一種熱鍍用鋅合金及熱鍍鋅方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種熱鍍用鋅合金，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有0.001-0.2wt%的Al、0.002-0.1wt%的Ni、0.001-0.1wt%的Mn、0.0005-0.001wt%的Ti、0.0005-0.002wt%的Cu、0.0005-0.01wt%的Si，余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金，適用于各種復(fù)雜成分的鋼材材質(zhì)的熱鍍鋅工藝，熱鍍后形成的合金鍍層厚度均勻，無色差、無圣德林效應(yīng)、無多余的鋅瘤，具有較高的鍍層質(zhì)量，同時減少底渣的產(chǎn)生。
【專利說明】一種熱鍍用鋅合金及熱鍍鋅方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱鍍鋅【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種熱鍍用鋅合金及熱鍍鋅方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著軍工、汽車、船舶、家電、建筑等行業(yè)的飛速發(fā)展，熱鍍鋅產(chǎn)品的需求量在逐年增加，對產(chǎn)品品質(zhì)的要求不斷提高。熱鍍鋅的原理為:將鋼結(jié)構(gòu)件清洗干凈，然后溶劑處理，烘干后浸入鋅液中，鋼結(jié)構(gòu)件表面的鐵與熔融鋅反應(yīng)，在鋼結(jié)構(gòu)件表面形成合金鍍層。為了降低成本，提高熱鍍鋅產(chǎn)品的耐蝕性、表面特性以及良好的力學(xué)特性，同時減少底渣產(chǎn)生量，減少因打撈底渣產(chǎn)生的有效鋅浪費，熱鍍鋅合金技術(shù)呈現(xiàn)出了新的發(fā)展趨勢。
[0003]例如，目前國內(nèi)外熱鍍鋅行業(yè)中，通過添加微量合金元素的合金鍍層，其具有良好的表面質(zhì)量，優(yōu)良的抗蝕性能及優(yōu)異的結(jié)合性能和機(jī)械性能。但隨著鋼材生產(chǎn)工藝的改進(jìn)提高，鋼材的成分較為復(fù)雜，這一變化導(dǎo)致傳統(tǒng)的熱鍍鋅出現(xiàn)一些鍍鋅質(zhì)量問題，如鍍層超厚現(xiàn)象、厚度不均勻、圣德林效應(yīng)、色差等，同時其產(chǎn)生底渣較多，生產(chǎn)中多次打撈底渣，浪費較多的有效鋅。另一方面，鍍件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀多變，如大管塔件，其多采用含硅錳較高的鋼材，結(jié)構(gòu)比單一的角鋼、板材、扁鋼、鋼管等復(fù)雜，此種結(jié)構(gòu)影響鍍鋅熱量傳遞及鋅液的流動，影響鍍層的附著，對熱鍍鋅合金提出更高的要求。由于大管塔件是輸電線路最重要的結(jié)構(gòu)件，需要承受很大力，厚度較一般鋼材厚，直徑達(dá)I米甚至更大，長度一般超過10米，形狀分為圓形、方形，管塔兩端 焊接承重結(jié)構(gòu)(一般為圓盤、支撐腳等)。這種結(jié)構(gòu)件熱浸鍍要求高，普通單一的鋅合金較難達(dá)到要求，主要表現(xiàn)在鍍鋅過程中鋅浴熱量傳遞效果不佳，鋅浴流動性差，鍍層厚度偏厚，鍍層有色差，鍍層附著力差，鍍層可能出現(xiàn)顆粒，鍍層不光亮光潔等鍍層質(zhì)量問題。現(xiàn)有技術(shù)中，常用的用于熱鍍鋅的鋅合金主要有Zn-Al合金、Zn-Ni合金，其無法適用于復(fù)雜成分的鋼材材質(zhì)表面熱鍍工藝。對于含高娃高猛鋼熱浸鍍圣德林效應(yīng)Zn-Al合金、Zn-Ni合金效果不明顯，熱浸鍍超過3分鐘，鍍層厚度超過200 μ m,出現(xiàn)鍍層變脆，鍍件局部附著力差，同時產(chǎn)生較多的底渣，從而有3-5%的鋅浪費，得不到有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在現(xiàn)有的鋅合金無法適用于復(fù)雜成分和結(jié)構(gòu)的鋼材材質(zhì)表面熱鍍、且產(chǎn)生較多底渣造成鋅浪費的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明提供了一種熱鍍用鋅合金，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有 0.001-0.2wt% 的 A1、0.002-0.lwt% 的 Ni,0.001-0.lwt% 的 Mn、0.0005-0.001wt% 的 Ti,0.0005-0.002wt% 的 Cu,0.0005-0.01wt% 的 Si，余量為 Zn 及鋅合
金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0006]本發(fā)明還提供了一種熱鍍鋅方法，包括將待鍍基材置于熔融的本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金中，在待鍍基材表面形成鍍層。
[0007]本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金，通過發(fā)明人對鋅合金中各組分的種類和含量進(jìn)行適當(dāng)選擇，具體為在鋅浴中添加適量的Al、N1、Mn、Cu、S1、Ti微量元素，得到的本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金，適用于各種復(fù)雜成分以及復(fù)雜形狀的鋼材材質(zhì)，在其熱鍍過程中均能有效控制鋅鐵合金層的過快生長，同時還能降低合金熔點，使得本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金熔融后形成的合金鋅浴具有較高的流動性，鍍層的自由層變薄，同時能有效提高合金鍍層的耐蝕性和機(jī)械性能，使合金鍍層的厚度更均勻，無色差、無圣德林效應(yīng)、無多余的鋅瘤，具有較高的鍍層質(zhì)量，同時減少底渣的產(chǎn)生，節(jié)約用鋅，降低鍍鋅成本。
【具體實施方式】
[0008]本發(fā)明提供了一種熱鍍用鋅合金，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有 0.001-0.2wt% 的 A1、0.002-0.lwt% 的 Ni,0.001-0.lwt% 的 Mn、0.0005-0.001wt% 的 Ti,0.0005-0.002wt% 的 Cu,0.0005-0.01wt% 的 Si，余量為 Zn 及鋅合
金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0009]本發(fā)明的發(fā)明人通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金，通過對鋅合金中的組分種類和含量進(jìn)行適當(dāng)選擇，具體為在鋅浴中添加適量的Al、N1、Mn、Cu、S1、Ti微量元素，得到的本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金，適用于各種成分和形狀均十分復(fù)雜的鋼材材質(zhì)，在其熱鍍過程中均能有效控制鋅鐵合金層的過快生長，同時還能降低合金熔點，使得本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金熔融后形成的合金鋅浴具有較高的流動性，鍍層的自由層變薄，同時能有效提高合金鍍層的耐蝕性和機(jī)械性能，熱鍍后形成的合金鍍層的厚度更均勻，無色差、無圣德林效應(yīng)、無多余的鋅瘤，具有較高的鍍層質(zhì)量。
[0010]本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金中，通過Al、N1、Mn、Cu、Si的協(xié)同效應(yīng)，其一方面可以降低使用價格相對昂貴的Ti從而降低原料成本；另一方面該熱鍍用鋅合金對于含高硅高錳鋼熱浸鍍圣德林效應(yīng)明顯效果，有效抑制了鋼材中硅錳元素促進(jìn)鋅鐵合金層過快生長的不良影響，熱浸鍍超過3分鐘，鍍層均勻，厚度能控制在160 μ m左右，鍍層韌性好，鍍件局部附著力良好，有效地解決了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大管塔件鍍層附著力差的問題，同時減少底渣的產(chǎn)生。
[0011]作為本領(lǐng)域 技術(shù)人員的公知常識，本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金中還帶有不可避免的雜質(zhì)，該雜質(zhì)以通常含量存在，本發(fā)明沒有特殊要求。
[0012]作為本發(fā)明的第一種優(yōu)選實施方式，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有 0.001wt% 的 A1、0.002wt% 的 Ni,0.lwt% 的 Mn,0.0005wt% 的 Ti,0.002wt%的Cu、0.0005wt%的Si,余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0013]作為本發(fā)明的第二種優(yōu)選實施方式，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有 0.005wt% 的 A1、0.0008wt% 的 Ti,0.lwt% 的 Ni,0.005wt% 的 Mn,0.0005wt%的Cu、0.0005wt%的Si,余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0014]作為本發(fā)明的第三種優(yōu)選實施方式，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有 0.01wt% 的 A1、0.0009wt% 的 Ti,0.08wt% 的 Ni,0.02wt% 的 Mn,0.001wt%的Cu、0.003wt%的Si,余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0015]作為本發(fā)明的第四種優(yōu)選實施方式，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有 0.lwt% 的 A1、0.0007wt% 的 Ti,0.02wt% 的 Ni,0.05wt% 的 Mn,0.0015wt%的Cu、0.008wt%的Si,余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0016]作為本發(fā)明的第五種優(yōu)選實施方式，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有 0.2wt% 的 A1、0.001wt% 的 Ti,0.002wt% 的 Ni,0.lwt% 的 Mn,0.002wt% 的Cu、0.01wt%的Si,余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0017]本發(fā)明還提供了一種熱鍍鋅方法，包括將待鍍基材置于熔融的本發(fā)明提供的熱鍍用鋅合金中，在待鍍基材表面形成鍍層。
[0018]如前所述，本發(fā)明提供的熱鍍鋅方法中，通過對熱鍍用鋅合金的組分進(jìn)行適當(dāng)選擇，使得其適用于各種復(fù)雜成分以及復(fù)雜形狀鋼材材質(zhì)表面的熱鍍鋅處理，因此本發(fā)明提供的熱鍍鋅方法適用于各種形狀復(fù)雜的待鍍基材，例如大管塔件以及其它各種輸電線路中常見的結(jié)構(gòu)件，但不局限于此。需要指出地是，本發(fā)明提供的熱鍍鋅方法對普通結(jié)構(gòu)或簡單結(jié)構(gòu)的待鍍基材表面熱鍍鋅同樣適用，例如其可以實現(xiàn)普通角鋼或普通槽鋼表面的熱鍍鋅處理，本發(fā)明中不再贅述。
[0019]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]實施例1
一種熱鍍用鋅合金 SI，其成分為 Al:0.001wt% ；Ni:0.002wt% ；Mn:0.lwt% ；Ti:0.0005wt% ；Cu:0.002wt% ；S1:0.0005wt% ;余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0021]采用本實施例的熱鍍用鋅合金SI對帶直角底座的高硅高錳鋼大管塔件熱浸鍍3分鐘，形成的鍍層厚度均勻，且鍍層厚度分布為150-170 μ m,附著力測試良好，鍍層光亮光潔，基本無底渣產(chǎn)生。
[0022]實施例2
一種熱鍍用鋅合金 S2，其成分為 Al:0.005wt% ；N1:0.lwt% ；Mn:0.005wt% ；Ti:0.0008wt% ；Cu:0.0005wt% ；S1:0.0005wt% ;余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0023]采用本實施例的熱鍍用鋅合金S2對帶四個加固腳的高硅高錳鋼大管塔件熱浸鍍3分鐘，形成的鍍層厚度均勻，且鍍層厚度分布為130-160 μ m,附著力測試良好，鍍層光亮光潔，產(chǎn)生極少底渣。
[0024]實施例3
一種熱鍍用鋅合金 S3，其成分為 Al:0.01wt% ； Ni:0.08wt% ；Mn:0.02wt% ；T1:0.0009wt% ；Cu:0.001wt% ；S1:0.003wt% ;余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0025]采用本實施例的熱鍍用鋅合金S3對兩端帶圓盤的高硅高錳鋼大管塔件熱浸鍍3分鐘，形成的鍍層厚度均勻，且鍍層厚度分布為110-140 μ m,附著力測試良好，鍍層光亮光潔，產(chǎn)生極少底渣。
[0026]實施例4
一種熱鍍用鋅合金 S4，其成分為 Al:0.lwt% ； Ni:0.02wt% ；Mn:0.05wt% ；Ti:0.0007wt% ；Cu:0.0015wt% ；S1:0.008wt% ;余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0027]采用本實施例的熱鍍用鋅合金S4對兩端和中部帶焊接加固鋼片的高硅高錳鋼大管塔件熱浸鍍3分鐘，形成的鍍層厚度均勻，且鍍層厚度分布為100-130 μ m,附著力測試良好，鍍層光亮光潔，產(chǎn)生極少底渣。
[0028]實施例5
一種熱鍍用鋅合金 S5，其成分為 Al:0.2wt% ； Ni:0.002wt% ；Mn:0.lwt% ；Ti:0.001wt% ；Cu:0.002wt% ；S1:0.01wt% ;余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0029]采用本實施例的熱鍍用鋅合金S5對方形高硅高錳鋼大管塔件熱浸鍍3分鐘，形成的鍍層厚度均勻，且鍍層厚度分布為90-120 μ m,附著力測試良好，鍍層光亮光潔，產(chǎn)生極少底渣。
[0030]實施例6
一種熱鍍用鋅合金 S5，其成分為 Al:0.2wt% ； Ni:0.002wt% ；Mn:0.lwt% ；Ti:0.001wt% ；Cu:0.002wt% ；S1:0.01wt% ;余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0031]采用本實施例的熱鍍用鋅合金S5對普通角鋼熱浸鍍3分鐘，形成的鍍層厚度均勻，且鍍層厚度分布為60-75 μ m，附著力測試良好，鍍層光亮光潔，產(chǎn)生極少底渣。
[0032]實施例7
一種熱鍍用鋅合金 S4，其成分為 Al:0.lwt% ； Ni:0.02wt% ；Mn:0.05wt% ；Ti:
0.0007wt% ；Cu:0.0015wt% ；S1:0.008wt% ;余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
[0033]采用本實施 例的熱鍍用鋅合金S4對普通的槽鋼熱浸鍍3分鐘，形成的鍍層厚度均勻，且鍍層厚度分布為58~75 μ m,附著力測試良好，鍍層光亮光潔，產(chǎn)生極少底渣。
[0034]以上實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，所作出的若干改進(jìn)，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱鍍用鋅合金，其特征在于，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有 0.001-0.2wt% 的 A1、0.002-0.lwt% 的 Ni,0.001-0.lwt% 的 Mn,0.0005-0.001wt%的T1、0.0005-0.002wt%的Cu、0.0005-0.01wt%的Si，余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱鍍用鋅合金，其特征在于，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有0.001wt%的Al、0.002wt%的N1、0.lwt%的Mn、0.0005wt%的Ti,0.002wt%的Cu、0.0005wt%的Si，余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱鍍用鋅合金，其特征在于，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有0.005wt%的A1、0.0008wt%的Ti,0.lwt%的Ni,0.005wt%的Mn,0.0005wt%的Cu、0.0005wt%的Si，余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱鍍用鋅合金，其特征在于，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有0.01wt%的A1、0.0009wt%的Ti,0.08wt%的Ni,0.02wt%的Mn、0.00lwt%的Cu、0.003wt%的Si,余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱鍍用鋅合金，其特征在于，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有0.lwt%的A1、0.0007wt%的T1、0.02wt%的N1、0.05wt%的Mn、0.0015wt%的Cu、0.008wt%的Si，余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱鍍用鋅合金，其特征在于，以熱鍍用鋅合金的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述熱鍍用鋅合金中含有0.2wt%的A1、0.001wt%的Ti,0.002wt%的Ni,0.lwt%的Mn、0.002wt%的Cu、0.01wt%的Si,余量為Zn及鋅合金所帶的不可避免的雜質(zhì)。
7.一種熱鍍鋅方法，其特征在于，包括將待鍍基材置于熔融的權(quán)利要求1-6任一項所述的熱鍍用鋅合金中， 在待鍍基材表面形成鍍層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述待鍍基材為大管塔件。
【文檔編號】C22C18/00GK103602939SQ201310611394
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】張偉, 陳順, 張德晶, 李正明, 匡立春, 林文軍, 劉濱萍, 呂娟, 李迪漢 申請人:株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司