本发明专利技术公开了一种降低热浸镀锌中锌埚腐蚀的含Ba和Sc锌合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Ba：0.2‑0.6wt.%,Co:0.4‑0.8wt.%,In:1.0‑1.8wt.%,Ge：1.2‑1.4wt.%，Sc:0.2‑0.5wt.%,W:0.4‑0.6wt.%,余量为锌。该热浸镀锌用合金用于热浸镀锌时,在360‑450度下会对锌锅起到极其优异的保护作用。使得锌锅的使用寿命增加10倍以上。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。
A Ba and Sc zinc alloy for reducing zinc pot corrosion in hot dip galvanizing
The invention discloses a zinc containing Ba and Sc zinc alloy for reducing corrosion of zinc crucible in hot dip galvanizing and its processing technology. According to the weight percentage, the composition of the alloy is: Ba:0.2 0.6wt.%, Co:0.4 0.8wt.%, In:1.0 1.8wt.%, Ge:1.2 1.4wt.%, Sc:0.2 0.5wt.%, W:0.4 0.6wt.%, and the residue is zinc. The hot dip galvanizing alloy has excellent protection for zinc pot when it is used for hot dip galvanizing at 360 to 450 degrees. The service life of the zinc pot is increased by more than 10 times. In addition, it has the advantages of low production temperature and short hot dipping time, and is convenient for mass production.
【技术实现步骤摘要】
一种降低热浸镀锌中锌埚腐蚀的含Ba和Sc锌合金
本专利技术涉及合金
，具体地说，涉及一种锌合金。
技术介绍
每年因钢铁腐蚀造成的损失约占钢铁年产量的10-20%，其中有一部分是不能再回收利用的，因此，钢铁的防腐十分重要。在钢铁的保护方法中，镀锌是被普遍接受的最简单有效的方法之一。由于锌在干燥空气中不易变化，而在潮湿的空气中，表面能生成一种很致密的碱式碳酸锌薄膜，这种薄膜能有效保护内部不再受到腐蚀。锌的标准电位-0.76V，铁的标准电位-0.44V。并且当某种原因，使镀层发生破坏而露出不太大的钢基时，锌与钢基体形成微电池，使钢基体成为阴极而受到保护。在工艺上，镀锌分为热浸镀锌和电镀锌两种。热浸镀锌是把经过预处理的钢铁构件，浸入熔融锌液的锌埚中，在构件表面得到铁锌合金层及纯锌层的工艺过程。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。自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百七十多年的历史了。近三十年来，伴随着冷轧带钢的飞速发展，热镀锌工业得以大规模发展。热浸镀锌具有一系列优点:1：）锌镀层较厚，结晶细致、均匀且无孔隙，抗腐蚀性良好；2：）在酸、碱等雾气中腐蚀较慢，能有效保护钢基体；3：）锌镀层经铬酸钝化后形成白色、彩色、军绿色等，美观大方，具有一定的装饰性；4：）由于锌镀层具有良好的延展性，因此可进行冷冲、轧制、折弯等各种成型而不损坏镀层。热浸镀工艺因其价格低廉以及性能优良，成为世界各国金属材料主要的防腐方法。随着设备和工艺的进一步优化，以及与其它交叉学科的共同进步，热浸镀技术将不断完善，热浸镀技术的应用将更加广泛，前景会更加广阔。热浸镀锌生产中，锌液温度大约保持在460℃左右。锌埚用于加热熔解锌锭和盛放锌液，并保持一定的锌液温度便于镀锌。更换锌埚是一个艰巨的任务，因为它会引起整个生产线的停车停产并排出熔融的金属锌。因而，锌埚正常工作是热镀锌机组高效率作业的重要因素。影响锌埚寿命的因素主要有锌腐蚀和机械损伤两个方面。所以延长锌埚的使用寿命最好是尽量降低锌液在热浸镀锌过程中对锌锅的腐蚀。在热浸镀锌领域，人们采用了不同的方式来降低锌液对锌锅的腐蚀速度。一般而言，锌锅在使用之前，可在内壁涂上一层水玻璃，有效地减慢锌对铁的侵蚀速度，从而提高锌锅的使用寿命。还可以在锌锅内部砌筑耐火陶瓷砖。在锌对铁发生腐蚀时，锌锅的耐火陶瓷组成材料发挥了重要的作用。此外，还可以通过净化热浸镀锌用合金液的成分和控制杂质含量来减缓锌锅的锌液腐蚀。比如，磷在锌锅的化学元素中是有害的，它们会导致锌对铁的腐蚀速度加快，从而锌锅的腐蚀速度也随之加快。通过提高热浸镀锌原料的纯度也可以有效地提高锌锅的使用寿命。但是，这些方法只在一定程度上减缓了锌锅的锌腐蚀。此外，热浸温度高并且热浸时间长，且令锌锅变形甚至开裂的倾向严重。
技术实现思路
本专利技术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一种降低热浸镀锌中锌埚腐蚀的含Ba和Sc锌合金。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种降低热浸镀锌中锌埚腐蚀的含Ba和Sc锌合金。按重量百分比计，合金的组成为：Ba：0.2-0.6wt.%,Co:0.4-0.8wt.%,In:1.0-1.8wt.%,Ge：1.2-1.4wt.%，Sc:0.2-0.5wt.%,W:0.4-0.6wt.%,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。上述降低热浸镀锌中锌埚腐蚀的含Ba和Sc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5-8m/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，本专利技术具有如下有益效果：（1）一般而言,钢板与锌液反应的临界温度是480度，当锌浴温度低于这个温度时，锌锅表面的铁与锌液形成的致密锌铁合金层附着于锌锅表面，合金层可以减慢甚至阻止锌锅与锌浴的反应。当锌浴温度高于480度，锌锅表面的合金层会被破坏而导致铁基体不停的溶解到锌液中。于是锌浴将不断地与锌锅内表面发生反应，加速对锌锅的腐蚀，减少锌锅的寿命，同时会产生更多的锌渣增加锌耗。本专利技术专利针对目前热浸镀锌领域内锌锅的这一现状提供了一种材料学的解决方案。（2）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。（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。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。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）本合金能够明显地提高锌锅对热浸镀锌液的抗腐蚀能力。在常见的热浸镀锌温度和环境下,采用本合金可以使锌锅的耐腐蚀能力提高近10倍。经过长时间的观测,在360-450度的温度范围内,锌锅在锌液中的腐蚀速度为0.15mm/年。因而厚度为40-50mm的锌锅,在采用本专利的合金后使用寿命能达到10年以上。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度使用降低热浸镀锌中锌埚腐蚀的含Ba和Sc锌合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Ba：0.2wt.%,Co:0.4wt.%,In:1.0wt.%,Ge：1.2wt.%，Sc:0.2wt.%,W: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5-8m/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。采用本合金，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。本合金能够明显地提高锌锅对热浸镀锌液的抗腐蚀能力。在常见的热浸镀锌温度和环境下,采用本合金可以使锌锅的耐腐蚀本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种降低热浸镀锌中锌埚腐蚀的含Ba和Sc锌合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Ba： 0.2‑0.6wt.%,Co:0.4‑0.8wt.% ,In:1.0‑1.8wt.%,Ge：1.2‑1.4wt.%，Sc:0.2‑0.5wt.%, W:0.4‑0.6wt.%,余量为锌。
【技术特征摘要】
1.一种降低热浸镀锌中锌埚腐蚀的含Ba和Sc锌合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Ba：0.2-0.6wt.%,Co:0.4-0.8wt.%,In:1.0-1.8wt.%,Ge：1.2-1.4wt.%，Sc:0.2-0.5wt.%,W:0.4-0.6wt.%,余量为锌。2.根据权利要求1所述降低热浸镀锌中锌埚腐蚀的含Ba和Sc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...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨长江，
申请(专利权)人：广州宇智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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