路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金制造技术

本发明专利技术公开了路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Ca:0.2‑0.3wt.%,Co:1.5‑1.8wt.%,Lu:0.1‑0.2wt.%,Al:20.0‑25.0wt.%,Nd:0.2‑0.3wt.%,Pr:0.1‑0.2wt.%,In:0.2‑0.4wt.%,余量为锌。该材料的开发和产业化，对于解决公路钢构件在日益严重的环境腐蚀状态下的防腐问题，降低公路养护费用，加快我国冶金工业结构调整，提高竞争力具有重要意义。

Zinc cobalt alloy for hot dip galvanizing of steel bar under dynamic strain condition of concrete in Luqiao

The invention discloses zinc-cobalt alloy for hot-dip plating of reinforcing bar under dynamic strain environment of road and bridge concrete and its processing technology. According to the weight percentage, the composition of the alloy is Ca:0.2_0.3wt.%, Co:1.5_1.8wt.%, Lu:0.1_0.2wt., Al:20.0_25.0wt., Nd:0.2_0.3wt., Pr: 0.1_0.2wt., In: 0.2_0.4wt., and the remainder is zinc. The development and industrialization of this material is of great significance for solving the corrosion problem of highway steel components under the increasingly serious environment corrosion, reducing the maintenance cost of highway, speeding up the structural adjustment of metallurgical industry in China and improving the competitiveness.

【技术实现步骤摘要】
路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金
本专利技术涉及合金
，具体地说，涉及一种锌钴合金。
技术介绍
钢筋混凝土是由硅酸盐水泥、集料碎石、砂子和钢筋复合而成的结构材料,广泛应用于公路、桥梁等结构中。通常条件下,钢筋混凝土在自然环境中的腐蚀并不严重,因此未引起人们的足够重视。随着环境的污染恶化,环境介质中腐蚀性物质含量增加,混凝土结构遭受破坏的现象日益严重。钢筋混凝土的腐蚀中钢筋的腐蚀属于电化学腐蚀。路桥工程中,钢筋混凝土所处的环境属于自然环境。自然环境的腐蚀问题不及工业环境腐蚀那么明显。但是，在环境污染严重的地区,SO2，CO2，Cl-等腐蚀性物质含量增大,环境的腐蚀性是非常严重的。钢筋混凝土结构设计寿命一般为40-60年,然而在一些腐蚀性严酷的环境中,由于缺乏必要的防护措施,远不能达到预期的使用年限。许多混凝土结构也因为缺乏必要的防护措施造成钢筋顺向裂纹,钢筋外露、锈蚀、断裂。钢筋混凝土的腐蚀与防护问题逐步得到人们的重视,成为研究和关注的一个重要方向。镀锌钢是为防止钢表面遭受腐蚀，延长其使用寿命，在钢板表面涂以一层金属锌。镀锌是一种经常采用的经济而有效的防腐方法。热镀锌原理是将铁件清洗干净，然后溶剂处理，烘干后浸入锌液中，铁与熔融锌反应生成合金化的锌层。其流程为：脱脂-水洗-酸洗-助镀-烘干-热浸镀锌-分离-冷却钝化。热镀锌具有很多优点:1）处理费用低：热浸镀锌防锈的费用要比其它漆料涂层的费用低；2）持久耐用：在郊区环境下，标准的热镀锌防锈的厚度，可保持长时间不必修补；在市区或近海区域，标准的热镀锌防锈层则可保持多年不必修补；3）可靠性好：镀锌层与钢材间是冶金结合，成为钢表面的一部分，因此镀层的持久性较为可靠；4）镀层的韧性强：镀锌层形成一种特别的冶金结构，这种结构能承受在运送及使用时受到机械损伤；5）全面性保护：镀件的每一部分都能镀上锌，即使在凹陷处、尖角及隐藏处都能全面地受。在公路建设过程中，钢构件由于其标准化程度高、自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、工程经济优势明显、无环境污染等综合优势的得到广泛使用，从桥梁结构、安全设施到公路机电设施。但是，随着环境污染的恶化，环境腐蚀的作用越来越明显。如果不能很好的解决公路钢构件在日益严重的环境腐蚀状态下的防腐问题，将加大公路养护费用，甚至可能导致公路部分基本功能的提早降低或缺失，造成安全隐患。世界冶金工业结构调整步伐加快，生产的重心将由发达国家向发展中国家转移。目前我国正处于工业化进程中，国民经济各部门的持续、快速发展和产业升级对钢铁产品的品种、质量提出了更高的要求。我国钢材热浸镀锌的发展与世界水平相比还存在一定的差距。现有热镀锌生产线多数存在技术落后、锌耗高、产品产量低、产品质量差、生产成本高、能量耗费大、环保措施不力，常造成严重环境污染等缺点，此类生产线难以满足我国国民经济腾飞的需要。开发公路混凝土中钢筋热浸镀用锌合金及其加工工艺，对于加快我国冶金工业结构调整，提高估计竞争力将具有重要意义。
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420-480度大气条件下使用的路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金。按重量百分比计，合金的组成为：Ca:0.2-0.3wt.%,Co:1.5-1.8wt.%,Lu:0.1-0.2wt.%,Al:20.0-25.0wt.%,Nd:0.2-0.3wt.%,Pr:0.1-0.2wt.%,In:0.2-0.4wt.%,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。上述路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金的制备方法，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；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薄板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）随着公路基础设施和物流的迅速发展，中国的汽车的保有量随着经济的发展越来越大，各干线公路和城市道路上的交通流日渐密集。公路和桥梁作为各大干线公路和城市道路不可或缺的一部分，当桥梁上面存在汽车荷载的概率增加时，混凝土中的钢筋表面也要经受一定频率和振幅的振动。传统热浸镀锌层会在强烈的外加振动频率和振幅的作用下和钢铁表面产生周期性的剥离效应,使得公路的实际设计寿命远远低于正常的设计寿命。本专利申请保护的路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金可以增强热浸镀层和基体钢表面的结合力，大大增加了公路和混凝土的实际使用寿命。（2）该环保型合金防腐蚀机理是通过物理屏蔽和电化学保护双重作用。在潮湿和盐碱的混凝土环境下呈现出良好的耐腐蚀性能。该材料对钢材热浸镀后，微米级的片状合金粉平行搭接，层层叠加组成的涂层，给腐蚀介质的渗透设置了层层阻碍，在一定程度上延长了腐蚀介质的渗透过程。合金涂层不仅阻挡腐蚀介质渗入涂层，而且在一定程度上能够与某些渗透进来的腐蚀介质发生电化学反应，不断消耗渗入涂层的腐蚀介质。（3）该合金的腐蚀电位与热浸镀锌层基本相同，但其腐蚀电流仅是传统锌合金镀层的0.2-0.3。这说明本专利合金镀层消耗要慢5倍，从而能提供更长的牺牲防护时间。因而在常见的公路混凝土的碱性腐蚀环境下，该材料可以安全使用40年以上而没有明显的腐蚀现象发生。此外，该新型镀层内部组织比较致密，保证了镀层各个区域性能的连续性。在用于路桥混凝土中的钢筋表面热浸镀时,所得镀层可以经受30-40%的大变形振动而不会导致热浸镀锌的镀层脱落。因而在交通负荷日益增大的今天,可以在很大程度上提高路桥混凝土的实际使用寿命。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1一种路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金。按重量百分比计，合金的组成为：Ca:0.2wt.%,Co:1.5wt.%,Lu:0.1wt.%,Al:20.0wt.%,Nd:0.2wt.%,Pr:0.1wt.%,In:0.2wt.%,余量为锌。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；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薄板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。本专利申请保护的路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金；按照重量百分比,该合金的成分为: Ca:0.2‑0.3wt.%,Co:1.5‑1.8wt.%,Lu:0.1‑0.2wt.%,Al:20.0‑25.0wt.%,Nd:0.2‑0.3wt.%,Pr:0.1‑0.2wt.%,In:0.2‑0.4wt.%,余量为锌。

【技术特征摘要】
1.一种路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金；按照重量百分比,该合金的成分为:Ca:0.2-0.3wt.%,Co:1.5-1.8wt.%,Lu:0.1-0.2wt.%,Al:20.0-25.0wt.%,Nd:0.2-0.3wt.%,Pr:0.1-0.2wt.%,In:0.2-0.4wt.%,余量为锌。2.权利要求1所述路桥混凝土动态应变环境下钢筋热浸镀用锌钴合金，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...

【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