專利名稱：鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，用于鋼鐵的表面防蝕。
背景技術(shù)：
熱浸鍍鋅是鋼鐵防腐的常規(guī)技術(shù)，將已清洗潔凈的鐵件，經(jīng)由潤(rùn)濕作用，浸入鋅浴中，使鋼鐵與熔融鋅反應(yīng)生成一合金化的皮膜。據(jù)此處理的鋼材表面均能夠受到較好的保護(hù)，無(wú)論是凹陷處管件內(nèi)部或其他涂層很難進(jìn)入的角落，并且鋅層在大氣中的消耗也非常緩慢。但隨著氣候和環(huán)境的惡化，傳統(tǒng)的純鋅層已經(jīng)不能滿足鋼構(gòu)件的防腐使用要求。為了提高防腐蝕效果，人們發(fā)明了鋅鋁合金涂層，如felfan(Zn-5Al-RE)鍍層和 Galvalume (Zn-55A1-1. 6Si)鍍層。但對(duì)于復(fù)雜的腐蝕環(huán)境，如酸雨、沿海地區(qū)，鋅鋁合金涂層的抗腐蝕性能仍不能滿足鋼鐵表面防腐。中國(guó)第CN101812654A號(hào)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種在生產(chǎn)中氣刀氣源為空氣的熱浸鍍鋅鋁鎂稀土鍍層鋼帶，上述方案在日新制鋼Si-Al-Mg三元成份的基礎(chǔ)上，一方面增加了鑭鈰混合稀土元素RE(Rare Earth Metals)，成為Si-Al-Mg-RE四元成份，另一方面調(diào)低了 Mg含量。微量RE的加入，能促使鍍層成份分布更加均勻，組織結(jié)構(gòu)更加均勻，耐蝕性能在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善；Mg含量的適度降低在保障較高耐蝕性的前提下使鍍層可以經(jīng)受空氣氣刀的吹刮而不發(fā)生氧化變色，兼顧了耐蝕性和表觀質(zhì)量?jī)煞矫娴囊?。上述方案的鍍層可以?jīng)受空氣氣刀的吹刮而不發(fā)生氧化變色，兼顧了耐蝕性和表觀質(zhì)量?jī)煞矫娴囊?。不過(guò)由于其主要考慮的技術(shù)指標(biāo)是鍍層力學(xué)性能和表觀質(zhì)量，其耐蝕性提高實(shí)質(zhì)并不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)合理設(shè)計(jì)鎂、稀土含量以提高涂層耐腐蝕性的鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，以滿足復(fù)雜環(huán)境下鋼鐵的防腐要求。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
該發(fā)明鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，其含有 5 23%重量百分比的Al ； 0. 05 0. 1%重量百分比的Mg ； 0. 05 1%重量百分比的稀土金屬RE ；和余量的Si。上述鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，所述稀土金屬RE為L(zhǎng)a和Ce中的至少一種。上述鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，其特征在于，該涂層為采用電弧噴涂方法在鋼鐵表面所形成。依據(jù)本發(fā)明，在鋅鋁合金涂層中添加鎂，可以形成尖晶石氧化膜，改善涂層中鋁的陰極保護(hù)作用，并且Al-Mg薄層具有一定的自封閉能力，可進(jìn)一步延緩鋼鐵基體的腐蝕速率。但由于鎂固溶于鋅中，過(guò)量則形成金屬間化合物。雖然能減輕晶間腐蝕，提高強(qiáng)度、硬度，但顯著降低塑性、韌性，增大熱裂、冷裂傾向。因此需要嚴(yán)格控制鎂的含量。稀土元素的加入，可改善涂層組織的均勻性，降低涂層的孔隙率，提高腐蝕產(chǎn)物層的穩(wěn)定性，其自封閉作用明顯，從而進(jìn)一步提高涂層的耐蝕性能。而且，Mg+RE腐蝕電位低，可大大提高涂層的犧牲陽(yáng)極保護(hù)作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的鋅鋁鎂稀土合金涂層應(yīng)用面廣，滿足不同環(huán)境下鋼鐵防腐要求，耐鹽水腐蝕性能是純鋅層的2倍以上。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1
依據(jù)本發(fā)明的一種鋅鋁鎂稀土合金涂層，其各組分重量百分比為A1為5%，Mg為 0. 05%, La 為 0. 05%,余量 Zn。其制備方法如下
(1)按上述重量百分比稱取各原材料；
(2)其中Al采用鋁錠，進(jìn)而將鋁錠放入爐中加熱，待鋁錠部分熔化后加入鋅塊，最后加入&i-5%Mg中間合金和AlRelO鋁基稀土中間合金。熔煉溫度控制在58(T600°C，過(guò)熱溫度控制在8(TlO(rC。當(dāng)爐料在熔池里充分熔化后，進(jìn)行扒渣攪拌，然后取樣檢測(cè)調(diào)整成分， 精煉，出爐澆注成鋅鋁鎂稀土合金鑄錠，澆注溫度為51(T550°C。(3)采用熱擠壓將合金鑄錠擠壓成規(guī)格Φ 11. (Γ12. Omm的棒料，擠壓溫度 20(T400°C。隨后進(jìn)行拉伸成絲處理，獲得Φ 2. (Γ3. Omm的絲材。采用電弧噴涂方法在鋼鐵表面噴涂獲得鋅鋁鎂稀土涂層，噴涂電壓25 55V，電流12(Γ160Α。耐腐蝕性能測(cè)試
參照國(guó)標(biāo)JB/T6073-1992，將涂層試樣置于3. 5wt%NaCl溶液進(jìn)行浸泡試驗(yàn)，浸泡時(shí)間 30天，浸泡溫度為室溫。結(jié)果表明，浸泡16天后，純鋅涂層出現(xiàn)少量白銹，鋅鋁鎂稀土合金涂層沒(méi)有出現(xiàn)白銹；30天后，純鋅涂層表面被白銹完全覆蓋，鋅鋁鎂稀土合金涂層只出現(xiàn)了少量白銹。采用失重法測(cè)量試樣腐蝕前后重量變化，純鋅層失重是鋅鋁鎂稀土涂層的2. 1 倍，這說(shuō)明鋅鋁鎂稀土涂層的耐鹽水腐蝕性能是純鋅層的2. 1倍。進(jìn)一步地，性能基本類似的鋅鋁鎂稀土合金涂層，其各組分重量百分比為A1 8. 0 8. 5%,Mg 0. 05 0. 1%, RE (La和Ce) 0. 05 0. 1%，余量Zn。鋁摻量的增加需要稀土金屬進(jìn)行調(diào)配，保證整體的防腐性能。實(shí)施例2
所述的鋅鋁鎂稀土合金涂層，其各組分重量百分比為Al 8.0 %, Mg 0. 06%, La 0.03%，Ce 0.04%，余量Si。制備方法同實(shí)施例1。制備方法同實(shí)施例1。耐腐蝕性能試驗(yàn)同實(shí)施例1。采用失重法測(cè)量試樣腐蝕前后重量變化，純鋅層失重是鋅鋁鎂稀土涂層的2. 2倍，這說(shuō)明鋅鋁鎂稀土涂層的耐鹽水腐蝕性能是純鋅層的2. 2倍。實(shí)施例3
所述的鋅鋁鎂稀土合金涂層，其各組分重量百分比為Al 14 %, Mg 0. 08%, CeO. 08%, 余量Si。制備方法同實(shí)施例1。
制備方法同實(shí)施例1。耐腐蝕性能試驗(yàn)同實(shí)施例1。采用失重法測(cè)量試樣腐蝕前后重量變化，純鋅層失重是鋅鋁鎂稀土涂層的2. 2倍，這說(shuō)明鋅鋁鎂稀土涂層的耐鹽水腐蝕性能是純鋅層的2. 2倍。進(jìn)一步地，性能基本類似的鋅鋁鎂稀土合金涂層，其各組分重量百分比為A1 14. 0 14. 5%, Mg 0. 05 0. 1%，RE (La和Ce) 0. 05 0. 1%，余量Zn。制備方法同實(shí)施例 1。實(shí)施例4
所述的鋅鋁鎂稀土合金涂層，其各組分重量百分比為A123%，Mg 0. 1%，RE CeO. 1%，余量Si。制備方法同實(shí)施例1。耐腐蝕性能試驗(yàn)同實(shí)施例1。采用失重法測(cè)量試樣腐蝕前后重量變化，純鋅層失重是鋅鋁鎂稀土涂層的2. 5倍，這說(shuō)明鋅鋁鎂稀土涂層的耐鹽水腐蝕性能是純鋅層的2. 5倍。進(jìn)一步地，性能基本類似的鋅鋁鎂稀土合金涂層，其各組分重量百分比為A1 22. 0 22. 5%, Mg 0. 05 0. 1%，RE (La和Ce) 0. 05 0. 1%，余量Zn。制備方法同實(shí)施例 1。
權(quán)利要求
1.一種鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，其含有 5 23%重量百分比的Al ；0. 05 0. 1%重量百分比的Mg ；0. 05 1%重量百分比的稀土金屬RE ；和余量的Si。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，其特征在于，所述稀土金屬RE為L(zhǎng)a和 Ce中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，其特征在于，該涂層為采用電弧噴涂方法在鋼鐵表面所形成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，其含有5~23%重量百分比的Al；0.05~0.1%重量百分比的Mg；0.05~1%重量百分比的稀土金屬RE；和余量的Zn。上述鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層，所述稀土金屬RE為L(zhǎng)a和Ce中的至少一種。依據(jù)本發(fā)明的鋅鋁鎂稀土耐蝕涂層應(yīng)用面廣，滿足不同環(huán)境下鋼鐵防腐要求，耐鹽水腐蝕性能是純鋅層的2倍以上。
文檔編號(hào)C22C18/04GK102534305SQ20121000061
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者傅敏, 岳增武, 李辛庚, 王學(xué)剛, 王宏, 王曉明, 胡新芳, 閆風(fēng)潔 申請(qǐng)人:山東電力研究院