一种新型电弧喷涂用锌合金丝材及涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型电弧喷涂用锌合金丝材及涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)将定制的锌铜钛合金锭放入1.5t感应熔炼炉中熔炼，随后将锌铜钛合金熔体转入钢包中；(2)将钢包中合金熔体移入到弧形连铸机中；(3)铸坯切割成20m棒料后，感应加热到360℃

【技术实现步骤摘要】
一种新型电弧喷涂用锌合金丝材及涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及合金和热喷涂材料
，具体是指一种新型电弧喷涂用锌合金丝材及涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]Q235钢材料在实际应用过程中，在高温氧化以及在较强的酸性介质中易腐蚀等问题，若金属基体长期暴露于海洋性的环境中，会引起表面晶格的移动，导致化学腐蚀，产生严重的消耗破损的现象，这将会造成材料的重大浪费并会产生严重的经济损失。近年来，热喷涂仍然采用Zn
‑
Al为主要材料，涂层的耐蚀性和力学性能的提高已到上限。在热喷涂Zn
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Al过程中喷溅的铝粉对施工造成严重的安全隐患，雾化颗粒易溅到环境中污染环境。
[0003]Zn
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Cu
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Ti合金已经被研究人员证实具有优良的耐腐蚀性，并且对于热喷涂Zn
‑
Cu
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Ti合金目前已有极少量的报道。然而，热喷涂Zn
‑
Cu
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Ti合金的工艺尚不成熟。另外，热喷涂Zn
‑
Cu
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Ti合金涂层所用丝材易出现断丝，难以大规模量产。有研究表明道次变形量随着轧制道次的增加，粗晶区域不断减少，细晶区域不断增加，晶粒逐步均匀细化，可以获得最佳的组织和力学性能，可以有效解决热喷涂所用丝材易出现断丝。因此，本工艺为新型电弧喷涂提供一种全新的锌合金丝材，解决Zn
‑
Cu
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Ti合金丝材难以产业化的问题，并给出Zn
‑
Cu
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Ti合金热喷涂工艺。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服以上的技术缺陷，提供一种新型电弧喷涂用锌合金丝材及涂层的制备方法，一方面，解决Zn
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Cu
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Ti合金丝材在成型过程中容易断丝的问题，另一方面，解决Zn
‑
Cu
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Ti合金热喷涂工艺难题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种新型电弧喷涂用锌合金丝材，包括Zn、Cu和Ti元素，各元素的质量百分比含量为：Cu：0.6％；Ti：0.3％；杂质含量不超过0.05％；Zn余量。
[0006]一种新型电弧喷涂用锌合金丝材及涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将定制的锌铜钛合金锭放入1.5t感应熔炼炉中熔炼，当合金熔体温度超过620℃，保温20min，保温过程中熔体温度控制在650℃以下，随后将锌铜钛合金熔体转入钢包中；
[0008](2)将钢包中合金熔体移入到弧形连铸机中，其结晶器为管状铜质结晶器，内径为80mm，浇注温度控制在570℃
‑
580℃，结晶器振动机构的振动频率为25
‑
28kHz，结晶器下口铸坯的拉速为10cm/s
‑
14cm/s，连铸机出坯处直径为80mm的Zn
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0.6Cu
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0.3Ti合金铸坯表面温度为320℃
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340℃；
[0009](3)铸坯切割成20m棒料后，感应加热到360℃
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375℃，并直接转入连轧机组，经过10道次轧制将80mm的棒料轧制成6.4mm的杆料，棒材进给速度从1mm/s逐渐增加到20mm/s；
[0010](4)6.4mm的Zn
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0.6Cu
‑
0.3Ti合金杆料加热到85℃
‑
95℃，并直接转入多模连续拉
丝机进行热拉拔变形，将6.4mm的杆料变形成线径为3mm的丝材，线径大时选择低拉速，线径小时选择高拉速；
[0011](5)采用电弧喷涂方法将Zn
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0.6Cu
‑
0.3Ti合金喷涂到Q235钢板表面，喷枪的行走速度控制在9cm/s
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10cm/s。
[0012]优选的，步骤(1)所述的感应熔炼锌合金的温度在620℃
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650℃。
[0013]优选的，步骤(3)中所述的轧制时棒材直径变化为80mm
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72mm
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57.6mm
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46mm
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34.5mm
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26mm
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19.5mm
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14.5mm
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11mm
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8.2mm
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6.4mm。
[0014]优选的，步骤(4)中所述的每道次线径的降幅约为10％。
[0015]优选的，步骤(4)中所述的拉丝速度为4mm/s
‑
7mm/s。
[0016]优选的，步骤(5)中所述的喷涂时工作电流为140A
‑
150A。
[0017]优选的，步骤(5)中所述的喷枪与钢板的喷涂距离为140mm
‑
145mm。
[0018]本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术的制备方法，使用感应熔炼炉熔炼制备锌合金，利用连铸机获得直接为80mm的棒材，随后经过连续热轧和连续热拉拔工艺，制备得3mm锌合金丝材，采用热喷涂技术将锌合金喷涂到Q235钢表面，获得耐腐蚀涂层。一方面，解决Zn
‑
Cu
‑
Ti合金丝材在成型过程中容易断丝的问题，另一方面，解决Zn
‑
Cu
‑
Ti合金热喷涂工艺难题。
附图说明
[0019]图1是3mmZn
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0.6Cu
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0.3Ti合金丝材的组织形貌。
[0020]图2是Zn
‑
0.6Cu
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0.3Ti涂层在喷涂工作电流为140A的形貌。
[0021]图3是Zn
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0.6Cu
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0.3Ti涂层在喷涂工作电流为150A的形貌。
[0022]图4是Zn
‑
0.6Cu
‑
0.3Ti合金涂层电化学性能的极化曲线图。
[0023]图5是Zn
‑
0.6Cu
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0.3Ti合金涂层电化学性能的EIS曲线图。
具体实施方式
[0024]下下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0025]实施例1
[0026]一种新型电弧喷涂用锌合金丝材及涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0027](1)将定制的锌铜钛合金锭放入1.5t感应熔炼炉中熔炼，合金锭中Cu和Ti的质量百分含量分别为0.6％和0.3％，杂质含量不超过0.05％，当合金熔体温度超过620℃，保温20min，保温过程中熔体温度控制在650℃以下，随后将锌铜钛合金熔体转入钢包中。
[0028](2)将钢包中合金熔体移入到弧形连铸机中，其结晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型电弧喷涂用锌合金丝材，其特征在于，包括Zn、Cu和Ti元素，各元素的质量百分比含量为：Cu：0.6％；Ti：0.3％；杂质含量不超过0.05％；Zn余量。2.根据权利要求1所述的一种新型电弧喷涂用锌合金丝材及涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将定制的锌铜钛合金锭放入1.5t感应熔炼炉中熔炼，当合金熔体温度超过620℃，保温20min，保温过程中熔体温度控制在650℃以下，随后将锌铜钛合金熔体转入钢包中；(2)将钢包中合金熔体移入到弧形连铸机中，其结晶器为管状铜质结晶器，内径为80mm，浇注温度控制在570℃
‑
580℃，结晶器振动机构的振动频率为25
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28kHz，结晶器下口铸坯的拉速为10cm/s
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14cm/s，连铸机出坯处直径为80mm的Zn
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0.6Cu
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0.3Ti合金铸坯表面温度为320℃
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340℃；(3)铸坯切割成20m棒料后，感应加热到360℃
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375℃，并直接转入连轧机组，经过10道次轧制将80mm的棒料轧制成6.4mm的杆料，棒材进给速度从1mm/s逐渐增加到20mm/s；(4)6.4mm的Zn
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0.6Cu
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0.3Ti合金杆料加热到85℃
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95℃，并直接转入多模连续拉丝机进行热拉拔变形，将6.4mm的杆料变形成线径为3mm的丝材，线径大时选择低拉速，线径小时选择高拉速；(5)采用电弧喷涂方法将Zn
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0.6Cu

【专利技术属性】
技术研发人员：倪雅，许丽丽，康壮苏，
申请(专利权)人：江苏中矿大正表面工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：