热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金制造技术

本发明专利技术公开了热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Ca:0.2‑0.4wt.%,Sb:0.5‑0.8wt.%,Ge:0.4‑0.6wt.%,Sc:0.2‑0.5wt.%,Ti:0.2‑0.3wt.%,Mo:0.4‑0.5wt.%，余量为铁。该材料在铸造，热轧成钢板后做成的热浸镀锌用铁坩埚，可以大大的提高对锌液的过渡层防振动脱落能力。将铁埚的使用寿命从7‑10年提高到了20年以上。具有提高生产效率，节约成本的作用。

Iron alloy containing Sc and Ti for hot dip galvanizing anti vibration iron pot

The invention discloses a Sc and Ti ferroalloy used for hot dip galvanizing and vibration proof iron pot and its processing technology. According to the weight percentage, the composition of the alloy is: Ca:0.2 0.4wt.%, Sb:0.5 0.8wt.%, Ge:0.4 0.6wt.%, Sc:0.2 0.5wt.%, Ti:0.2 0.3wt.%, Mo:0.4 0.5wt.%, the residue is iron. The iron crucible made of hot dip galvanized steel after casting and hot rolled steel plate can greatly improve the anti vibration and dropping ability of the zinc liquid transition layer. The service life of the iron pot has been increased from 7 to 10 years to more than 20 years. It can improve production efficiency and save cost.

【技术实现步骤摘要】
热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金
本专利技术涉及合金
，具体地说，涉及一种铁合金。
技术介绍
热浸镀简称热镀。热镀是把被镀件浸入到熔融的金属液体中使其表面形成金属镀层的一种工艺方法。具体是将被镀的钢铁材料浸入熔融的镀层金属中再取出冷却，使其表面形成金属镀层，它广泛用于低熔点金属锌、锡、铝、铅及其合金镀层的生产，主要以防蚀为目的，并有一定装饰作用。热浸镀层应用最广的是热镀锌。凡钢铁材料暴露于大气、土壤、水等腐蚀条件下使用时，热镀锌是应用最普遍、有效而经济的保护手段，例如用于厂房钢结构、输电铁塔、桥梁结构、高速公路护栏以及建筑、车辆制造等。溶剂法热镀的基本工艺流程分为镀前表面处理、助镀处理、热浸镀和镀后处理四个基本工艺阶段。其中溶剂处理是该工艺的重要环节，是提高镀层质量、防止漏镀的关键步骤。热浸镀锌具有一系列的优点：镀锌层的硬度值比钢材还大，故其抗冲击及抗磨耗性均相当良好。在边角区，锌层往往比其它地方还厚，且有良好的韧性及抗磨耗性。即使因受很大的机械伤害或其它原因。造成一小部份的锌层脱落，将铁基裸露，此时，周围锌层就会发挥牺牲阳极的功能，来保护此处钢铁，使其不受侵蚀。锌层在大气中的消耗是非常缓慢的，约为钢铁腐蚀速率的1/17至1/18，且是可预估的。其寿命远超过其它任何涂层。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。锌锅是常规热镀锌生产中最重要的设备之一，铁质锌锅则是常规热镀锌所用锌锅中最普遍的一种。它是批量热浸镀锌中最重要的设备。当钢铁件与浸入锌浴中时，铁和液态锌会发生一系列反应，这是钢铁件表面生成优良耐蚀性镀层的前提，但同时也是造成钢质镀锌设备被锌液腐蚀的主要原因。简单说，当铁锅和锌液开始接触时，会在铁锅的表面生成疏松的金属间化合物。这些不具备保护作用的过渡层并不会对新的铁表面产生保护作用。而且当生产效率比较大，待镀锌的原料铁丝材等高速送往铁坩锅内时，产生的振动会引起局部锌液的高速流动，从而将疏松的金属间化合物层剥离。锌液对锌锅的腐蚀会导致锌的大量浪费，形成的铁锌化合物脱落而形成锌渣。在一定层度上加速了铁锅的腐蚀，降低了正常的使用寿命。锌锅的寿命直接或间接地影响到镀锌的成本和质量，一旦其被严重腐蚀导致漏锌，后果更是严重。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。锌锅的腐蚀不仅涉及到锌锅的加热方式、锌浴温度，还涉及到锌锅本身的材料以及它的形状和加工成型方式。目前国外广泛使用的锌锅由40-60mm厚的低硅、低磷和低硫的优质钢板焊制，而国内则主要使用低碳、低硅的钢板焊接而成。早期热镀锌中的铸铁锌锅平均使用寿命只有2.5个月。低碳低硅钢板焊接锌锅的耐蚀性有所提高。在国外，其寿命一般为7-10年，而国内一般在3-5年。因此，锌液对锌锅的腐蚀问题一直国内外热浸镀锌工业中关注的问题。
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热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金。按重量百分比计，合金的组成为：Ca:0.2-0.4wt.%,Sb:0.5-0.8wt.%,Ge:0.4-0.6wt.%,Sc:0.2-0.5wt.%,Ti:0.2-0.3wt.%,Mo:0.4-0.5wt.%，余量为铁。该铁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。上述热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到1500-1600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1500-1600度保温静置10分钟后浇铸成所需要的圆锭。将所得的铸锭在800度下进行热轧，每道次的轧下量为10-15%。每两次热轧后中间退火温度为900度，保温1小时。最后将材料轧制成厚度为40-60mm的钢板，热浸镀锌用的铁坩埚可以用这些钢板通过变形和焊接的方式制备而成。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术专利针对目前热浸镀锌用铁埚的使用寿命短的现状提供了一种材料学的解决方案。该合金拥有优异的焊接性能，在采用常用的氩弧焊等手段得到热浸镀锌用铁埚。焊缝密实，并且焊接影响区晶粒为细小的等轴晶。这些微小等轴晶区的出现，可以大大提高热浸镀锌时在高温下液锌的腐蚀和渗漏。（2）铁埚中的合金元素在热浸镀锌的环境下可以和锌液形成致密的化合物层。这个致密过渡层的出现，可以有效地降低锌液中的锌进一步和铁基的反应扩散。此外，该致密化合物层和基体的结合强度高，可以实现较低温度下的高强度热浸镀锌操作。比如，常见的热浸镀锌温度为360-450度。当在该温度下进行热浸镀锌时，可以将单位时间入炉量提高50-80%而不会明显的降低铁锅的使用寿命。在大的对流和工业震动的条件下长时间使用不会发生脱落现象，进一步有效地屏蔽了锌液对铁埚的进一步腐蚀。（3）传统的铁埚在热浸镀锌时锌液侵蚀铁板造成锌渣过多，影响镀锌质量，缩短锌锅使用寿命，一般不到半年即有穿孔、漏锌现象。由于这种大型容器的制作成本很高，所以造成的经济损失是巨大的。采用本专利的合金制备的热浸镀锌用铁埚，可以显著提高内表面的耐腐蚀和耐磨损性能。在热浸镀锌的温度下（360-450度）可以使用20年以上，相比而言目前同类型的热浸镀锌用铁埚的使用寿命一般为7-10年。此外，该合金在热浸镀锌的温度下（360-450度）大气环境中有优异的抗氧化能力。在大气环境下裸露于空气中时，氧化速度为2.8×10-4mm/年。因而该合金在用于热浸镀锌铁埚后裸露于空气部分可以安全使用20年以上而没有明显的氧化现象发生。（4）该合金既提高了热浸镀锌铁锅的使用性能，又降低了制造成本，因而具有重要意义。可以预计，该类合金的产业化可以获得极大的经济和社会效益。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度使用热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Ca:0.2wt.%,Sb:0.5wt.%,Ge:0.4wt.%,Sc:0.2wt.%,Ti:0.2wt.%,Mo:0.4wt.%，余量为铁。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到1500-1600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1500-1600度保温静置10分钟后浇铸成所需要的圆锭。将所得的铸锭在800度下进行热轧，每道次的轧下量为10-15%。每两次热轧后中间退火温度为900度，保温1小时。最后将材料轧制成厚度为40-60mm的钢板，热浸镀锌用的铁坩埚可以用这些钢板通过变形和焊接的方式制备而成。本合金可以实现较低温度下的高强度热浸镀锌操作。比如，常见的热浸镀锌温度为360-450度。当在该温度下进行热浸镀锌时，可以将单位时间入炉量提高50-80%而不会明显的降低铁锅的使用寿命。在大的对流和工业震动的条件下长时间使用不会发生脱落现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Ca:0.2‑0.4wt.%,Sb:0.5‑0.8wt.%,Ge: 0.4‑0.6wt.%,Sc:0.2‑0.5wt.%,Ti: 0.2‑0.3wt.%,Mo: 0.4‑0.5wt.%，余量为铁。

【技术特征摘要】
1.一种热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Ca:0.2-0.4wt.%,Sb:0.5-0.8wt.%,Ge:0.4-0.6wt.%,Sc:0.2-0.5wt.%,Ti:0.2-0.3wt.%,Mo:0.4-0.5wt.%，余量为铁。2.根据权利要求1所述热浸镀锌防振动铁锅用含Sc和Ti铁合金，其特征在于包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到1500-1...

【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