[发明专利]热喷涂用稀土铝合金丝材

说明书

技术领域

本发明涉及表面工程腐蚀防护领域的热喷涂用金属线材，具体涉及一种热喷涂用稀土铝合金丝材，属于热喷涂技术领域。

背景技术

金属腐蚀已成为大型钢结构建筑的最大危害，严重影响其使用安全和寿命。美国高速公路管理局1998年统计，其境内州际和国家级桥梁279543座，因腐蚀需要维修的桥梁68466座，腐蚀率24.5％；全球每年因腐蚀损耗的金属达2.3亿吨，约占当年钢产量的30％；美国2002年发布的第7次腐蚀损失调查表明，1999～2001年间美国每年直接腐蚀损失2760亿美元，约占GDP的3.1％；我国则达到4％，由腐蚀带来的间接损失更难以估算，而高效防腐技术可以使腐蚀损失减少25％～40％。

目前，国内外大型钢结构防腐蚀技术主要有两种：一种是重防腐蚀涂料涂层体系，即无机或环氧富锌底漆+环氧中间漆+聚氨酯面漆的三重涂层组成的重防腐蚀涂层体系；另一种是热喷涂金属复合涂层体系，即电弧喷涂锌、铝或锌铝合金+封闭涂层+面漆的复合涂层体系。热喷涂金属涂层及其复合涂层防护技术在煤矿、港口码头、民用大型钢结构建筑、桥梁、高速铁路、大型船舶以及其他大型工业化项目(如石化、电力、海洋)上已普及应用，取得了优异的社会及经济效益。

我国是世界上稀土资源最丰富的国家，稀土元素用途广泛，在金属领域可以显著改善合金的物理和机械性能，具有良好的合金中填补合金相缺陷，降低新旧两相界面上的表面张力，加快晶核生长速度的同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜，阻止生成的晶粒长大，使合金组织细化。稀土元素在合金液中可以与氧、硫同时反应，降低其危害性；稀土能大量吸附和溶解氢，大大降低铝的含氢量和针孔率。

稀土金属在腐蚀防护领域的研究与应用已得到了许多企业及院校的广泛关注。如中国专利CN1718836A，将占丝材总重量0.05-0.3％的稀土铈(Ce)加入到Mg、Al金属中，制得一种稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材，用于钢结构尤其是水利工程闸门的长效防腐上，取得了积极防护效果，但其采用的是添加单一稀土元素铈(Ce)，另外含量偏少，影响了丝材防护性能的进一步提高；装甲兵工程学院用自制的含有Zn、Al、Mg及稀土铈(Ce)合金混合粉末的粉芯丝材，制作了高速电弧喷涂金属涂层，研究结果表明涂层组织致密、与基体结合良好，涂层体系能有效阻止腐蚀反应的进行；装甲兵工程学院还制备了Al-Re、Al-Mg-Re、Al-Si-Re的合金丝材及其电弧喷涂涂层，通过盐雾及化学介质常温浸泡试验，证明稀土金属涂层的防护性能有明显提高。但现有技术采用的是添加单一稀土元素铈(Ce)，且线材为芯材，另外其稀土元素含量也明显偏高，产品制造及施工应用成本过于昂贵，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有两种及两种以上稀土金属元素的铝合金丝材，该种丝材加工制造工艺简捷，产品成本适中，采用该种丝材制得的金属热喷涂涂层，具有优异的附着力、良好物理机械性能和耐蚀性，其施工成本适度，有利于推广应用。解决了目前稀土线材存在的制造成本昂贵、防护性能不足、施工应用成本高、难以推广应用等技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种热喷涂用稀土铝合金丝材，其成分中包含铝、锌、镁金属元素，丝材成分中含有两种或两种以上的稀土金属元素，稀土金属元素含量为稀土铝合金丝材总重量的0.51-5.00％；所述的稀土金属元素为镧系元素中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇；所述两种及两种以上稀土金属元素相互间的用量为任意比量。

所述稀土金属元素优选为：镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、铒、镱和钇。

丝材中所含两种及两种以上稀土金属元素的含量优选为丝材总重量的0.51-2.50％。

丝材中所含两种及两种以上稀土金属元素的含量进一步优选为丝材总重量的0.51-1.00％。