CN108441683A - 节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金 - Google Patents

节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金 Download PDF

Info

Publication number
CN108441683A
CN108441683A CN201810435547.2A CN201810435547A CN108441683A CN 108441683 A CN108441683 A CN 108441683A CN 201810435547 A CN201810435547 A CN 201810435547A CN 108441683 A CN108441683 A CN 108441683A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dipping
galvanizing
steel
silicon content
zinc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810435547.2A
Other languages
English (en)
Inventor
杨长江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Xianzhi Technology Co Ltd
Guangzhou Yuzhi Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Xianzhi Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Xianzhi Technology Co Ltd filed Critical Guangzhou Xianzhi Technology Co Ltd
Priority to CN201810435547.2A priority Critical patent/CN108441683A/zh
Publication of CN108441683A publication Critical patent/CN108441683A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/38—Wires; Tubes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

本发明公开了节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Li：1.2‑1.8wt.%,Re:0.4‑0.5wt.%,Ge:1.0‑2.0wt.%,Ni：2.5‑3.0wt.%，Y:0.4‑0.6wt.%,Sb:0.4‑0.5wt.%,余量为锌。该热浸镀锌用合金用于高硅含量活性钢后所得镀锌层具备优异的力学性能。此外,还具有生产温度低，热浸时间短的优点，便于大规模生产的特点。

Description

节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金
技术领域
本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种锌合金。
背景技术
钢铁在空气、水或土壤中很容易生锈，甚至完全损坏。每年因腐蚀造成的钢铁损失约占整个钢铁产量的1/10，另一方面，为使钢铁制品与零件表面具有某种特殊功能，同时赋予其表面装饰性的外观，所以，一般采用镀锌的方式对其处理。热浸镀锌是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。通常加工件热浸镀锌，是将钢材浸入450℃的熔融锌中，镀层由铁锌金属间化合物以及最外层的锌层构成，合金层紧密而连续。由于使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百四十年的历史了。然而，热镀锌工业是近三十年来伴随冷轧带钢的飞速发展而得到了大规模发展。
热浸镀锌具有一系列优点:（1）具有较厚的致密的纯锌层覆盖在钢铁表面上，它可以避免钢铁基体与任何的腐蚀溶液的接触，保护钢基体免受腐蚀。在一般大气中，锌层表面形成一层很薄而密实的氧化锌层表面，它很难溶于水，故对钢基体起着一定保护作用。如果氧化锌与大气中其它成分生成不溶性锌盐后，则防蚀作用更理想。（2）具有铁-锌合金层，结合致密，在海洋性盐雾大气及工业性大气中表现特有抗腐蚀性；（3）由于结合牢固，锌-铁互溶，具有很强的耐磨性；（4）由于锌具有良好的延展性，其合金层与钢基附着牢固，因此热镀件可进行冷冲、轧制、拉丝、弯曲等各种成型而不损坏镀层；（5）钢结构件热镀锌后，相当于一次退火处理，能有效改善钢基体的机械性能，消除钢件成型焊接时的应力，有利于对钢结构件进行车削加工。
随着科学技术生产的发展，热浸镀锌工业所涉及的领域越来越广泛。目前，热浸镀锌的应用已遍及国民经济的各个生产和研究部门。例如，机器制造、电子、精密仪器、化工、轻工、交通运输、兵器、航天、原子能等等，在国民经济中有重大意义。
热镀锌的质量与许多因素有关，包括钢件的化学成分，锌浴的合金成分，镀锌温度、操作工艺等。就钢件的化学成分而言，钢中的含硅量对镀锌层的影响最大。一般而言，当钢中的含硅量大于0.3wt.%时，镀锌层显著增厚且表面灰暗，粘附力差，镀锌层质量显著降低.这类钢在热浸锌行业多称为活性钢。其中,含硅量在0.3-0.8wt.%的钢称为低活性含Si钢。当钢中硅的含量高于1.2wt.%时，称为高硅含量活性钢。对于含硅量在一定范围的活性钢，硅的存在引起镀锌层结构的显著变化，形成厚而不连续化合物相，合金层的不连续引起镀层的快速产生，钢材被提出锌浴后，合金化反应消耗锌，一直进行到温度降到相凝固点为止。表面自由锌层相因消耗不再连续，形成的镀层灰暗、超厚、粘附性差。
钢铁行业连铸技术的普及，使含硅脱氧镇静和半镇静钢成为热镀锌行业不可回避的问题。为了解决低硅含量（0.3-0.8wt.%）活性钢的镀锌层质量问题，发展了多种镀锌技术，如表面保护层镀锌法，高温镀锌方等。但采用这些方法需要定期往锌浴中补充锌镍合金，并会使锌浴中锌渣增加，另外该技术仅对含硅量小于0.25%的活性钢有效。近年来，比利时和加拿大公司提出的Galvanco合金能够全面解决活性钢镀锌问题，并在欧洲一些国家得到了应用。但是，这些方法对于高硅含量活性钢并不适用。虽然目前可以通过在高硅含量活性钢表面形成一层阻挡层然后进行热镀锌来降低或延缓钢中硅对镀锌层的影响。但化学镀镍法需在较高温度下进行，镀液维护较难。此外，热浸温度高并且热浸时间长，且令镀件变形甚至开裂的倾向严重。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在360-450度大气条件下使用的节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金。该合金在此温度区间对高活性钢进行热浸镀锌时，所得镀锌层不仅具有常见非活性钢表面镀锌层的力学性能,而且还具有生产成本低，便于大规模生产的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金。按重量百分比计，合金的组成为：Li： 1.2-1.8wt.%,Re:0.4-0.5wt.% ,Ge:1.0-2.0wt.%,Ni：2.5-3.0wt.%，Y:0.4-0.6wt.%, Sb:0.4-0.5wt.%,余量为锌。该锌合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量在1.0-2.0wt.%左右。
上述节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-10m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的热浸镀锌处理来对钢线进行保护操作，其中热浸镀锌的工作温度为360-450度，热浸时间为15-20秒。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明专利针对目前高硅含量钢热浸镀锌用合金提供了一种新颖的解决方案。该锌合金具有极其优异的耐挥发和耐氧化性能，可以达到在400-800度温度范围内在大气环境下静置5个小时而没有明显的氧化。在对该液态合金进行搅拌、吹气等熔体处理过程中，当其表面膜因剧烈搅拌被破坏后，能快速再生，成功阻碍合金的氧化和挥发。
（2）该合金能很好地解决含硅活性钢热浸镀时的圣德林效应，镀层表面光滑、均匀、美观。镀层减薄，可减少镀锌企业用锌量20-30%的使用，给镀锌件表面镀上了一层结合力较好的镀层，延长了镀件的使用寿命。
（3）一般热浸镀锌的工作温度为450-580度，热浸镀锌时间为30-60秒。采用本专利的镀锌用合金，在360-450度的低温环境下，就可以在15-20秒之内在高硅含量活性钢表面热浸镀上厚度为50-80微米的镀层。由于工作温度低，热浸时间短，节能效果明显。便于工人操作，年耗费资金也较少，为热浸镀锌生产中的首选方法。
（4）该材料在对高硅含量活性钢热浸镀锌后，钢丝可以在随后的拉拔变形中进一步缩径，减径比可以达到30-50%而不会发生镀锌层的过度变形而脱落。因而，该镀层除了具有极其优异的结合强度外，还具有优秀的变形塑性。在沙漠环境下，该材料的氧化速度为1.2×10-4mm/年。因而在沙漠气候下，该材料可以安全使用30年以上而没有明显的氧化现象发生。相比而言，普通热浸镀锌用合金的镀锌层在沙漠环境下一般工作寿命为20年左右。
（5）可以预计，该类合金的产业化可以获得极大的经济和社会效益，特别是对于桥梁构件和电力塔之类的防腐要求高的镀件意义更加重大。在不久的将来，随着更多工程应用领域拓展，该类新型合金必将在更多的热浸镀锌中得到广泛应用。
具体实施方式
实施例1
一种在360-450度使用节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Li： 1.2wt.%,Re:0.4wt.% ,Ge:1.0wt.%,Ni：2.5wt.%，Y:0.4wt.%, Sb:0.4wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-10m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的热浸镀锌处理来对钢线进行保护操作，其中热浸镀锌的工作温度为360-450度，热浸时间为15-20秒。
采用该合金对高硅含量活性钢表面进行热浸镀锌，所得镀层组织形貌和非活性钢的镀锌层组织相同，均为连续致密的层状组织。相比而言，采用普通镀锌合金在高硅含量活性钢表面热浸镀锌层生长异常，且内层破碎成块状，呈迸发状向外生长。由于工作温度低，热浸时间短，节能效果明显。便于工人操作，年耗费资金也较少，为热浸镀锌生产中的首选方法。
该材料在对高硅含量活性钢热浸镀锌后，钢丝可以在随后的拉拔变形中进一步缩径，减径比可以达到30-60%而不会发生镀锌层的过度变形而脱落。因而，该镀层除了具有极其优异的结合强度外，还具有优秀的变形塑性。在沙漠环境下，该材料的氧化速度为1.4×10-4mm/年。因而在沙漠气候下，该材料可以安全使用30年以上而没有明显的氧化现象发生。相比而言，普通热浸镀锌用合金的镀锌层在沙漠环境下一般工作寿命为20年左右。
实施例2
一种在360-450度使用节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Li： 1.5wt.%,Re:0.4wt.% ,Ge:1.8wt.%,Ni：2.8wt.%，Y:0.5wt.%, Sb:0.5wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-10m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的热浸镀锌处理来对钢线进行保护操作，其中热浸镀锌的工作温度为360-450度，热浸时间为15-20秒。
采用该合金对高硅含量活性钢表面进行热浸镀锌，所得镀层组织形貌和非活性钢的镀锌层组织相同，均为连续致密的层状组织。相比而言，采用普通镀锌合金在高硅含量活性钢表面热浸镀锌层生长异常，且内层破碎成块状，呈迸发状向外生长。由于工作温度低，热浸时间短，节能效果明显。便于工人操作，年耗费资金也较少，为热浸镀锌生产中的首选方法。
该材料在对高硅含量活性钢热浸镀锌后，钢丝可以在随后的拉拔变形中进一步缩径，减径比可以达到30-60%而不会发生镀锌层的过度变形而脱落。因而，该镀层除了具有极其优异的结合强度外，还具有优秀的变形塑性。在沙漠环境下，该材料的氧化速度为1.4×10-4mm/年。因而在沙漠气候下，该材料可以安全使用30年以上而没有明显的氧化现象发生。相比而言，普通热浸镀锌用合金的镀锌层在沙漠环境下一般工作寿命为20年左右。
实施例3
一种在360-450度使用节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Li： 1.6wt.%,Re: 0.5wt.% ,Ge: 2.0wt.%,Ni：3.0wt.%，Y:0.6wt.%, Sb: 0.5wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-10m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的热浸镀锌处理来对钢线进行保护操作，其中热浸镀锌的工作温度为360-450度，热浸时间为15-20秒。
采用该合金对高硅含量活性钢表面进行热浸镀锌，所得镀层组织形貌和非活性钢的镀锌层组织相同，均为连续致密的层状组织。相比而言，采用普通镀锌合金在高硅含量活性钢表面热浸镀锌层生长异常，且内层破碎成块状，呈迸发状向外生长。由于工作温度低，热浸时间短，节能效果明显。便于工人操作，年耗费资金也较少，为热浸镀锌生产中的首选方法。
该材料在对高硅含量活性钢热浸镀锌后，钢丝可以在随后的拉拔变形中进一步缩径，减径比可以达到30-60%而不会发生镀锌层的过度变形而脱落。因而，该镀层除了具有极其优异的结合强度外，还具有优秀的变形塑性。在沙漠环境下，该材料的氧化速度为1.4×10-4mm/年。因而在沙漠气候下，该材料可以安全使用30年以上而没有明显的氧化现象发生。相比而言，普通热浸镀锌用合金的镀锌层在沙漠环境下一般工作寿命为20年左右。

Claims (3)

1.一种节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Li： 1.2-1.8wt.%,Re:0.4-0.5wt.% ,Ge:1.0-2.0wt.%,Ni：2.5-3.0wt.%，Y:0.4-0.6wt.%, Sb:0.4-0.5wt.%,余量为锌。
2.根据权利要求1所述节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金，其特征在于包括如下步骤：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-10m/min。
3.根据权利要求1所述节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金，其特征在于包含如下加工步骤：该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的热浸镀锌处理来对钢线进行保护操作，其中热浸镀锌的工作温度为360-450度，热浸时间为15-20秒。
CN201810435547.2A 2018-05-09 2018-05-09 节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金 Withdrawn CN108441683A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810435547.2A CN108441683A (zh) 2018-05-09 2018-05-09 节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810435547.2A CN108441683A (zh) 2018-05-09 2018-05-09 节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108441683A true CN108441683A (zh) 2018-08-24

Family

ID=63203313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810435547.2A Withdrawn CN108441683A (zh) 2018-05-09 2018-05-09 节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108441683A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108441683A (zh) 节能型高硅含量钢热浸镀锌用耐氧化含Re锌合金
CN108396184A (zh) 高硅含量钢热浸镀锌用节能耐腐蚀型含Os锌合金
CN108441682A (zh) 节能型高硅含量钢表面热浸镀锌用含Pd锌合金
CN108330324A (zh) 新型锌镁基热浸镀锌用无锌花Mg-In-Ni锌合金
CN108396186A (zh) 对锌锅呈现耐腐蚀性能的热浸镀锌用含B和Sn锌合金
CN108315587A (zh) 适用于活性钢的热浸镀锌用耐腐蚀含Ta和Cr锌合金
CN108441797A (zh) 用于在铝合金表面热浸镀锌用的耐氧化含Sc锌合金
CN108315591A (zh) 高硅钢无锌花耐腐蚀热浸镀锌用含Rh锌合金
CN108396194A (zh) 新型锌镁基热浸镀锌用抗脱落Mg-Sn-Nb锌合金
CN108441686A (zh) 新型锌镁基热浸镀锌耐腐蚀Mg-Ge-Sb锌合金
CN108315590A (zh) 耐氧化无锌花高硅含量活性钢热浸镀锌用锌合金
CN108441684A (zh) 适合上加热式热浸镀锌用高强度含Ca和Mn锌合金
CN108396183A (zh) 高硅含量活性钢的无锌花热浸镀锌用锌合金
CN108285994A (zh) 适合上加热式热浸镀锌用耐氧化含Ca和Sn锌合金
CN108396189A (zh) 适合上加热式热浸镀锌用高导热含Ca和Bi锌合金
CN108588486A (zh) 一种节能环保型热浸镀锌铝Ca-Al-Zr锌铝合金
CN108384990A (zh) 替代Galfan涂层材料高导热热浸镀用锌铝合金
CN108315589A (zh) 低活性Si钢热浸镀锌用无锌花含Re锌合金
CN108374106A (zh) 替代Galfan涂层材料高热容热浸镀用锌铝合金
CN108277388A (zh) 节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金
CN108285992A (zh) 新型铝合金热浸镀锌用含Nb和Mn的锌合金
CN108277389A (zh) 低温下使用低硅含量活性钢表面耐腐蚀热浸镀锌用合金
CN108342617A (zh) 汽车热成型钢耐腐蚀热浸镀含Ca-Ta-Sn锌铝合金
CN108441697A (zh) 汽车热成型钢无锌花热浸镀含Ca-Hf-Re锌铝合金
CN108441677A (zh) 消除白点和黑斑的钢材热浸镀锌含Te和Os锌合金

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180824