锌铝镁稀土耐蚀涂层制造技术

本发明专利技术公开了一种锌铝镁稀土耐蚀涂层，其含有：5~23%重量百分比的Al；0.05~0.1%重量百分比的Mg；0.05~1%重量百分比的稀土金属RE；和余量的Zn。上述锌铝镁稀土耐蚀涂层，所述稀土金属RE为La和Ce中的至少一种。依据本发明专利技术的锌铝镁稀土耐蚀涂层应用面广，满足不同环境下钢铁防腐要求，耐盐水腐蚀性能是纯锌层的2倍以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锌铝镁稀土耐蚀涂层，用于钢铁的表面防蚀。
技术介绍
热浸镀锌是钢铁防腐的常规技术，将已清洗洁净的铁件，经由润湿作用，浸入锌浴中，使钢铁与熔融锌反应生成一合金化的皮膜。据此处理的钢材表面均能够受到较好的保护，无论是凹陷处管件内部或其他涂层很难进入的角落，并且锌层在大气中的消耗也非常缓慢。但随着气候和环境的恶化，传统的纯锌层已经不能满足钢构件的防腐使用要求。为了提高防腐蚀效果，人们专利技术了锌铝合金涂层，如felfan(Zn-5Al-RE)镀层和 Galvalume (Zn-55A1-1. 6Si)镀层。但对于复杂的腐蚀环境，如酸雨、沿海地区，锌铝合金涂层的抗腐蚀性能仍不能满足钢铁表面防腐。中国第CN101812654A号专利技术专利申请公开了一种在生产中气刀气源为空气的热浸镀锌铝镁稀土镀层钢带，上述方案在日新制钢Si-Al-Mg三元成份的基础上，一方面增加了镧铈混合稀土元素RE(Rare Earth Metals)，成为Si-Al-Mg-RE四元成份，另一方面调低了 Mg含量。微量RE的加入，能促使镀层成份分布更加均勻，组织结构更加均勻，耐蚀性能在原有基础上进一步改善；Mg含量的适度降低在保障较高耐蚀性的前提下使镀层可以经受空气气刀的吹刮而不发生氧化变色，兼顾了耐蚀性和表观质量两方面的要求。上述方案的镀层可以经受空气气刀的吹刮而不发生氧化变色，兼顾了耐蚀性和表观质量两方面的要求。不过由于其主要考虑的技术指标是镀层力学性能和表观质量，其耐蚀性提高实质并不明显。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种通过合理设计镁、稀土含量以提高涂层耐腐蚀性的锌铝镁稀土耐蚀涂层，以满足复杂环境下钢铁的防腐要求。本专利技术采用以下技术方案该专利技术锌铝镁稀土耐蚀涂层，其含有 5 23%重量百分比的Al ； 0. 05 0. 1%重量百分比的Mg ； 0. 05 1%重量百分比的稀土金属RE ；和余量的Si。上述锌铝镁稀土耐蚀涂层，所述稀土金属RE为La和Ce中的至少一种。上述锌铝镁稀土耐蚀涂层，其特征在于，该涂层为采用电弧喷涂方法在钢铁表面所形成。依据本专利技术，在锌铝合金涂层中添加镁，可以形成尖晶石氧化膜，改善涂层中铝的阴极保护作用，并且Al-Mg薄层具有一定的自封闭能力，可进一步延缓钢铁基体的腐蚀速率。但由于镁固溶于锌中，过量则形成金属间化合物。虽然能减轻晶间腐蚀，提高强度、硬度，但显著降低塑性、韧性，增大热裂、冷裂倾向。因此需要严格控制镁的含量。稀土元素的加入，可改善涂层组织的均勻性，降低涂层的孔隙率，提高腐蚀产物层的稳定性，其自封闭作用明显，从而进一步提高涂层的耐蚀性能。而且，Mg+RE腐蚀电位低，可大大提高涂层的牺牲阳极保护作用。与现有技术相比，本专利技术的锌铝镁稀土合金涂层应用面广，满足不同环境下钢铁防腐要求，耐盐水腐蚀性能是纯锌层的2倍以上。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1依据本专利技术的一种锌铝镁稀土合金涂层，其各组分重量百分比为A1为5%，Mg为 0. 05%, La 为 0. 05%,余量 Zn。其制备方法如下(1)按上述重量百分比称取各原材料；(2)其中Al采用铝锭，进而将铝锭放入炉中加热，待铝锭部分熔化后加入锌块，最后加入&i-5%Mg中间合金和AlRelO铝基稀土中间合金。熔炼温度控制在58(T600°C，过热温度控制在8(TlO(rC。当炉料在熔池里充分熔化后，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分， 精炼，出炉浇注成锌铝镁稀土合金铸锭，浇注温度为51(T550°C。(3)采用热挤压将合金铸锭挤压成规格Φ 11. (Γ12. Omm的棒料，挤压温度 20(T400°C。随后进行拉伸成丝处理，获得Φ 2. (Γ3. Omm的丝材。采用电弧喷涂方法在钢铁表面喷涂获得锌铝镁稀土涂层，喷涂电压25 55V，电流12(Γ160Α。耐腐蚀性能测试参照国标JB/T6073-1992，将涂层试样置于3. 5wt%NaCl溶液进行浸泡试验，浸泡时间 30天，浸泡温度为室温。结果表明，浸泡16天后，纯锌涂层出现少量白锈，锌铝镁稀土合金涂层没有出现白锈；30天后，纯锌涂层表面被白锈完全覆盖，锌铝镁稀土合金涂层只出现了少量白锈。采用失重法测量试样腐蚀前后重量变化，纯锌层失重是锌铝镁稀土涂层的2. 1 倍，这说明锌铝镁稀土涂层的耐盐水腐蚀性能是纯锌层的2. 1倍。进一步地，性能基本类似的锌铝镁稀土合金涂层，其各组分重量百分比为A1 8. 0 8. 5%,Mg 0. 05 0. 1%, RE (La和Ce) 0. 05 0. 1%，余量Zn。铝掺量的增加需要稀土金属进行调配，保证整体的防腐性能。实施例2所述的锌铝镁稀土合金涂层，其各组分重量百分比为Al 8.0 %, Mg 0. 06%, La 0.03%，Ce 0.04%，余量Si。制备方法同实施例1。制备方法同实施例1。耐腐蚀性能试验同实施例1。采用失重法测量试样腐蚀前后重量变化，纯锌层失重是锌铝镁稀土涂层的2. 2倍，这说明锌铝镁稀土涂层的耐盐水腐蚀性能是纯锌层的2. 2倍。实施例3所述的锌铝镁稀土合金涂层，其各组分重量百分比为Al 14 %, Mg 0. 08%, CeO. 08%, 余量Si。制备方法同实施例1。制备方法同实施例1。耐腐蚀性能试验同实施例1。采用失重法测量试样腐蚀前后重量变化，纯锌层失重是锌铝镁稀土涂层的2. 2倍，这说明锌铝镁稀土涂层的耐盐水腐蚀性能是纯锌层的2. 2倍。进一步地，性能基本类似的锌铝镁稀土合金涂层，其各组分重量百分比为A1 14. 0 14. 5%, Mg 0. 05 0. 1%，RE (La和Ce) 0. 05 0. 1%，余量Zn。制备方法同实施例 1。实施例4所述的锌铝镁稀土合金涂层，其各组分重量百分比为A123%，Mg 0. 1%，RE CeO. 1%，余量Si。制备方法同实施例1。耐腐蚀性能试验同实施例1。采用失重法测量试样腐蚀前后重量变化，纯锌层失重是锌铝镁稀土涂层的2. 5倍，这说明锌铝镁稀土涂层的耐盐水腐蚀性能是纯锌层的2. 5倍。进一步地，性能基本类似的锌铝镁稀土合金涂层，其各组分重量百分比为A1 22. 0 22. 5%, Mg 0. 05 0. 1%，RE (La和Ce) 0. 05 0. 1%，余量Zn。制备方法同实施例 1。权利要求1.一种锌铝镁稀土耐蚀涂层，其含有 5 23%重量百分比的Al ；0. 05 0. 1%重量百分比的Mg ；0. 05 1%重量百分比的稀土金属RE ；和余量的Si。2.根据权利要求1所述的锌铝镁稀土耐蚀涂层，其特征在于，所述稀土金属RE为La和 Ce中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的锌铝镁稀土耐蚀涂层，其特征在于，该涂层为采用电弧喷涂方法在钢铁表面所形成。全文摘要本专利技术公开了一种锌铝镁稀土耐蚀涂层，其含有5~23%重量百分比的Al；0.05~0.1%重量百分比的Mg；0.05~1%重量百分比的稀土金属RE；和余量的Zn。上述锌铝镁稀土耐蚀涂层，所述稀土金属RE为La和Ce中的至少一种。依据本专利技术的锌铝镁稀土耐蚀涂层应用面广，满足不同环境下钢铁防腐要求，耐盐水腐蚀性能是纯锌层的2倍以上。文档编号C22C18/04GK10253430本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李辛庚，王学刚，王晓明，闫风洁，王宏，胡新芳，傅敏，岳增武，
申请(专利权)人：山东电力研究院，
类型：发明
国别省市：