CN104451498A - 一种镀锌板及应用镀锌板的排烟防火阀二次动作执行机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种镀锌板，该镀锌板为热镀锌板，热镀锌板是将基板置于锌液中在基板表面粘附一层锌层后制成，锌液主要由以下成分(以质量百分计)组成：Al：0.15-0.35％，Si：0.05-0.5％，Mn：0.45-0.6％，Ni：0.2-0.4％，Sb：0.08-0.15％，Bi：0.15-0.2％，稀土元素：0.05-0.2％，余量为Zn以及不可避免的杂质元素。本发明还将该镀锌板应用于排烟防火阀二次动作执行机构。本发明制得的镀锌板表观质量较好，锌层较薄，锌层的耐剥离能力强，镀锌板的耐腐蚀性能好，将镀锌板应用于排烟防火阀二次动作执行机构，排烟防火阀耐腐蚀性强，使用寿命久。

Description

一种镀锌板及应用镀锌板的排烟防火阀二次动作执行机构
技术领域
本发明涉及一种镀锌板及其在排烟防火阀中的应用，尤其涉及一种镀锌板及应用镀锌板的排烟防火阀二次动作执行机构。
背景技术
排烟防火阀作为一种消防部件，一般安装在机械排烟系统的管道上，平时呈关闭状态，发生火灾时开启排烟，当排烟管道内烟气温度达到280度时关闭，并在一定时间内满足漏烟量和耐火完整性要求，起隔烟阻火作用。
镀锌板作为排烟防火阀的主要材质之一，结合了锌的耐腐蚀性能和金属的加工成型性能，属于一种两维复合材料，具有广阔的应用领域与发展前景。目前，镀锌方法包括热镀锌、电镀锌、热喷镀、真空蒸发镀和机械镀锌等。其中，热镀锌是世界上应用最广泛、性价比最优的金属表面处理方法。相较于电镀锌板，热镀锌板耐腐蚀性强，成本较低，生产效率高、产量大，环境污染小；但是，热镀锌板一般比电镀锌板要厚的多，且随着镀层厚度的增加，镀层的耐剥离性下降，不仅影响镀锌板的外观质量，还影响镀锌板的使用寿命。
发明内容
本发明目的是为了提供一种外观质量好、镀层牢固、耐腐蚀性等综合性能较好的镀锌板。
本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种镀锌板，所述镀锌板为热镀锌板，所述热镀锌板是将基板置于锌液中在基板表面粘附一层锌层后制成，所述锌液主要由以下成分(以质量 百分计)组成：Al：0.15-0.35％，Si：0.05-0.5％，Mn：0.45-0.6％，Ni：0.2-0.4％，Sb：0.08-0.15％，Bi：0.15-0.2％，稀土元素：0.05-0.2％，余量为Zn以及不可避免的杂质元素。
本发明通过在锌液中添加多种微量元素起到改善镀层质量的效果，得到外观、耐腐性等性能更佳的镀锌板。其中，Al是锌液中最常添加的元素之一，它可以提高锌液流动性，从而可以有效的减薄锌层的厚度。因为锌液的流动性主要取决于锌液中的Fe含量，Fe含量越高，锌液的流动性越差，从而得不到较薄的镀层。由于Fe在锌液中以铁锌合金状态存在，在锌液中加入Al，Al可以和Fe在锌液中发生化学反应：2FeZn7+5Al→Fe2Al5+14Zn，而反应生成的Fe2Al5可上浮成为面渣而达到除Fe净化锌液的目的，以提高锌液的流动性，从而达到减薄锌层厚度的效果，提高了锌层的耐剥离性。
另外，Al富集于基板和锌层的界面上，还能防止界面产生裂纹。且由于Al和O2的亲和力比Zn和O2大，在锌层表面还能生成一层Al2O3的保护膜，防止锌层表面的氧化，使锌层光泽度更高。
在锌液中添加上述质量百分比量的Si元素，可以与Fe反应生成铁硅化合物将铁除去，与Al共同起到除Fe净化锌液的目的。此外，由于硅几乎不溶于锌层而以块状单质硅颗粒的形式分布，而硅颗粒的硬度较高，在锌层中硅粒子起着硬质点的作用，因此含硅的锌层具有较高的耐磨性，耐高温和耐腐蚀性。Si还能抑制锌层的生长，增加锌层的附着力。
由于液态Mn的相对密度小于液态Zn的相对密度，因此，在锌液中添加上述质量百分比量的Mn元素，Mn会在Zn表面附近聚集，在锌层表面形成分散细小的富Mn粒子，而Mn在空气中会生成一层连续致密的氧化物保护膜，从而提高锌层在空气中的抗氧化和耐腐蚀能力。此外，添加本发明量的Mn后锌层的组织 结构会产生不同的变化，添加Mn后，Mn可以促进均匀致密的δ和ζ相生成，从而锌层主要由δ、ζ和η相组成，且随着Mn含量的增加锌层厚度会减薄。但是，当Mn的添加量超过本发明的范围时，锌层中会出现分散状的δ粒子，锌层厚度反而会重新增厚。因此，Mn的添加量只能控制在本发明范围内。
在锌液中添加上述质量百分比量的Ni元素可以辅助Al元素提高锌液的流动性，当基板从锌液中提升时，基板表面粘附的锌液能较快地流返槽中，从而达到减薄镀层、减少锌耗、降低成本的作用。另外，Ni在锌液中可以以金属原子态、中间相、氧化物等各种形式存在，但是由于其原子的半径比较大，无论它以何种形式存在，在锌层中的η、δ和ζ相层中Ni的固溶量都很小，大多数Ni主要存在于ζ相晶界上，抑制ζ相的迅速生长，从而抑制了ζ相晶粒的长大，起到了细化晶粒的作用。
在锌液中添加上述质量百分比量的Sb元素也可以起到提高锌液流动性和降低基板表面液态锌的表面张力的作用，与其它元素起到增强协效作用，使锌层更均匀平滑，且减薄锌层，从而减少锌耗，降低成本。但是过量的Sb会是锌层的耐腐蚀性降低，因此，本发明Sb的含量必须控制在上述范围内。
在锌液中添加上述质量百分比量的Bi元素，主要是为了辅助Al等元素提高锌液的流动性，使基板表面的液态锌能更好的回流，获得平滑均匀并具有良好光泽的锌层，减少锌灰及锌渣，降低锌耗。同时，在本发明锌液中具有多种微量元素存在的环境下，添加Bi能使锌层的抗腐蚀性能明显增强。
在锌液中添加上述质量百分比量的稀土元素，可以使锌液的流动性提高15％以上，从而也可以起到减薄锌层厚度的作用。其次，添加稀土元素后，降低了锌液的表面张力，锌层中晶粒明显地被细化，枝晶数量增多，对锌层的均匀性、表面质量等性能提高明显。再者，稀土元素还可以脱除杂质元素S、O等，作为表 面活性元素富集于锌层表面，形成致密而均匀的氧化薄膜，阻碍外界原子向锌层内部扩散，延缓腐蚀过程，从而提高耐蚀性。本发明中，稀土元素优选镧、铈、镨、钕、钐、钇中的一种或多种，更优选为镧和铈的混合物，当稀土为镧和铈的混合物时，镧和铈的质量比为任意比。
在上述的一种镀锌板中，所述基板为钢板，所述钢板的屈强比为0.55-0.65。钢板的屈强比越大，可靠性就越大，在制备过程中就可以节约钢板材料，以达到减轻重量的作用。但是，在镀锌板中，随着钢板的屈强比增加，锌层的耐剥离性就随着下降，因此，为了保证锌层的剥离量，钢板的屈强比不能过高。因此，本发将钢板的屈强比控制在上述范围内，既可以得到相对可靠的镀锌板，又可以保证锌层的耐剥离性。
在上述的一种镀锌板中，所述锌液的温度为430-440℃。由于Fe在锌液中的饱和浓度随锌液温度升高而上升，450℃时仅为0.03％，500℃时达到0.15％，600℃时则高达0.4％。而锌液的流动性主要取决于锌液中Fe含量，由此可见，锌液温度较高时，由于锌液中含铁多，锌液流动性会变差，从而得不到较薄的锌层。因此，本发明将锌液的温度控制在430-440℃，从一方面降低了锌液中的Fe含量，提高了锌液的流动性，从而有助于本发明制得较薄的锌层。
在上述的一种镀锌板中，所述基板置于锌液中的时间为100-160s。本发明上述时间内制得的锌层较薄，厚度均匀，耐剥离性强，综合性能较好。
本发明的另一个目的在于提供一种应用上述镀锌板的排烟防火阀二次动作执行机构，包括二次转轮，所述的二次转轮外圆周上设有卡位片，所述的卡位片设有用于卡位的卡位端面，其特征在于，所述的二次转轮外圆周上远离卡位片的位置设有径向的弧形凸起，且卡位端面到二次转轮圆心的连线与弧形凸起的起点到 二次转轮圆心的连线之间的夹角(α)为108～110°。
本发明排烟防火阀二次动作执行机构由于二次转轮外圆周上远离卡位片的位置设有径向的弧形凸起，且卡位端面到二次转轮圆心的连线与弧形凸起的起点到二次转轮圆心的连线之间的夹角为108～110°，则在安装时，无需用手将手动拉环向外侧拉住，直接通过手柄即可转动主轴，因为此时二次转轮上的弧形凸起刚好位于凸轮上限位缺口处，使得摆架上的限位柱无法与限位缺口相配合；随后继续转动主轴，直至二次转轮卡位片的卡位端面挂在温感器上，而此时二次转轮上的弧形凸起刚好完全经过凸轮上限位缺口处，使得摆架上的限位柱与限位缺口相配合从而相互限位；接着再通过手柄使得主轴复位即可。因此本发明安装过程较简单，单人就能完成安装过程。
在上述的一种排烟防火阀二次动作执行机构中，所述二次转轮由镀锌板制成。
在上述的一种排烟防火阀二次动作执行机构中，所述镀锌板为热镀锌板，所述热镀锌板是将基板置于锌液中在基板表面粘附一层锌层后制成，所述锌液主要由以下成分(以质量百分计)组成：Al：0.15-0.35％，Si：0.05-0.5％，Mn：0.45-0.6％，Ni：0.2-0.4％，Sb：0.08-0.15％，Bi：0.15-0.2％，稀土元素：0.05-0.2％，余量为Zn以及不可避免的杂质元素。
在上述的一种排烟防火阀二次动作执行机构中，所述基板为钢板，所述钢板的屈强比为0.55-0.65。
在上述的一种排烟防火阀二次动作执行机构中，所述锌液的温度为430-440℃。
在上述的一种排烟防火阀二次动作执行机构中，所述基板置于锌液中的时间为100-160s。
本发明具有以下优点：
1.本发明制得的镀锌板表观质量较好，锌层较薄，锌层的耐 剥离能力强，镀锌板的耐腐蚀性能好。
2.本发明排烟防火阀二次动作执行机构安装过程较简单，单人就能完成安装过程。
3.本发明将镀锌板应用于排烟防火阀二次动作执行机构，排烟防火阀耐腐蚀性强，使用寿命久。
附图说明
图1为本发明排烟防火阀二次动作执行机构的结构示意图；
图2为排烟防火阀二次动作执行机构二次转轮的结构示意图。
图中：1、二次转轮；1.1、卡位片；1.11、卡位端面；1.2、弧形凸起；1.21、起点；2、底板；3、罩壳；4、凸轮；5、摆杆；6、摆架；7、限位柱；8、温感器；9、主轴；10、手动拉杆； 
α为卡位端面到二次转轮1圆心的连线与弧形凸起的起点到二次转轮1圆心的连线之间的夹角。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明公开的镀锌板为热镀锌板，热镀锌板是将基板置于锌液中在基板表面粘附一层锌层后制成，其锌液主要由以下成分(以质量百分计)组成：Al：0.15-0.35％，Si：0.05-0.5％，Mn：0.45-0.6％，Ni：0.2-0.4％，Sb：0.08-0.15％，Bi：0.15-0.2％，稀土元素：0.05-0.2％，余量为Zn以及不可避免的杂质元素。
表1：本发明实施例1-4锌液的组成成分及其质量百分比
实施例1：
选用屈强比为0.6的钢板作为基板，采用热镀锌工艺，将基板置于435℃的表1中实施例1的锌液中浸镀100s，在基板表面粘附一层锌层后制成镀锌板。其中，锌液中稀土元素为镧元素。
实施例2：
选用屈强比为0.6的钢板作为基板，采用热镀锌工艺，将基板置于435℃的表1中实施例2的锌液中浸镀120s，在基板表面粘附一层锌层后制成镀锌板。其中，锌液中稀土元素为铈元素。
实施例3：
选用屈强比为0.6的钢板作为基板，采用热镀锌工艺，将基板置于435℃的表1中实施例3的锌液中浸镀150s，在基板表面粘附一层锌层后制成镀锌板。其中，锌液中稀土元素为镧和铈的混合物。
实施例4：
选用屈强比为0.6的钢板作为基板，采用热镀锌工艺，将基板置于435℃的表1中实施例4的锌液中浸镀160s，在基板表面粘附一层锌层后制成镀锌板。其中锌液中稀土元素为镨元素。
将本发明实施例1-4制得的镀锌板进行性能测试，测试结果如表2所示。
其中，镀锌板的耐腐蚀性采用盐雾试验进行测定，将镀锌板四周用3M专用胶带封边，根据GB/T10125-1997，在ITBASHIRIKAKOGYO盐水喷雾试验机中进行试验，温度设定为35±1℃，溶液为pH值为6.5-7.2的5％NaCl溶液，持续喷淋。热镀锌板经盐雾腐蚀，表面锌层首先产生白锈。随着盐雾喷淋时间的延长，锌层腐蚀殆尽后，基板开始腐蚀，逐渐出现红锈。
表2：本发明实施例1-4制得的镀锌板的性能测试结果
从表2可知，本发明制得的镀锌板锌层较薄，耐腐蚀性强，锌层的耐剥离性好，且经表面观察，镀锌板锌层平整光洁，具有较好的金属光泽，无漏镀、溶剂斑点、起皮、龟裂等缺陷。
实施例5-8与实施例1-4的区别仅在于选用屈强比为0.55的钢板作为基板。
实施例9-12与实施例1-4的区别仅在于选用屈强比为0.58的钢板作为基板。
实施例13-16与实施例1-4的区别仅在于选用屈强比为0.62的钢板作为基板。
实施例17-20与实施例1-4的区别仅在于选用屈强比为0.65的钢板作为基板。
实施例21-24与实施例1-4的区别仅在于锌液的温度为430℃。
实施例25-28与实施例1-4的区别仅在于锌液的温度为440℃。
实施例29-32与实施例1-4的区别仅在于锌液的温度为430 ℃。
实施例33-36与实施例1-4的区别仅在于锌液中稀土元素为钕元素。
实施例37-40与实施例1-4的区别仅在于锌液中稀土元素为钐元素。
实施例41-44与实施例1-4的区别仅在于锌液中稀土元素为钇元素。
实施例45-48与实施例1-4的区别仅在于锌液中稀土元素由镧、铈、镨三种元素按任意比混合而成。
实施例49-52与实施例1-4的区别仅在于锌液中稀土元素由镧、铈、镨、钕四种元素按任意比混合而成。
实施例53-56与实施例1-4的区别仅在于锌液中稀土元素由镧、铈、镨、钕、钐五中元素按任意比混合而成。
实施例57-60与实施例1-4的区别仅在于锌液中稀土元素由镧、铈、镨、钕、钐、钇六中元素按任意比混合而成。
实施例61-64与实施例1-4的区别仅在于仅在于基板在锌液中的浸镀时间为110s。
实施例65-68与实施例1-4的区别仅在于基板在锌液中的浸镀时间为125s。
实施例69-72与实施例1-4的区别仅在于基板在锌液中的浸镀时间为130s。
实施例73-76与实施例1-4的区别仅在于基板在锌液中的浸镀时间为140s。
鉴于本发明方案实施例众多，各实施例实验数据庞大众多，不适合于此处逐一列举说明，但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近，故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明，仅以实施例1-4作为代表说明本发明申请优异之处。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之 处，同样都在本发明要求保护的范围内。
本发明公开的镀锌板应用于一种排烟防火阀二次动作执行机构中，如图1和图2所示，排烟防火阀二次动作执行机构包括二次转轮1，二次转轮1外圆周上设有卡位片1.1，卡位片1.1设有用于卡位的卡位端面1.11，二次转轮1外圆周上远离卡位片1.1的位置设有径向的弧形凸起1.2，且卡位端面1.11到二次转轮1圆心的连线与弧形凸起1.2的起点1.21到二次转轮1圆心的连线之间的夹角α为108～110°。(本例为108°)。
当然排烟防火阀二次动作执行机构还包括底座2和罩壳3，及在罩壳3内安装在底座1上的带限位柱7的摆架6、摆杆5、凸轮4、温感器8、主轴9和手动拉杆10等零部件，这些零部件相互之间的关系及连接方式均与现有技术的排烟防火阀二次动作执行机构相同。摆杆5的中部与底板2铰接，摆杆5的一端与手动拉杆10的一端连接，摆杆5的另一端可对摆架6的一端进行限位，防止摆架6转动，摆架6的另一端与底板2铰接，且摆架6的中部连接有限位柱7；凸轮4的外圆周面设有限位缺口，用于与限位柱7配合对凸轮4和主轴9周向限位；主轴9转动配合在罩壳3内，主轴9的一端伸出罩壳3外与手柄连接；温感器8是通过底座2上设置的温感器座连接在底座2上的。
使用时，将主轴8对准排烟防火阀叶片轴套入，并用螺钉将本发明固定在排烟防火阀上，随后手柄即可转动主轴，因为此时二次转轮1上的弧形凸起1.2刚好位于凸轮4上限位缺口处，使得摆架6上的限位柱7无法与凸轮4上的限位缺口相配合；继续转动主轴9，直至二次转轮1卡位片1.1的卡位端面1.11挂在温感器8上，而此时二次转轮4上的弧形凸起1.2的起点1.21刚好完全经过凸轮4上限位缺口处，使得摆架6上的限位柱7与限位缺口可以相配合从而实现相互限位，且摆架6也刚好被摆杆5限位；接着再通过手柄使得主轴9复位即可，无需预先拉动手动 拉杆10。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (10)

1.一种镀锌板，所述镀锌板为热镀锌板，所述热镀锌板是将基板置于锌液中在基板表面粘附一层锌层后制成，其特征在于，所述锌液主要由以下成分(以质量百分计)组成：Al：0.15-0.35％，Si：0.05-0.5％，Mn：0.45-0.6％，Ni：0.2-0.4％，Sb：0.08-0.15％，Bi：0.15-0.2％，稀土元素：0.05-0.2％，余量为Zn以及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种镀锌板，其特征在于，所述基板为钢板，所述钢板的屈强比为0.55-0.65。
3.根据权利要求1所述的一种镀锌板，其特征在于，所述锌液的温度为430-440℃。
4.根据权利要求1所述的一种镀锌板，其特征在于，所述基板置于锌液中的时间为100-160s。
5.一种应用如权利要求1所述的镀锌板的排烟防火阀二次动作执行机构，包括二次转轮，所述的二次转轮外圆周上设有卡位片，所述的卡位片设有用于卡位的卡位端面，其特征在于，所述的二次转轮外圆周上远离卡位片的位置设有径向的弧形凸起，且卡位端面到二次转轮圆心的连线与弧形凸起的起点到二次转轮圆心的连线之间的夹角(α)为108～110°。
6.根据权利要求5所述的一种排烟防火阀二次动作执行机构，其特征在于，所述二次转轮由镀锌板制成。
7.根据权利要求6所述的一种排烟防火阀二次动作执行机构，其特征在于，所述镀锌板为热镀锌板，所述热镀锌板是将基板置于锌液中在基板表面粘附一层锌层后制成，所述锌液主要由以下成分(以质量百分计)组成：Al：0.15-0.35％，Si：0.05-0.5％，Mn：0.45-0.6％，Ni：0.2-0.4％，Sb：0.08-0.15％，Bi：0.15-0.2％，稀土元素：0.05-0.2％，余量为Zn以及不可避免的杂质元素。
8.根据权利要求7所述的一种排烟防火阀二次动作执行机构，其特征在于，所述基板为钢板，所述钢板的屈强比为0.55-0.65。
9.根据权利要求7所述的一种排烟防火阀二次动作执行机构，其特征在于，所述锌液的温度为430-440℃。
10.根据权利要求7所述的一种排烟防火阀二次动作执行机构，其特征在于，其特征在于，所述基板置于锌液中的时间为100-160s。
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