CN1097814A - 镀覆用耐蚀铝合金及其应用 - Google Patents

Abstract

镀覆用耐蚀铝合金及其应用，是一种热喷涂用含 稀土及微量元素综合作用的一种合金，它的耐蚀性能 优异，用热喷涂工艺使其附着于钢材表面上，对母材 起到双重保护作用。该层具有以锌为底以耐蚀稀土 铝合金为表的双层结构。由于在耐蚀稀土铝合金中 稀土和微量元素的综合作用，它对氧化膜起到强化作 用，从而保护了母材，大大提高了工程的使用寿命。

Description

本发明涉及有色金属合金，特别是钢材防蚀的热喷涂耐蚀层用含稀土的铝合金。

早在30年代，人们就在钢材上用锌进行防蚀，主要利用它的阴极保护作用，然而近年由于工业污染出现酸雨现象，使锌的腐蚀速度加速，因而出现了防蚀中的以铝代锌趋势。事实证明以铝代锌也出现了新的问题，这是由於铝的防护主要依靠氧化膜的屏敝作用，然而氧化膜层不导电，对钢材没有阴极保护作用，即在出现膜层破坏时钢材首先受到侵蚀，导致膜层脱空、剥落的严重情况。鉴於上述原因，国外防蚀合金大多发展锌铝系为主，以发挥锌和铝的防蚀特性，形成综合的双重保护作用。如<武汉冶金>1987（1）P1-6报导“热喷涂Px Zn-Al合金线材研究及其应用”。但实际使用中锌铝合金效果不佳，在其共晶组织中出现了选择腐蚀现象，为了克服这一现象，世界上出现了锌铝双层结构防护层，但对防蚀表层，由于未采用有效的铝合金，效果欠佳。专利号为8510031的“稀土合金热浸镀层”，仅仅是在纯铝中加入稀土原素，以其净化除气和细化晶粒的作用达到增强铝的耐蚀性能，但是，其工艺是在热浸镀高温下进行，长期操作使铝的损耗和稀土的烧失都很大，用渣保护又要在操作时多次破坏渣层，必然会造成烧损率增大，性能不稳定现象。而且单层铝浸镀方案没有阴极保护作用，在防蚀工程中应用缺乏安全性，这类单层铝应用大多於高温氧化情况下，在防蚀工程中不宜推广。

本发明针对上述技术的不足，提供一种以锌铝两层结构为基础，进一步改进型的以锌为底，以新的稀土耐蚀铝合金为表的双层组织。克服了上述的选择腐蚀现象，使两种材料各自在适宜的位置上发挥综合的双重保护作用，即以锌为底对母材的阴极保护作用，加上以新的耐蚀稀土铝合金为表，使其氧化物屏敝保护作用充分发挥，这样构成双重保护效应能使防蚀效果安全，又能大大提高工程的耐蚀使用寿命。

镀覆用耐蚀铝合金及其应用，包含以纯铝为基体，以稀土原素为添加剂的镀覆用耐蚀铝合金，其特征是Aoo纯铝基体中加入混合稀土的基础上，还要添加微量元素Mg、B、Y，并且施以热喷涂法喷镀。先热喷镀锌为底，再热喷镀稀土铝合金为其表，以发挥其优良的工艺性及使用性。

本发明与已有技术相比，其优点是：在稀土铝合金中又加入了微量元素，更起到了净化除气和细化晶粒作用，更重要的是进一步改善了表层氧化膜特性，大大增强了合金的耐蚀性能，双层复合涂层综合了锌和铝合金的防蚀特性各自就位发挥作用，起到了双层保护作用，极大提高了工程的安全性，延长了防蚀寿命。其试验数据如下：

表1  稀土铝合金（∮2.3）在北京有色金属研究总院人造海水浸泡试验失重对比

从上表可见，本发明稀土铝合金较已有技术耐蚀性提高30-40%，加稀土及微量元素后进一步耐蚀性有较大的提高，达到100%水平。

由於镀覆采用热喷涂技术，适用范围很广，既可用於新产品的开发，亦可用於旧设备维修改造，几乎适应於所有钢结构的范围，特别适应於特大型钢结构的应用。

特别是稀土耐蚀铝合金性能优越已达到国内外先进水平，所以给工程带来很大效益，可以大大提高工程的使用寿命，为国家节约大量财富。

技术经济性分析：我们选用以下四种方案进行对比，见表3。

1、复合长效耐蚀铝锌双层合金喷涂：采用我们研究的新合金和工艺以及系统涂料配合。

2、热喷锌加两层乙烯树脂涂料。

3、无机富锌底漆加环氧聚氨脂中间层，再加聚氨脂面漆（即重防蚀涂层体系）。

4、防锈底漆加普通面漆。

表3  不同防护体系经济技术性分析对比

由表可见方案1综合效益最好，虽然一次投资较大，但使用寿命最长，免去维护开支，安全性好。

以下给出实施例进一步说明如下：

原料：以Aoo纯铝为基料加入0.5-1.5%混合稀土，并在渣料中配入10%混合稀土氧化物或氟化物起到补充作用。在精炼期加入微量元素Mg、B、Y，其量不超过1%，随即搅拌均匀，注入锭模。锭模经退火、挤压、拉丝最后成∮2-3mm喷涂丝材。配料注意返回料不得超过本炉总量的30%，按中限进行配料，杂质标准应符合Aoo要求，对原料及返回料均应有详细化学分析结果。注意若成分中有较高的其他合金元素或杂质时（如Mn、Si、Cu）应适当提高加入的稀土含量，至1.5%。稀土中间合金加入在精炼期进行，为防止氧化在熔炼过程中应进行造渣，在渣中加入适当的稀土氧化物，另外加入含钇的尾矿灰，以加入微量的钇。调整好成份后应进行炉前分析，符合标准后，即可浇注，浇注温度为680℃。设备为电热式天气热式或焦炭加热均可，铸锭在压力机上挤压成∮9mm杆材，最后拉丝成∮2-3mm喷涂丝材，即为产品。注意丝材表面应清洁、光滑，不应有局部氧化或压痕，应及时涂上防锈油。

喷涂方案为Zn厚50μ，Al厚100-150μ为佳。

Claims (3)

1、一种镀覆用耐蚀铝合金及其应用，包含以纯铝为基体，以稀土元素为添加剂的涂覆用耐蚀合金。其特征是热喷涂覆用合金，该合金是在Aoo纯铝基体中加入混合稀土的基础上还要加入微量元素Mg、B、Y。

2、按权利要求1，所述镀覆用耐蚀铝合金及其应用，其特征是加入稀土为混合稀土，其加入量在1.5%以下。

3、镀覆用耐蚀铝合金的应用包含了喷涂Zn后再喷镀覆耐蚀铝合金的双层结构，其特征是用热喷涂法以喷50μ锌为底，再喷涂镀覆用耐蚀铝合金100-150μ为表层的双层结构镀层组织。