本發(fā)明屬于有色金屬粉末材料技術(shù)及涂料應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及鋅合金粉末材料技術(shù)，主要用于防腐蝕涂料的防腐蝕添加原料。

背景技術(shù)：

含鋅的防腐蝕涂料稱為富鋅涂料，它作為鋼鐵建筑物或裝備的防腐蝕底漆，為鋼鐵提供電化學(xué)陰極保護(hù)、屏蔽隔離、鈍化緩蝕保護(hù)，具有防腐蝕效果好、涂裝便利、成本低等特點。鑒于對鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕等級和防腐蝕使用壽命更高的要求，提高富鋅底漆涂料防腐蝕質(zhì)量成為關(guān)鍵。為了進(jìn)一步提高鋅粉的犧牲陽極效能和屏蔽功能，超細(xì)、超純、片狀、合金化等成為鋅粉的研究熱點，中國專利CN102029398A公開了Zn≥99.99％的超純鋅粉，德國愛卡和我國很多企業(yè)近年研究和生產(chǎn)片狀鋅粉，CN104972108A還公開了1～100nm的細(xì)鋅合金粉末，此鋅合金包含添加少量鎳、鈷、銻和微量銦、鉍、鋁、鈣和稀土鑭、釓等。

作為鋼鐵防腐蝕的熱浸鍍鋅技術(shù)近年發(fā)展迅速，在鋅合金化方面，以ZnAl、ZnAlMg、ZnAlMgSi的熱浸鍍鋼板獲得較好的發(fā)展和應(yīng)用，鋼板經(jīng)酸洗除銹后浸入高溫熔融的鋅合金熔池后取出，經(jīng)高速氣刀噴吹多余的鋅合金熔體后冷卻形成熱浸鍍鋅合金鋼板，經(jīng)研究以ZnAlMg合金熱鍍鋼板具有優(yōu)良的防腐蝕性能。

為了拓展熱浸鍍鋅合金的應(yīng)用范圍，中國專利CN103375658A公開了以ZnAl、AlMg合金等絲材，經(jīng)電弧噴涂形成偽合金ZnAlMg涂層，期望對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐蝕保護(hù)。

大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁、艦船、碼頭設(shè)施等各類大型戶外鋼結(jié)構(gòu)的長效防腐蝕保護(hù)，鑒于熱浸鍍鋅合金防腐蝕工藝的局限，電弧噴涂鋅鋁鎂合金絲材拉拔的難度，提高富鋅涂料防腐蝕質(zhì)量相對更加實際和便于科學(xué)實施。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鋅合金粉末，以高電負(fù)性、低自腐蝕速率、高陰極保護(hù)電流效率的鋅合金粉末代替鋅粉，為防腐蝕涂料提供優(yōu)良防腐蝕原料。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種鋅合金粉末，按照質(zhì)量百分比，其組成為：4.5～12.5％的Al，1.5～4.5％的Mg，0.0～0.2％的Ce或La，0.0～1.0％的In或Bi，余量為Zn；所述鋅合金粉末的粒徑為0.1～25μm。

進(jìn)一步的，所述鋅合金粉末的金相組織為Zn、Al、ZnMg₂三元共晶，富Zn相、富Al相和ZnMg₂合金相。

進(jìn)一步的，所述鋅合金粉末的腐蝕電位≤-1250mv，在質(zhì)量濃度3.5％的NaCl水溶液中的自腐蝕速率和自腐蝕電流密度分別為0.0153～0.0287g/h.m²和1.31～1.86μA.cm^-2，是純鋅的1/15～1/8和1/30～1/21，對鋼鐵的陰極保護(hù)電流效率為80％以上，是純鋅陽極的1.3倍以上。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述鋅合金粉末的制備方法，技術(shù)方案如下：

一種鋅合金粉末的制備方法，按照鋅合金粉末的各元素質(zhì)量百分比，將鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鈰或鑭、銦或鉍加入真空熔煉爐進(jìn)行熔煉，獲得鋅合金熔液，然后將鋅合金熔液經(jīng)過處理，得到鋅合金粉末。

進(jìn)一步的，進(jìn)行熔煉時，真空熔煉爐的溫度為690～710℃

進(jìn)一步的，所述鋅合金熔液的處理步驟可采用以下兩種方式：

其中一種鋅合金熔液的處理方法為：進(jìn)行熔煉后，將真空熔煉爐的鋅合金熔液通入蒸發(fā)爐，獲得鋅合金蒸汽，經(jīng)冷凝器冷卻為鋅合金粉末。

鋅合金蒸汽進(jìn)行冷卻時，冷凝器內(nèi)按2～9m/s速度通入N₂，控制冷凝器內(nèi)溫度130～150℃，N₂出口溫度40～80℃，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

另外一種鋅合金熔液的處理方法為：進(jìn)行熔煉后，將真空熔煉爐的鋅合金熔液，經(jīng)高速氬氣噴吹霧化，冷卻后獲得鋅合金粉末。

噴吹霧化時，氬氣壓力不低于0.8Mpa，氬氣噴吹方向與鋅合金熔液流動方向呈一定角度，其范圍在30～150度，氬氣以50～400m/s速度噴吹高溫鋅合金熔液，使高溫鋅合金熔液霧化成微液滴，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

本發(fā)明還提供了上述的鋅合金粉末的用途，該鋅合金粉末用于富鋅涂料的鋅粉防腐蝕添加劑的替代劑。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的鋅合金粉末與純鋅粉末相比，具有高電負(fù)性、低自腐蝕速率、高陰極保護(hù)電流效率。所述的鋅合金Al元素有利于抑制鋅的自腐蝕速率和鋅合金的鈍化，Mg元素有利于降低鋅的電極電位，提高陰極保護(hù)驅(qū)動力，微量的Ce或La抑制鋅合金晶粒長大，少量In或Bi便于陽極活性恢復(fù)。

本發(fā)明的鋅合金粉末為防腐蝕涂料提供優(yōu)良防腐蝕原料，替代富鋅涂料內(nèi)的鋅粉，獲得比超純鋅粉、超細(xì)鋅粉、片狀鋅粉的含鋅涂料更耐腐蝕的效果。

具體實施方式

下面結(jié)合一些具體實施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

實施例1：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鈰、銦，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比為Al 5.5％,Mg 2.8％,Ce 0.05％,In 0.4％,其它不大于0.1％，余量為Zn的高溫鋅合金熔液，將高溫鋅合金熔液通入蒸發(fā)爐獲得鋅合金蒸汽，冷凝器內(nèi)按2～9m/s速度通入N₂，控制冷凝器內(nèi)溫度130～150℃，N₂出口溫度40～80℃，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例2：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鈰、銦，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比為Al 6.3％,Mg 2.5％,Ce 0.02％,In 0.5％,其它不大于0.1％，余量為Zn的高溫鋅合金熔液，用高純氬氣以400m/s超音速速度噴吹高溫鋅合金熔液，氬氣壓力不低于0.8Mpa，并以90度角度噴吹鋅合金熔液，使高溫鋅合金熔液霧化成微液滴，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例3：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鑭、鉍，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比Al 6.2％,Mg 2.8％,La 0.08％,Bi 0.6％,其它不大于0.1％，余量為Zn的鋅合金高溫熔液，將高溫鋅合金熔液通入蒸發(fā)爐獲得鋅合金蒸汽，冷凝器內(nèi)按2～9m/s速度通入N₂，控制冷凝器內(nèi)溫度130～150℃，N₂出口溫度40～80℃，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例4：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鑭、鉍，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比Al 5.8％,Mg 2.8％,La 0.08％,Bi 0.6％,其它不大于0.1％，余量為Zn的鋅合金高溫熔液，用高純氬氣以200m/s高速噴吹高溫鋅合金熔液，氬氣壓力不低于0.8Mpa，并以70度角度高速噴吹鋅合金熔液，使高溫鋅合金熔液霧化成微液滴，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例5：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鈰、銦，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比Al 10.5％,Mg 2.9％,Ce 0.06％,In 0.8％,其它不大于0.1％，余量為Zn的鋅合金高溫熔液，將高溫鋅合金熔液通入蒸發(fā)爐獲得鋅合金蒸汽，冷凝器內(nèi)按2～9m/s速度通入N₂，控制冷凝器內(nèi)溫度130～150℃，N₂出口溫度40～80℃，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例6：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鈰、銦，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比Al 11.5％,Mg 3.1％,Ce 0.07％,In 0.9％,其它不大于0.1％，余量為Zn的鋅合金高溫熔液，用高純氬氣以100m/s高速噴吹高溫鋅合金熔液，氬氣壓力不低于0.8Mpa，并以80度角度高速噴吹鋅合金熔液，使高溫鋅合金熔液霧化成微液滴，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例7：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鑭、鉍，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比Al 10.2％,Mg 2.9％,La 0.03％,Bi 0.3％,其它不大于0.1％，余量為Zn的鋅合金高溫熔液，將高溫鋅合金熔液通入蒸發(fā)爐獲得鋅合金蒸汽，冷凝器內(nèi)按2～9m/s速度通入N₂，控制冷凝器內(nèi)溫度130～150℃，N₂出口溫度40～80℃，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例8：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鑭、鉍，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比Al 9.8％,Mg 2.4％,La 0.09％,Bi 1.0％,其它不大于0.1％，余量為Zn的鋅合金高溫熔液，用高純氬氣以80m/s高速噴吹高溫鋅合金熔液，氬氣壓力不低于0.8Mpa，并以90度角度高速噴吹鋅合金熔液，使高溫鋅合金熔液霧化成微液滴，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例9：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鑭、鉍，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比Al 4.5％,Mg4.0％,La 0.2％,In 0.01％,其它不大于0.1％，余量為Zn的鋅合金高溫熔液，用高純氬氣以60m/s高速噴吹高溫鋅合金熔液，氬氣壓力不低于0.8Mpa，并以75度角度高速噴吹鋅合金熔液，使高溫鋅合金熔液霧化成微液滴，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例10：

按比例計量鋁合金、鎂合金、鋅、鋁、鎂、鑭、鉍，在真空爐熔690～710℃煉出質(zhì)量百分比Al 12.5％,Mg 2.0％,Ce 0.01％,Bi 1.0％,其它不大于0.1％，余量為Zn的鋅合金高溫熔液，將高溫鋅合金熔液通入蒸發(fā)爐獲得鋅合金蒸汽，冷凝器內(nèi)按2～9m/s速度通入N₂，控制冷凝器內(nèi)溫度130～150℃，N₂出口溫度40～80℃，經(jīng)冷凝器冷卻，烘干和篩分成為合格粒徑鋅合金粉末。

實施例1-10制備的鋅合金粉末可以為防腐蝕涂料提供優(yōu)良防腐蝕原料，替代富鋅涂料內(nèi)的鋅粉，獲得比超純鋅粉、超細(xì)鋅粉、片狀鋅粉的含鋅涂料更耐腐蝕的效果。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。