[发明专利]一种用于含硅钢热浸镀的锌合金

说明书

技术领域

本发明专利申请涉及一种锌合金，其主要用于含硅钢热浸镀的技术领域，属于分类号中的C22C18的分类范畴。

背景技术

热浸镀锌是钢铁件表面防腐的一种主要方法。虽然这种技术从发明到广泛应用于工业生产已历经近一个世纪了，目前含硅钢的热浸镀仍是一个技术性难题。硅是作为合金元素或脱氧剂而存在于钢铁中的。在一般镀锌中，钢基中的硅使得镀层颜色变得灰暗，厚度明显增加，镀层粘附性也降低。这个现象就是研究人员反复研究的硅反应性或者圣德林效应。为了解决此难题，在工业生产中往往采用向锌浴中加入合金元素的方法，使用最多的微量元素是Co和Al。

在传统的镀锌工业中经常在锌浴中加入Pb以提高锌浴的流动性，减少锌的损耗，降低工业生产成本，但由于铅对人类及其环境的不友好性，现在国内外对铅的使用限制越来越严格。研究发现，在锌浴中加入Bi同样可以降低锌液的表面张力，提高锌浴的流动性，并且对镀锌锅体有保护作用，延长锌锅的使用寿命。因此Bi作为Pb的替代品越来越受到重视，Zn-Bi镀锌合金得到越来越广泛的应用。

研究人员对Ni和Bi对镀层组织的影响进行了广泛研究，但对两者的协同作用效果研究很少。本发明人的发明目的在于：通过对比实验研究其协同作用效果，为探索控制含硅钢，特别是含硅钢热浸镀锌过程中硅反应性提供理论基础，更加重要的是，Ni和Bi的同时添加，进一步提高了镀层的质量，提高了镀层的性能，为这种锌合金在含硅钢中的工业应用做了铺垫。

根据申请人的检索可知，目前，涉及热浸镀锌的相关专利有公开号为CN1082557A的欧洲专利，其公开了一种用于加热镀锌的含Sn和/或含Bi的锌合金，其组成为1-5％(重量)的Sn+Bi；O-饱含的Pb；0.025-0.200％(重量)的Ni、Cr或Mn中之至少一种；0-0.030％(重量)的Al、Ca和Mg中之至少一种；其余为锌和不可避免的杂质。其铋含量不同于本申请，不是专门针对含硅钢的锌合金，没有指出Bi和Ni的协同作用具有减少镀层厚度，提高镀层质量的技术效果。

株洲冶炼集团有限责任公司提出了关于用于钢铁构件热浸镀锌的锌铋多元合金的生产方法(CN1654691A、CN1654692A、CN101109053A)，其采用了包括Bi、Al、RE和Ni的多元合金，不同于本申请的只添加Ni和Bi，且二者具有协同作用。

发明内容

为了解决含硅钢的热浸镀锌的所形成的镀层厚度大，镀层质量不佳的技术难题，本发明提供一种用于含硅钢热浸镀的锌合金。

一种用于含硅钢热浸镀的锌合金，由0.05-0.1wt.％Ni和0.1-0.6wt％Bi，余为Zn组成。

优选由0.1wt.％Ni和0.5wt.％Bi，余为Zn组成。

本发明还提供一种锌合金在含硅钢中的应用，所述的锌合金由0.05-0.1wt.％Ni和0.1-0.6wt％Bi，余为Zn组成。

优选由0.1wt.％Ni和0.5wt.％Bi，余为Zn组成。

本发明还提供一种提高含硅钢的热镀锌层质量的方法，在热镀锌的锌液中，添加0.05-0.1wt.％Ni和0.1-0.6wt％Bi。

在热镀锌的锌液中，优选添加0.1wt.％Ni和0.5wt％Bi。

附图说明

图1为不同成分的铁硅合金在各种锌浴中热浸镀镀层厚度的比较(浸镀温度：450℃，时间：3min.)

图2为不同基材镀纯锌镀层显微结构图：图2a)1纯铁(1号试样)；2b)Fe-0.1％Si(2号试样)；2c)Fe-0.2％Si(3号试样)；2d)Fe-0.3％Si(4号试样)。

图3纯铁在不同成分锌合金中得到镀层组织图：3a)0.1％Ni(5号试样)，3b)0.1％Ni+0.6％Bi(9号试样)

图4Fe-0.1％Si钢热浸镀锌组织在不同成分锌浴中得到的镀层显微组织。a)0.1％Ni(6号样)；b)0.1％Ni+0.6％Bi(18号样)

图5Fe-0.2％Si钢热浸镀锌组织在不同成分锌浴中得到的镀层显微组织。a)0.1％Ni(7号样)；b)0.1％Ni+0.5％Bi(15号样)；c)0.1％Ni+0.6％Bi(19号样)

图6 Fe-0.3％Si钢热浸镀锌组织在不同成分锌浴中得到的镀层显微组织。a)0.1％Ni(8号样)；b)0.1％Ni+0.5％Bi(16号样)；c)0.1％Ni+0.6％Bi(20号样)

具体实施方式