CN107557729A - 一种混凝土桥梁附属钢结构件表面钝化复合渗层处理及其中采用的共渗剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混凝土桥梁附属钢结构件的表面处理方法及其中采用的共渗剂。以重量份数计，所述共渗剂包含：锌粉40～60份、铝粉20～50份、Zn‑Al‑Mg合金粉10～40份、稀土催化剂0.05～2份。根据本发明的方法，该共渗剂在组成钢结构件的钢构件表面形成多元合金渗层，然后按设计图纸焊接共渗好的钢构件，对焊缝部位采用电弧喷涂，形成多元合金层，然后用钝化剂对焊接成的构件进行表面钝化封闭处理，形成新型钝化复合渗层(PCA)(钢板多元合金共渗+焊缝部位电弧喷涂+不含重金属元素钝化剂钝化处理)。本发明处理得到的混凝土桥梁附属钢结构件不仅具有良好的耐腐蚀性能而且有突出的耐磨性，从而保证了安全和质量。

Description

一种混凝土桥梁附属钢结构件表面钝化复合渗层处理及其中 采用的共渗剂

技术领域

本发明属于金属材料表面的化学热处理与防腐技术领域，更具体而言，本发明涉及一种用于在钢构件表面形成多元合金渗层的共渗剂及采用其对混凝土桥梁附属钢结构件进行表面处理的方法。

背景技术

在我国铁路桥梁附属支架，特别是混凝土桥梁两侧安装栏杆或人行步的钢支架防腐处理中，普遍采用现场油漆涂装防腐。但是，实际使用中每年都需要重新涂装维护，费用较大，特别是通车运营后，现场涂装维护作业难以大规模展开；另外，随着环境保护要求趋严，油漆使用将不合适宜。因此，在铁路工程一些重要的金属部件应用领域，开始普遍采用耐腐蚀性能更好、工艺更环保的金属表面工厂化处理方式。

在金属表面渗锌、渗铝或锌铝合金是目前重要的金属材料表面化学热处理技术，其中合金渗层在许多环境中具有比锌、铝渗层更好的耐腐蚀性能。目前获得合金渗层的有效方法有液体渗和粉末渗等，其中粉末渗在工业化生产中较为常见，多种相关工件表面防腐处理方法也已公开，大多采用锌粉、铝粉或其混合物进行共渗。这是比较常用的金属工件防腐处理方法，利用加热状态下金属原子的渗透扩散作用，在金属基体没有相变的条件下，将锌铝元素渗入到钢铁构件表面，形成合金保护层，从而提高工件表面的抗腐蚀、抗表面氧化及耐磨性能等，相比油漆类防护涂层的耐久性大幅提升。但是，实际上由于该工艺制备的保护层中锌铝只是一种伪合金状态，其防腐性能单一、性能不稳定，长时间应用时会导致防腐性能下降。

目前的混凝土桥梁附属钢结构件，例如铁路混凝土桥梁附属钢结构件(包括钢支架等)，是由钢板焊接、栓接而成。对这类钢结构件进行耐磨与防腐处理，需要针对两个部分：钢结构件的主体，其往往由多个钢构件焊接、栓接而成；焊接部位，例如焊接钢构件时形成的焊缝。目前需要提升钢构件本身的表面抗腐蚀性能，最终提升该附属钢结构件的耐磨与防腐性能。

发明内容

本发明的技术问题在于，提供一种在形成最终钢结构件的钢构件表面形成Zn-Al-Mg合金共渗层的方法及其中采用的共渗剂，通过优化钢构件表面渗层合金结构，达到提升铁路桥梁附属钢构件耐磨与防腐性能的目的。

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于在钢构件表面形成多元合金渗层的共渗剂。

本发明的另一个目的是提供一种混凝土桥梁附属钢结构件的表面处理方法。

本发明的技术方案如下。

一方面，本发明提供一种用于在钢构件表面形成多元合金渗层的共渗剂，以重量份数计，所述共渗剂包含：

锌粉40～60份、铝粉20～50份、Zn-Al-Mg合金粉10～40份、稀土催化剂0.05～2份；

其中，所述Zn-Al-Mg三元合金粉通过将铝锭、锌锭、镁锭、混合稀土、铂金熔炼，然后氩气喷吹雾化、冷却、筛分得到。

优选地，所述Zn-Al-Mg三元合金粉通过以下步骤制备：

A)获得Zn-Al-Mg三元合金材料：

按照下述质量百分比，将原材料加入熔炼炉进行熔炼：

铝锭(铝含量≥99.7％)40-65份，锌锭(锌含量≥99.9％)30-55份，镁锭(镁含量≥99.9％)3-15份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.1-0.5份，铂金(Pt)0.05-0.1份，

熔炼炉的温度为680～710℃，待全部熔清后，充分搅拌，保温15min，除去表面浮渣，获得Zn-Al-Mg三元合金熔液；

B)获得Zn-Al-Mg三元合金粉：

用压力不低于0.8MPa的高纯氩气以300m/s超音速喷吹经步骤A)得到的Zn-Al-Mg三元合金熔液，氩气喷吹方向与Zn-Al-Mg三元合金熔液流动方向呈90度，使Zn-Al-Mg三元合金熔液雾化成微液滴，经冷凝器冷却，烘干，筛分得到粒径为200-400目的Zn-Al-Mg三元合金粉；

优选地，按照质量百分比，步骤A中的原材料为：

铝锭(铝含量≥99.7％)54.3份，锌锭(锌含量≥99.9％)40份，镁锭(镁含量≥99.9％)6.5份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.1份，铂金(Pt)0.1份。

所述稀土催化剂为稀土氧化物粉；优选地，所述稀土催化剂为粒径为100-400目的氧化镧粉和/或氧化铈粉。根据本发明的具体实施方式，所述稀土催化剂可购自例如长沙天久金属材料有限公司。

优选地，所述锌粉的纯锌含量≥98％，粒径为100-400目。根据本发明的具体实施方式，所述锌粉可购自例如石家庄新日锌业有限公司、温州利泰锌材料有限公司。

优选地，所述铝粉的纯铝含量≥98％，粒径为100-400目。根据本发明的具体实施方式，所述铝粉可购自例如章丘市金属颜料有限公司、河北冀盛铝粉有限公司。

优选地，以重量份数计，所述共渗剂包含：

锌粉50～60份、铝粉20～30份、Zn-Al-Mg合金粉20～30份、稀土催化剂0.1～1.5份；

更优选地，以重量份数计，所述共渗剂包含：

锌粉54.4份、铝粉20份、Zn-Al-Mg合金粉25份、稀土催化剂0.5份。

另一方面，本发明提供所述共渗剂的制备方法，所述制备方法包括：混合所述锌粉、铝粉、Zn-Al-Mg合金粉、稀土催化剂。

还一方面，本发明提供一种混凝土桥梁附属钢结构件的表面处理方法，所述方法包括：采用本发明提供的共渗剂在组成钢结构件的钢构件表面形成多元合金渗层。

优选地，所述方法包括：将钢构件包埋在所述共渗剂中，加热至380～500℃，保温3～10小时进行共渗处理。

更优选地，所述方法包括以下步骤：

1)在共渗炉中，将钢构件包埋在填充剂和所述共渗剂的混合物中，所述填充剂与共渗炉容积的体积比为65～75:100，所述共渗剂的重量与所述钢构件的表面积比为500～1500kg:1m²，加热至380～500℃，保温3～10小时；

2)将经步骤1)得到的钢构件焊接成钢结构件，然后用Zn-Al-Mg合金丝作为两极喷涂材料或者Zn-Al-Mg合金丝与Zn丝或Al丝分别作为两极喷涂材料，电弧喷涂所述钢结构件中由焊接形成的焊缝，冷凝，其中所述Zn-Al-Mg三元合金丝通过将铝锭、锌锭、镁锭、混合稀土、铂金熔炼，然后冷却成型、热挤压、热拉拔得到；

3)在不含铬离子的钝化液中进行经步骤2)得到的钢结构件表面的钝化封闭。

在本发明的上述方法中，在步骤2)电弧喷涂操作前或后，所述钢结构件还可与其他同样处理过的钢结构件螺栓组装成更大的钢结构件，然后进行步骤2)的电弧喷涂或者步骤3)的钝化封闭；或者，在步骤3)钝化后，所述钢结构件还可与其他同样处理过的钢结构件螺栓组装成更大的钢结构件。并且，电弧喷涂、钝化封闭与螺栓组装等操作均可以在不同地点进行，包括工厂、现场安装地点等。

因此，任选地，步骤2)还包括：在电弧喷涂前或冷凝后，将钢结构件与同样处理过的其他钢结构件螺栓组装成更大的钢结构件；

任选地，步骤3)还包括：在钝化封闭后，将钢结构件与同样处理过的其他钢结构件螺栓组装成更大的钢结构件。

优选地，所述步骤1)中，所述填充剂为石英砂；

优选地，所述步骤1)中，所述填充剂与共渗炉容积的体积比为70:100，所述共渗剂的重量与所述钢构件的表面积比为1000kg:1m²；

优选地，所述步骤1)中，加热至400-450℃，保温4-5小时，共渗炉的压力为0.1Pa，转炉速度2～4r/min；

步骤1)的加热与保温操作是对钢构件表面进行共渗处理，即利用物理、化学吸附沉积和机械碰撞使金属粉末在钢构件表面形成渗层，从而获得具有耐腐蚀、耐施工碰撞等优点的保护层。该生产过程在密闭的极负压状态完成，生产过程中不会有废气散逸出炉体，未附着的共渗剂散落在炉体底部，使用配套的专用吸尘器对渗剂进行收集。

在共渗处理后，在所述钢构件上形成厚度≥60μm的多元合金渗层。其中，所述渗层由内至外依次包括：Zn-Al合金渗层和Zn-Al-Mg真合金表层，两层界面过渡区完全融合形成整体。

优选地，所述步骤2)中，所述Zn-Al-Mg合金丝通过以下步骤制备：

A)获得Zn-Al-Mg三元合金材料：

按照下述质量百分比，将原材料加入熔炼炉进行熔炼：

铝锭(铝含量≥99.7％)40-65份，锌锭(锌含量≥99.9％)30-55份，镁锭(镁含量≥99.9％)3-15份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.1-0.5份，铂金(Pt)0.05-0.1份，

熔炼炉的温度为680～710℃，待全部熔清后，充分搅拌，保温15min，除去表面浮渣，获得Zn-Al-Mg三元合金熔液；

B)获得Zn-Al-Mg三元合金丝：

将Zn-Al-Mg三元合金熔液冷却成型成铸锭，铸锭加热至300-340℃，保温3小时后，将铸锭热挤压通过圆形模具，热挤压温度为300-340℃，得到直径≤6mm的毛坯粗丝，将挤压获得的毛坯粗丝在温度280-320℃下保温2小时后，经大转盘拔丝机热拉拔，再经依次经中转盘和小转盘2个工序进行热拉丝，控制温度为240-270℃，得到直径为3mm的Zn-Al-Mg多元合金丝。

优选地，按照质量百分比，步骤A中的原材料为：

铝锭(铝含量≥99.7％)54份，锌锭(锌含量≥99.9％)40份，镁锭(镁含量≥99.9％)6.5份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.4份，铂金(Pt)0.1份。

优选地，所述步骤2)中，所述电弧喷涂在电弧稳定、空气压力5～6bar下进行。根据实际情况，可以调整喷嘴的行进速度为7～10m/min，喷嘴与钢结构件呈25度。

步骤2)的电弧喷涂是将两极喷涂材料雾化，并在高速气流的带动下离子撞击焊缝表面，冷凝后，在所述钢结构件中的焊缝上形成厚度≥60μm的热喷涂合金涂层。

优选地，所述步骤3)中，所述钝化液为市售环保型产品，例如选自佛山市南海立宝金属表面技术有限公司生产的无铬钝化剂、深圳市钝化技术有限公司生产的DH-366B、DH-366中的一种或多种。

步骤3)的钝化封闭是待钝化液干燥后在工件表面形成钝化封闭层。钝化液选用市售环保型产品，且不含重金属离子。所述钝化液可以将多元合金共渗层和喷锌层中的微孔填充、封闭，增加防腐性能。

再一方面，本发明提供一种采用本发明的方法制得的混凝土桥梁附属钢结构件；

优选地，所述混凝土桥梁附属钢结构件为用于铁路混凝土桥梁的附属钢结构件；更优选地，所述附属钢结构件为铁路混凝土桥梁人行道支架整体或其部分(例如铁路混凝土桥梁人行道支架的预埋部分或外部构件)，或者公路混凝土桥梁金属栏杆等。

本发明首先提供了一种新型共渗剂，其可以在钢构件表面形成多元合金渗层。在本发明的共渗剂中，相比于传统采用的铝粉和锌粉，还采用了Zn-Al-Mg合金粉，从而实现真正的锌铝镁共渗层的制备与工业化生产，解决目前本领域存在的锌铝镁共渗工艺的难点，实现锌铝镁共渗防腐。

并且，基于本发明提供的新型共渗剂，本发明还提供了一种在工件表面制备防腐涂层的方法，该工件可以是铁路或公路混凝土桥梁附属钢结构件。对于这类钢结构件，本发明的提供的方法分别对钢结构件中的钢构件本身与焊缝两者进行不同处理：对于钢构件本身，采用本发明的共渗剂进行共渗处理，形成在Zn-Al合金渗层上还有Zn-Al-Mg真合金表层的多元渗层；对于焊缝，采用Zn-Al-Mg合金丝进行电弧喷涂，形成Zn-Al-Mg多元真合金表面涂层；最后用钝化剂对焊接成的结构件进行表面钝化封闭处理，形成新型钝化复合渗层(PCA)(钢板多元合金共渗+焊缝部位电弧喷涂多元合金+不含重金属元素钝化剂钝化处理)。本发明能在表面形成Zn-Al-Mg三元真合金渗层的原理在于：共渗采用Zn-Al-Mg三元真合金材料，而单质金属元素在共渗时，相比合金更容易渗入钢铁表层，单质与合金同时作用时，合金由于渗入速度慢，在表面形成合金保护层，最终会形成Zn/Al单质元素渗入、真合金在外表层的新型表层结构，同时渗入的单质元素与合金具有良好的共融性，整体与被处理工件形成整体，大幅提升了该新型表层防护结构的耐腐蚀性能。实验结果表明，在Zn-Al、Zn或Al采用钝化复合渗层(PCA)(钢板多元合金共渗+焊缝部位电弧喷涂多元合金+不含重金属元素钝化剂钝化)处理后，工件的抗腐蚀性能得到了明显的改善，进而大幅提升了铁路混凝土桥梁钢结构件(例如钢支架)的耐磨性和防腐蚀性能，同时避免了传统现场涂装防护的维修工作量，在相同寿命周期内，大幅降低了工程造价。因此，本发明提供的共渗剂以及表面处理方法具有广阔的应用前景。

并且，在Zn-Al-Mg合金材料的制备中，通过Zn锭、Al锭、Mg锭预先熔炼，在电磁搅拌下，以铂金作为催化剂，实现Zn-Al-Mg三元真合金材料的制备，其中Mg含量高达6.5％，而且也提升了Zn-Al-Mg合金材料的可加工性。并且根据金属表面防腐工艺要求，分别通过热喷雾化工艺制备Zn-Al-Mg三元真合金粉材、热拉拔制备Zn-Al-Mg三元真合金丝材，解决了高Mg含量Zn-Al-Mg三元真合金材料的制备技术问题。

具体实施方式

以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的药材原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。

主要关键原料及其牌号与生产厂家信息：

锌粉：购自石家庄新日锌业有限公司或温州利泰锌材料有限公司，纯锌含量≥98％，200目。

铝粉：购自章丘市金属颜料有限公司或河北冀盛铝粉有限公司，纯铝含量≥98％，200目。

Zn-Al-Mg合金粉，通过以下步骤制备：

按照质量百分比，取原材料：铝锭(铝含量≥99.7％)54.3份，锌锭(锌含量≥99.9％)40份，镁锭(镁含量≥99.9％)6.5份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.1份，铂金(Pt)0.1份，加入熔炼炉中，熔炼炉的温度为700℃，待全部熔清后，充分搅拌，保温15min，除去表面浮渣，获得Zn-Al-Mg三元合金熔液；

用压力不低于0.8MPa的高纯氩气以300m/s超音速喷吹Zn-Al-Mg三元合金熔液，氩气喷吹方向与Zn-Al-Mg三元合金熔液流动方向呈90度，使Zn-Al-Mg三元合金熔液雾化成微液滴，冷凝，烘干，筛分得到粒径为200-400目的Zn-Al-Mg三元合金粉末。

稀土催化剂：氧化镧粉或氧化铈粉，购自长沙天久金属材料有限公司，200目。

Zn-Al-Mg合金丝，通过以下步骤制备：

按照质量百分比，取原材料：铝锭(铝含量≥99.7％)54.3份，锌锭(锌含量≥99.9％)40份，镁锭(镁含量≥99.9％)6.5份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.1份，铂金(Pt)0.1份，加入熔炼炉中，熔炼炉的温度为700℃，待全部熔清后，充分搅拌，保温15min，除去表面浮渣，获得Zn-Al-Mg三元合金熔液；

将Zn-Al-Mg三元合金熔液冷却成型成铸锭，铸锭加热至320℃，保温3小时后，将铸锭热挤压通过圆形模具，热挤压温度为320℃，得到直径≤6mm的毛坯粗丝，将挤压获得的毛坯粗丝在温度300℃下保温2小时后，经大转盘拔丝机热拉拔，再经依次经中转盘和小转盘2个工序进行热拉丝，控制温度为250℃，得到直径为3mm的Zn-Al-Mg多元合金丝。

钝化液：佛山市南海立宝金属表面技术有限公司生产的无铬钝化剂、或者深圳市钝化技术有限公司生产的DH-366B。

实施例和对比例

以作为铁路混凝土桥梁附属钢结构件的人行道钢支架为例。人行道钢支架分成预埋部分和外部部分，由钢板焊接、栓接而成。在钢支架中各个钢构件表面形成多元合金共渗涂层处理，在焊接后的焊缝上形成热喷涂合金涂层，最后在人行道钢支架表面形成钝化封闭层。

具体操作如下：

(一)钢构件材料准备

采用Q345D钢板制成钢结构件，表面处理，达到表面粗糙度Ra为12.5～50μm，清洁度为Sa3级。

(二)多元合金共渗处理：

1、制备共渗剂

按照表1中所示的各个实施例的共渗剂原料重量份数，混合锌粉、铝粉、Zn-Al-Mg合金粉、稀土催化剂，得到共渗剂。

2、共渗

工序：钢构件放入共渗炉→放入炉料→共渗炉升温→保温→降温→取出钢构件；

炉料主要为填充剂，填充剂为石英砂，填充剂与共渗炉容积的体积比为70:100，共渗剂的重量与所述钢构件的表面积比为1000kg:1m²，以此控制钢材表面形成相同的共渗层厚度(大约75μm)，加热至450℃，保温5小时，共渗炉的压力＝0.1Pa，转炉速度3r/min。

在共渗处理后，在所述钢构件上形成多元合金渗层。

3、清洗

钢构件冷却，从共渗炉中取出，在清洗池内清洗表面灰尘，烘干。

(三)电弧喷涂处理：

1、焊接

焊接方式为手工焊，将焊接好的试样线切割，制成尺寸为150mm*70mm*1mm的标准样品进，焊缝在中间。

2、电弧喷涂

工序：焊缝部位喷砂→清理→电弧喷涂→冷凝

使用表1中所示的各个实施例的两极喷涂材料，进行电弧喷涂，具体在电弧稳定、空气压力6bar下进行。

在电弧喷涂后，在所述钢构件上形成热喷涂合金涂层。

(四)钝化处理

喷涂完成后，2个小时内立即进行钝化处理，将钢结构件在清洗池内清洗干净后，放入钝化池内的钝化液中钝化。待钝化液干燥后，在钢结构件表面形成钝化封闭层。

对比例参照上述操作进行，其中Mg粉、Zn-Al合金粉、Zn丝、Zn丝和Zn-Al合金丝采用江苏龙新材料股份有限公司的市售产品。

表1实施例1-6混凝土桥梁钢支架耐磨防腐工艺与共渗剂

(1重量份＝0.01kg)

表2对比例1-7混凝土桥梁钢支架耐磨防腐工艺与共渗剂

(1重量份＝0.01kg)

测试例1实施例1-6和对比例1-6PCA工艺处理的样品性能测定

1.1中性盐雾试验：

按照中性盐雾试验腐蚀试验(GB/T 10125-2012)进行盐雾实验，盐雾环境为氯化钠溶液，空压机作为喷雾动力。试验溶液：NaCl溶液，浓度为(50±5)g/l；试验温度：(35±2)℃；pH值：6.8-7.2；试验样品用尼龙绳悬挂，记录表面出现红锈的时间，时间越长，耐盐雾性能越好。

1.2SO₂酸雾腐蚀试验：

按照国家酸雾腐蚀标准《金属和其他无机覆盖层通常凝露条件下的二氧化硫腐蚀试验》(GB/T 9789-2008)中的试验规定，试验方式是在试验箱内连续曝露，观察腐蚀点出现情况，记录第一个腐蚀点出现以前经历的试验时间，时间越长，样品耐二氧化硫腐蚀性能越好。

1.3耐碱性试验：按照国家标准《色漆和清漆耐液体介质的测定》(GB/T9274-1988)中试验方法(甲法)进行，1.2g/L Ca(OH)₂条件下浸泡，观察表面颜色变化所需时间。

测定结果见表3。

表3样品耐久性能测定结果

上述表3的数据示出，与对比例1-6比较，本发明实施例1-6的防腐处理工艺具有优良的耐久性能，尤其是中性盐雾试验可达4800h、SO2酸雾腐蚀试验可达3700h，耐碱性500d均不变色，相较对比例有显著的优势，特别是酸、碱、盐三种介质环境中均有较好的性能提升，说明本发明含Zn-Al-Mg合金粉特定配比的共渗剂能够大幅提升钢构件在自然环境中的耐腐蚀能力，也从侧面证明了Zn-Al-Mg合金能在被处理金属表面形成三元合金保护层。

以上对本发明具体实施方式的描述并不限制本发明，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变或变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求的范围。

Claims (11)

1.一种用于在钢构件表面形成多元合金渗层的共渗剂，以重量份数计，所述共渗剂包含：

锌粉40～60份、铝粉20～50份、Zn-Al-Mg合金粉10～40份、稀土催化剂0.05～2份；

其中，所述Zn-Al-Mg三元合金粉通过将铝锭、锌锭、镁锭、混合稀土、铂金熔炼，然后氩气喷吹雾化、冷却、筛分得到。

2.根据权利要求1所述的共渗剂，其特征在于，所述Zn-Al-Mg三元合金粉通过以下步骤制备：

A)获得Zn-Al-Mg三元合金材料：

按照下述质量百分比，将原材料加入熔炼炉进行熔炼：

铝锭(铝含量≥99.7％)40-65份，锌锭(锌含量≥99.9％)30-55份，镁锭(镁含量≥99.9％)3-15份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.1-0.5份，铂金(Pt)0.05-0.1份，

熔炼炉的温度为680～710℃，待全部熔清后，充分搅拌，保温15min，除去表面浮渣，获得Zn-Al-Mg三元合金熔液；

B)获得Zn-Al-Mg三元合金粉：

用压力不低于0.8MPa的高纯氩气以300m/s超音速喷吹经步骤A)得到的Zn-Al-Mg三元合金熔液，氩气喷吹方向与Zn-Al-Mg三元合金熔液流动方向呈90度，使Zn-Al-Mg三元合金熔液雾化成微液滴，经冷凝器冷却，烘干，筛分得到粒径为200-400目的Zn-Al-Mg三元合金粉；

优选地，按照质量百分比，步骤A中的原材料为：

铝锭(铝含量≥99.7％)54.3份，锌锭(锌含量≥99.9％)40份，镁锭(镁含量≥99.9％)6.5份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.1份，铂金(Pt)0.1份。

3.根据权利要求1或2所述的共渗剂，其特征在于，所述稀土催化剂为稀土氧化物粉；优选地，所述稀土催化剂为粒径为100-400目的氧化镧粉和/或氧化铈粉；

优选地，所述锌粉的纯锌含量≥98％，粒径为100-400目；

优选地，所述铝粉的纯铝含量≥98％，粒径为100-400目；

优选地，以重量份数计，所述共渗剂包含：

锌粉50～60份、铝粉20～30份、Zn-Al-Mg合金粉20～30份、稀土催化剂0.1～1.5份；

更优选地，以重量份数计，所述共渗剂包含：

锌粉54.4份、铝粉20份、Zn-Al-Mg合金粉25份、稀土催化剂0.5份。

4.权利要求1至3中任一项所述的共渗剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：混合所述锌粉、铝粉、Zn-Al-Mg合金粉、稀土催化剂。

5.一种混凝土桥梁附属钢结构件的表面处理方法，其特征在于，所述方法包括：采用权利要求1至3中任一项所述的共渗剂在组成钢结构件的钢构件表面形成多元合金渗层。

6.根据权利要求5所述的表面处理方法，其特征在于，所述方法包括：将钢构件包埋在所述共渗剂中，加热至380～500℃，保温3～10小时进行共渗处理。

7.根据权利要求5或6所述的表面处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)在共渗炉中，将钢构件包埋在填充剂和所述共渗剂的混合物中，所述填充剂与共渗炉容积的体积比为65～75:100，所述共渗剂的重量与所述钢构件的表面积比为500～1500kg:1m²，加热至380～500℃，保温3～10小时；

2)将经步骤1)得到的钢构件焊接成钢结构件，然后用Zn-Al-Mg合金丝作为两极喷涂材料或者Zn-Al-Mg合金丝与Zn丝或Al丝分别作为两极喷涂材料，电弧喷涂所述钢结构件中由焊接形成的焊缝，冷凝，其中所述Zn-Al-Mg三元合金丝通过将铝锭、锌锭、镁锭、混合稀土、铂金熔炼，然后冷却成型、热挤压、热拉拔得到；

3)在不含重金属离子的钝化液中进行经步骤2)得到的钢结构件表面的钝化封闭。

8.根据权利要求7所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述填充剂为石英砂；

优选地，所述步骤1)中，所述填充剂与共渗炉容积的体积比为70:100，所述共渗剂的重量与所述钢构件的表面积比为1000kg:1m²；

优选地，所述步骤1)中，加热至400-450℃，保温4-5小时，共渗炉的压力为0.1Pa，转炉速度2～4r/min；

优选地，共渗处理后，在所述钢构件上形成厚度≥60μm的多元合金渗层。

9.根据权利要求7或8所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述Zn-Al-Mg合金丝通过以下步骤制备：

A)获得Zn-Al-Mg三元合金材料：

按照下述质量百分比，将原材料加入熔炼炉进行熔炼：

铝锭(铝含量≥99.7％)40-65份，锌锭(锌含量≥99.9％)30-55份，镁锭(镁含量≥99.9％)3-15份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.1-0.5份，铂金(Pt)0.05-0.1份，熔炼炉的温度为680～710℃，待全部熔清后，充分搅拌，保温15min，除去表面浮渣，获得Zn-Al-Mg三元合金熔液；

B)获得Zn-Al-Mg三元合金丝：

将Zn-Al-Mg三元合金熔液冷却成型成铸锭，铸锭加热至300-340℃，保温3小时后，将铸锭热挤压通过圆形模具，热挤压温度为300-340℃，得到直径≤6mm的毛坯粗丝，将挤压获得的毛坯粗丝在温度280-320℃下保温2小时后，经大转盘拔丝机热拉拔，再依次经中转盘和小转盘2个工序进行热拉丝，控制温度为240-270℃，得到直径为3mm的Zn-Al-Mg多元合金丝；

优选地，按照质量百分比，步骤A中的原材料为：

铝锭(铝含量≥99.7％)54份，锌锭(锌含量≥99.9％)40份，镁锭(镁含量≥99.9％)6.5份，混合稀土(镧La为35.4％，铈Ce为64.5％，其他元素为0.1％)0.4份，铂金(Pt)0.1份。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述电弧喷涂在电弧稳定、空气压力5～6bar下进行；

优选地，冷凝后，在所述钢结构件中的焊缝上形成厚度≥60μm的热喷涂合金涂层；

优选地，所述步骤3)中，所述钝化液为市售不含重金属离子的环保型产品。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的方法制得的混凝土桥梁附属钢结构件；

优选地，所述混凝土桥梁附属钢结构件为用于铁路混凝土桥梁的附属钢结构件；

更优选地，所述附属钢结构件为铁路混凝土桥梁人行道支架整体或其部分，或者公路混凝土桥梁金属栏杆。