热浸镀工艺与应用VIP专享VIP免费

热浸镀工艺与应用1前言热浸镀简称热镀，是将被镀金属材料浸于熔点较低的其它液态金属或合金中形成镀层的方法。热浸镀锌是当今世界上应用最广泛的钢材防腐方法之一；热浸镀铝工艺难度较大，但是也实现了工业化生产；热浸镀铝锌合金是近年来发展迅速的新型镀层之一。热浸镀具有工艺简便、性能可靠、成本低廉、生产效率高、便于机械化生产、能迅速施加镀层等优点；热浸镀镀层美观，耐蚀性好。因此热浸镀在钢材防腐方面得到广泛应用。如钢板(管)，型材，桥梁，铁塔，海洋栈桥，钻井平台和井架，民用建筑等。2热浸镀工艺的特点前处理：将镀件表面的油污（碱洗或高温除油）、氧化物（酸洗）等清除干净；热浸镀：镀件洁净的基体表面浸入熔融金属液体中形成镀层；后处理：对制品进行化学处理（如钝化）和物理处理（如涂油防护整形等）。根据热浸镀的前处理方法不同，热浸镀工艺可以分为熔剂法和保护气体还原法（1）熔剂法是利用熔剂的化学作用对己经除油、除锈的钢材在浸入镀液前保护其表面不再氧化并对其进一步活化，保证镀液与洁净的钢基体表面浸润，并通过化学反应和扩散，形成合金层。该法设备简单、成本低、操作简便易学、生产灵活，可进行批量生产也可进行单件浸镀，可根据产品批量随时调控连续浸镀或间断浸镀，且浸镀产品范围广，适应多种品种规格的产品，因此，在我国极具推广价值，有必要进行深入研究。（2）保护气体还原法又称森吉米尔法，是现代带钢连续热浸镀采用的最普遍和最广泛的一种工艺。该法生产速度快、效率高、镀层结合力好、无污染等优点，另外，还原型生产线高温辐射加热的温度高，退火时间长，可以生产加工良好的产品；但设备比较复杂，投资大，技术难度大，适合单一产品的批量生产。由于我国多数热浸镀厂家资金相对薄弱，工艺水平达不到该法的要求，因而极大地限制保护气体还原法在我国的发展。3热浸镀层的种类因为热浸镀层金属的熔点要求比基体材料低得多，所以热浸镀常常限于采用低熔点金属及其合余，如锡、锌、铝、铅及其合金，其中应用最为广泛的镀层金属是锌，近年来为了提高镀层的耐蚀性能或机械性能，以适应不同的应用场合，开发了多种锌基合金镀层。应用最为广泛的基体材料是钢铁，也有采用铸铁及铜做基体材料的，但其研究及应用都较少。3.1热镀锌锌的熔点是419．5℃，热镀锌及其合会是当前热镀行业研究最多、应用也最为广泛的镀种。从1742年丌始，热镀锌已用于工业生产，当时一般采用将工件直接在熔融的熔剂与锌液中浸镀。锌液中除锌锭本身所含的微量元素Pb、Fe、Ca、Cu、As、Sb、Sn外，不加任何元素。这种镀层产品的特点是由于不能加入Al，镀层较厚，在空气中曝露一段时间后，容易形成灰暗色及白锈，锌灰较多，锌耗高，污染严重，废品率高。这种较落后的工艺目前除在“湿法”工艺上采用以外，已基本被淘汰了。3.2热镀铝铝的熔点为658．7℃，主要采用熔剂法以提高铝对钢的浸润性。1939年，美国mrmcoSteel公司用Sendzimir法进行带钢热镀铝一硅合金的工业试验，拉开了工业化生产的序幕。我国应用热镀铝工艺开始于60年代，1964年，天津第一轧钢厂引进日本的熔剂法带钢连续热镀铝生产线。1996年冶金部钢铁总院在湖北黄石为湖北银龙薄板有限公司建成我国第一条森吉米尔法带钢镀铝生产线。镀铝钢材具有良好的耐热性、耐蚀性、特别是具有优异的耐硫化腐蚀性能。镀铝钢材在工业大气中的腐蚀仅为镀锌钢材的1/3～1/5，在淡水中其使用寿命为镀锌钢材的3～50倍，含硅的镀铝钢材具有良好的耐热性，可在450℃下长期使用，其耐热性能与Crl3系列不锈钢相当。但镀层的连续性及均匀性较难控制，镀层不均匀，容易出现漏镀现象。目前世界上热浸镀铝的年产量已达几百万吨，我国年生产能力仅为5万吨，镀铝钢材具有极其广泛的推广前景。3.3热镀铝锌合金热浸镀铝层虽有优于镀锌层的多种性能特点，但不能像锌镀层那样对钢基体提供电化学保护。为了将铝、锌镀层的优点集于一身，人们研究开发了铝锌合金热浸镀层。到目前为止，已经不同规模投入生产与应用的铝锌合金热浸镀层主中最为成功的应属55%Al-Zn合金热浸镀层。55%Al-Zn合金热浸镀层的标称组成为：55%Al，43.5%Zn和1.5%Si。镀层...