[發明專利]一種含稀土的鋅鋁鎂合金絲及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201710083883.0
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106702213B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 李榮福;陳堅;王冠;李詩菁;曾偉筠
• 申請（專利權）人: 廣州粵暉金屬機械防護技術有限公司;廣東中誠表面防護材料檢驗研究院有限公司;廣東粵技新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C18/04
• 分類號: C22C18/04;C22C1/02;C23C4/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 郭煒綿

本發明公開了一種含稀土的鋅鋁鎂合金絲及其制備方法和用途，按重量百分比計，該鋅鋁鎂合金絲含有鋁15?40％、鎂0.2?4.0％、0.02?0.2％稀土元素鈰和鉺、不大于0.025％的雜質，余量為鋅；兩種稀土元素的質量比，Ce/Er為3:7或7:3。本發明通過加入稀土元素鈰、鉺，提高防腐性的同時，鋅鋁鎂合金絲具有強度大、硬度高、價格便宜等優勢，可替代傳統鋅絲用于噴涂防腐工程等領域，且該稀土鋅鋁鎂合金熱涂層具有優異的附著力、良好物理機械性能和耐蝕性能。其平均年腐蝕速率大于熱噴涂鋅、鋅鋁合金、鋅鋁偽合金等涂層，其陽極保護作用也比鋁和其他鋁合金熱噴涂金屬層有明顯改善；整個絲材加工制造工藝簡捷，成本較低。

技術領域

本發明屬于防腐材料領域，具體涉及一種鋅鋁鎂合金絲，尤其涉及一種含有稀土元素Ce和Er的鋅鋁鎂合金絲及其制備方法，和作為熱噴涂防腐涂層的應用。

背景技術

金屬材料易與周圍介質發生化學反應和電化學反應而遭受腐蝕，例如：金屬腐蝕已成為大型鋼結構建筑的最大危害。此外，金屬構件常承受各種機械作用，表面會發生磨損，影響其使用安全和壽命。當前，大量的金屬構件因腐蝕和磨損而失效，造成極大的浪費和損失。據一些工業發達國家統計，每年鋼材因腐蝕和磨損而造成的損失約占鋼材總產量的10％，損失金額約占國民經濟總產值的2-4％。因此，發展金屬表面防護和強化技術是各國普遍關心的重大課題。

熱噴涂金屬涂層是一種重要的表面保護技術，具有較好的防腐和耐磨性能，目前市場上常用的熱噴涂金屬涂層材料為鋅涂層、鋁涂層和鋅鋁合金絲，按化學成分分為：純鋅絲，鋅鋁合金絲(ZnAl₅，ZnAl₁₅)等。其對金屬材料的保護機理主要有兩方面：一是具有與涂料涂裝防腐機理類似的阻擋腐蝕介質的隔離作用；二是通過涂層材料自我犧牲實現的陽極保護作用。因此，熱噴涂合金涂層材料廣泛應用于石油化工設備、船舶與海洋工程、機械裝備制造、電力、交通、通信、大型鋼結構橋梁、鐵塔、儲罐、地鐵工程等領域。

上述的熱噴涂金屬涂層材料中，純鋅絲因價格便宜，生產方法簡單而廣為應用。然而其強度和硬度低，當作為噴涂防腐材料時，易發生變形，且耐磨性不足；此外，鋅涂層在有氯離子存在的腐蝕介質中，極易發生點蝕，該涂層只在大氣環境或淡水中有良好的耐蝕性，在海洋環境中防腐蝕能力較弱。鋁涂層由于容易發生鈍化現象，所以其陰極保護作用很弱，當涂層存在一定孔隙或缺陷時，基體金屬很容易發生腐蝕。另外現有鋅鋁合金涂層在氯離子含量高的腐蝕環境中防腐蝕壽命明顯下降，而且加工制造成本較高，主要原因就是在生產細絲時拉伸易斷而難以進行，因為隨著鋁含量的提高，由于因組分差距的增大而引起偏析現象增大，難以保證其組織均勻，變形抗力增大，所以鋁含量越高，拉拔成絲越困難，因而高鋁含量與拉拔困難是制備絲材的重要難題問題。

針對上述問題，有人提出，稀土元素在金屬領域可以顯著改善合金的物理和機械性能，稀土元素在腐蝕防護領域的研究與應用已得到了廣泛關注。如中國專利CN1718836A將占絲材總重量0.05-0.3％的稀土鈰(Ce)加入到Mg、Al金屬中；中國專利CN1609246A，分別將稀土鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)等輕質稀土元素添加到鋅鋁合金中；中國專利CN103205666A，分別將稀土鑭(La)、鈰(Ce)、鈧(Sc)添加到鋅鋁合金絲中，改善了防腐性能。近年來，研究表明稀土Er和Ce對Zn、Al金屬材料具有良好的改性作用，提高材料的機械性能。然而對其在熱噴涂絲材中的應用未有報道。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明的首要目的在于提供一種含稀土的鋅鋁鎂合金絲，稀土元素Ce和Er能提高鋅鋁鎂合金絲的防腐性能，成功地制備了不同鋅鋁含量的多元熱噴涂鋅鋁鎂合金絲。

本發明的另一目的在于提供上述鋅鋁鎂合金絲的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述鋅鋁鎂合金絲作為熱噴涂防腐涂層的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：