;周雪峰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06;C23C2/38;C23C2/02;C22C18/00;C22C18/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

一種熱鍍鋅鋁鎂合金鍍層及其制備方法和應用，鍍層的化學成分質量百分比為Zn:Al:Mg:RE=(86.50?98.49):(1?10):(0.5?3):(0.01?0.5)，其中RE為La，Ce或是混合稀土。本發明的橋梁纜索鋼絲用熱鍍鋅鋁鎂合金鍍層厚度可控，附著力高，不易剝落，表面質量優異；制備工藝簡單，不產生漏鍍，熱鍍溫度明顯降低（由原來500℃以上降低到420℃?480℃），基體鋼絲強度損失控制在50MPa以內；耐蝕性明顯優于目前的鋅鍍層和鋅鋁合金鍍層，滿足了復雜環境對橋梁纜索鋼絲較高綜合性能的需要，具有廣闊的市場應用前景。

技術領域

本發明屬于鋼絲鍍層及其制備方法領域，具體涉及一種熱鍍鋅鋁鎂合金鍍層及其制備方法和應用。

背景技術

隨著橋梁跨度的增大和服役壽命的延長，對現代化大橋纜索鋼絲的強度和耐蝕性提出了更高的要求。高強度鋼絲的生產工藝是：高碳珠光體鋼盤條→酸洗→磷化→拉拔→熱浸鍍→高強度鋼絲產品。

傳統上，橋梁纜索鋼絲采用熱鍍鋅處理，對基體起到犧牲陽極的保護作用，但由于鋅層的孔隙率較高而且腐蝕產物不致密，使鍍層對鋼絲保護性有較大的局限性。隨后，國內外開發出第二代橋梁纜索鋼絲用熱鍍鋅鋁合金鍍層，耐蝕性雖有所提高，但仍存在晶間腐蝕、鍍層較厚等問題。為了滿足百年橋梁設計的新需求，迫切需要研發出鋼絲的新型耐蝕涂層。

目前，新研發的第三代熱鍍鋅鋁鎂合金鍍層主要用于汽車鋼板行業，采用保護氣體還原法熱鍍，溫度控制在500℃-580℃，耐蝕性較鋅鋁合金鍍層提高了2倍以上。但對于橋梁纜索鋼絲，熱鍍溫度太高，導致鋼絲強度下降，扭轉性能變差，無法滿足橋梁纜索結構對鋼絲較高綜合力學性能的要求，因此需要研發在較低溫度制備橋梁纜索鋼絲用熱鍍鋅鋁鎂合金鍍層。

發明內容

解決的技術問題：本發明為了解決橋梁纜索鋼絲同時滿足高強度和高耐蝕性的問題，提供一種熱鍍鋅鋁鎂合金鍍層及其制備方法和應用。

技術方案：一種熱鍍鋅鋁鎂合金鍍層，所述鍍層的化學成分質量百分比為Zn:Al:Mg:RE＝(86.50-98.49):(1-10):(0.5-3):(0.01-0.5)，其中RE為La，Ce或是混合稀土。

上述鍍層在厚度方向上包括合金層和自由凝固層，合金層的厚度不小于3.0μm，總厚度為20-120μm。

鍍有所述熱鍍鋅鋁鎂合金鍍層鋼絲的制備方法，包括以下步驟：1)對拉拔后所得的鋼絲表面堿洗脫脂處理、水洗、酸洗除銹處理后吹干；2)將步驟1)所得的鋼絲放入助鍍劑溶液中進行助鍍處理，助鍍劑化學組成按質量份數為:ZnCl₂:NH₄Cl:SnCl₂:KCl:Na₃AlF₆:CeCl₃:H₂O＝(50-200):(50-150):(40-160):(1-30):(1-20):(430-857)，助鍍溫度為70℃，時間為60-120s；3)將步驟2)所得的鋼絲在100℃進行烘干處理；4)鋼絲烘干后取出進行熱浸鍍，鍍液的化學成分按質量百分比為Zn:Al:Mg:Re＝(86.50-98.49):(1-10):(0.5-3):(0.01-0.5)，熱鍍溫度為420℃-480℃，熱鍍時間為30s-180s；5)將步驟4)所得鋼絲放入沸水中冷卻60s；6)將步驟5)所得的鋼絲吹干，獲得鋼絲產品。

上述步驟1)中將鋼絲首先置于溫度為70℃，質量濃度為15％的NaOH溶液中進行脫脂處理，水洗后置于溫度為70℃，質量濃度為15％的HCl溶液中進行除銹處理，吹干。