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1、熱浸鍍工藝概述摘要:金屬腐蝕遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域.危害十分嚴(yán)重。熱浸鍍是一種有效的金屬表面防護(hù)方法,具有效率高、成本低、鍍層質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),不僅顯著提高金屬材料表面的耐蝕性能,還具有良好的裝飾作用。奉文從熱浸鍍工藝特點(diǎn)、影響因素、鍍層性能等方面探討熱漫鍍工藝。關(guān)鍵詞:熬浸鍍鍍層腐蝕1熱浸鍍工藝發(fā)展概況熱浸鍍簡(jiǎn)稱熱鍍.是將被鍍金屬材料浸于熔點(diǎn)較低的其它液態(tài)金屬或合金中形成鍍層的方法。據(jù)資料介紹,最早出現(xiàn)的熱浸鍍是從鍍錫開(kāi)始的。1931年美籍波蘭人森吉米爾提出用保護(hù)氣體還原法進(jìn)行帶鋼連續(xù)熱鍍鋅.被稱之為“森吉米爾法”.為現(xiàn)代熱鍍鋅鋼材奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代.汽車工
2、業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了各國(guó)浸鍍鋼板的迅速發(fā)展。到60年代,熱浸鍍鋼材的生產(chǎn)與應(yīng)用幾乎遍及所有工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家。90年代以來(lái)國(guó)外建立了大量的熱浸鍍生產(chǎn)線,研究專家正努力探索低能耗、涂覆性能更優(yōu)異的材料。國(guó)內(nèi)鍍鋁鋼材的發(fā)展起步較晚。80年代末,鋼鐵研究總院承擔(dān)了鋼帶連續(xù)熱鍍鋁的攻關(guān)任務(wù).取得了一定的成果。近幾年來(lái),飛速發(fā)展的高速公路、電力系統(tǒng)高壓輸電線及通訊鐵塔對(duì)鍍鋁鋼材的需求量劇增.幾十家鍍鋁廠應(yīng)運(yùn)而起。2007年唐山鋼鐵公司40萬(wàn)噸鋁鋅合金板帶生產(chǎn)線完成調(diào)試,進(jìn)入試生產(chǎn)階段。標(biāo)志著我國(guó)熱浸鍍工藝進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期。2浸鍍工藝的特點(diǎn)熱浸鍍工藝:預(yù)鍍件、前處理、熱浸鍍、后處理、制
3、品前處理:將鍍件表面的油污(堿洗或高溫除油)、氧化物(酸洗)等清除干凈;熱浸鍍:鍍件潔凈的基體表面浸入熔融金屬液體中形成鍍層;后處理:對(duì)制品進(jìn)行化學(xué)處理(如鈍化)和物理處理(如涂油防護(hù)整形等);根據(jù)熱浸鍍的前處理方法不同,熱浸鍍工藝可以分為熔劑法和保護(hù)氣體還原法。(1)熔劑法是利用熔劑的化學(xué)作用對(duì)己經(jīng)除油、除銹的鋼材在浸人鍍液前保護(hù)其表面不再氧化并對(duì)其迸一步活化。保證鍍液與潔凈的鋼基體表面浸潤(rùn).并通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散.形成合金層。該法設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)便易學(xué)、生產(chǎn)靈活,可進(jìn)行批量生產(chǎn)也可進(jìn)行單件浸鍍??筛鶕?jù)產(chǎn)品批量隨時(shí)調(diào)控連續(xù)浸鍍或間斷浸鍍,且浸鍍產(chǎn)品范圍廣,
4、適應(yīng)多種品種規(guī)格的產(chǎn)品,因此,在我國(guó)極具推廣價(jià)值,有必要進(jìn)行深入研究。(2)保護(hù)氣體還原法又稱森吉米爾法。是現(xiàn)代帶鋼連續(xù)熱浸鍍采用的最普遍和最廣泛的一種工藝。該法生產(chǎn)速度快、效率高、鍍層結(jié)合力好、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn).另外。還原型生產(chǎn)線高溫輻射加熱的溫度高,退火時(shí)間長(zhǎng),可以生產(chǎn)加工良好的產(chǎn)品:但設(shè)備比較復(fù)雜,投資大,技術(shù)難度大,適合單一產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。由于我國(guó)多數(shù)熱浸鍍廠家資金相對(duì)薄弱,工藝水平達(dá)不到該法的要求,因而極大地限制保護(hù)氣體還原法在我國(guó)的發(fā)展。3熱浸鍍工藝影響因素(1)銅基體中碳、硅、錳、鎳等元素對(duì)鋁擴(kuò)散層厚度、性質(zhì)及結(jié)合強(qiáng)度有較大的影響。(2)鍍液中的添加元素
5、會(huì)對(duì)鍍件的工藝性、鍍層的組織結(jié)構(gòu)、鍍層厚度及性能產(chǎn)生影響。如:Mg會(huì)增加吸氣傾向,降低鍍鋁液的質(zhì)量;(3)鍍件酸洗后在浸入鍍液前,鋼基體表面易被氧化。不利于鍍液對(duì)鋼基體的浸潤(rùn),有必要進(jìn)行助鍍處理,可以保護(hù)潔凈的鋼基體,同時(shí)活化金屬表面。(4)熱浸鍍過(guò)程由于浸鍍溫度高,鍍液表面易氧化.影響授鍍工藝且增加了鍍液消耗,因此有必要在鍍液表面來(lái)覆蓋熔鹽保護(hù)鍍液表面。4熱浸鍍層性能及應(yīng)用(1)鍍層性能熱浸鍍層可以對(duì)鋼基體起到良好的保護(hù)作用。鋁合金鍍層除可以作為犧牲陽(yáng)極對(duì)鋼摹體起到一定的電化學(xué)防護(hù)作用外,其表面自然形成一層由A120,構(gòu)成的氧化膜致密穩(wěn)定,使鍍層處于鈍化狀態(tài),免
6、遭連續(xù)的氧化消耗和介質(zhì)腐蝕,大大提高鍍層服役壽命。例如131:美國(guó)得克薩斯州煉油廠脫丁烷裝置的重沸器原用CrSMo鋼制造,腐蝕很嚴(yán)重。后來(lái)改用鍍鋁鋼.使用4年后檢查.鋼表面稍有輕微的小麻點(diǎn)腐蝕;南京煉油廠干式減壓塔內(nèi)矩鞍型填料環(huán),采用不銹鋼、ICrl3鋼、鍍鋁鋼三種材料制造,通過(guò)346天對(duì)比試驗(yàn),使用結(jié)果表明,鍍鋁鋼的耐蝕性是不銹鋼的3倍。是ICrl3鋼的4倍。熱浸鍍鋁具有良好的抗高溫氧化性能。當(dāng)環(huán)境介質(zhì)溫度低于7000C時(shí),鍍鋁層對(duì)鋼材提供極好的防護(hù),其抗高溫氧化性能相當(dāng)于18—8耐熱不銹鋼。由于燦舢氧化膜致密光滑。具有良好的對(duì)光和熱的反射能力。在4500C溫度
7、下。其反射率仍高達(dá)80%。另外,熱浸鍍層還具有一定的耐磨性能、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能及優(yōu)異的力學(xué)性能等。(2)應(yīng)用目前熱浸鍍鋼材已經(jīng)成功地應(yīng)用于腐蝕介質(zhì)和高溫氧化氣氛中,其使用范圍從常溫一直到11500C的高溫條件下。低碳鋼鍍鋁后的實(shí)際應(yīng)用情況如下:棒材、帶材、緊固件:高壓輸電線鐵塔、電力桿、鋁欄桿的螺栓、路燈桿、鋁件用緊固件、高溫雙端螺栓、電線桿手柄、角鋼支架、發(fā)動(dòng)機(jī)閥、排氣集合(歧)管、排氣管、消聲器及車體部件等;板材或帶材:護(hù)欄、橋梁、防雪欄、空調(diào)器、建筑用鋼板、瓦楞板、室外表示牌、機(jī)車消聲器殼、汽車排氣構(gòu)件、車位鎖等;需要焊接的:農(nóng)用工具、干燥機(jī)、空氣過(guò)濾機(jī)、
8、燃燒爐殼、