[发明专利]一种钢构件高耐腐蚀性热浸镀锌合金镀层及其制备工艺

说明书

【技术领域】

本发明涉及金属材料热浸镀工艺，具体地讲，涉及一种钢构件高耐腐蚀性热浸镀锌合金镀层及其制备工艺。

【背景技术】

钢构件作为一种输电线路杆塔的通用基础结构件，其工作性能的可靠性直接关系到电网运行的安全与稳定。钢铁的腐蚀破坏所带来的损失是巨大的，有资料表明，中国每年钢铁腐蚀损失约5000亿人民币，占国民生产总值的6%，由此可见，钢铁的腐蚀造成了材料及能源的极大浪费。热浸镀能够有效地提高钢铁的耐腐蚀性能，从而可使钢铁因被腐蚀带来的损失降低20~30%。

目前，通过在锌液中添加合金元素，在热浸镀过程中在钢构件的表面镀覆一层合金镀层的方法被广泛使用，该合金镀层的耐腐蚀性能优于纯锌镀层，进而能够提高热浸镀合金镀层钢构件的耐腐蚀寿命，使其满足钢构件全寿命周期建设的要求。近年来已经开发的合金镀层主要有锌铝合金镀层、锌镁合金镀层、锌钛合金镀层等，但是由于镀层成本高，技术不成熟等原因，都尚未在输电线路钢构件中使用，因此有必要针对该应用背景，在现有的合金镀层研究成果上进行改进和创新，提高合金镀层耐腐蚀性的同时，通过降低合金含量降低合金镀层的成本。

随着世界范围内工业的迅速发展，全球气候环境不断恶化，大量工业废气的排放使大气中的硫化物、氮氧化合物等强腐蚀气体含量大大增加，在酸性气体环境下输电线路杆塔腐蚀迅速，而形成的酸雨更是加快了腐蚀速度，尤其沿海地区的海洋环境下，输电线路钢构件每两年要进行一次防腐处理，不仅成本高，而且还需停电处理，经济损失严重。因此，研发适用于输电线路杆塔长效防腐、技术性和经济性较好的喝酒镀层，对提高输电线路杆塔的防腐寿命，降低输电线路杆塔的防腐及运行成本具有十分重要的意义。

专利号为200710179677.6，发明名称为一种输电线路杆塔长效防腐合金镀层及其制备工艺中公开了一种输电线路杆塔长效防腐合金镀层及其制备工艺，其合金镀层由32～55%的锌，43～65%的铝，0.5～8%的镁，0.5～3%的稀土镍，0.01～0.2%的钛组成。其制备工艺为将镀件放到防腐合金镀层的合金配方的镀液中，430℃～450℃下浸镀3～10分钟。但该专利合金镀层配方中的Al含量过高，对目前普遍使用的输电线路钢构件热镀锌生产设备（08F钢制锌锅内壁）腐蚀严重，锌锅需频繁更换。

【发明内容】

为克服现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种输电线路钢构件用的高耐腐蚀性合金镀层。

本发明的另一目的在于提供一种输电线路钢构件高耐腐蚀性的热浸镀合金镀层的制备工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种钢构件高耐腐性的热浸镀合金镀层，其改进之处在于，所述合金镀层制备时采用的合金锭由按重量百分比计的下列组分制备而成：

Al0.01-2%、Mg0.01-2%、Re0.05-3%，Cu0.002-1%，余量为Zn。

本发明所提供的第一优选的钢构件高耐腐性的热浸镀合金镀层，所述合金镀层制备时采用的合金锭由按重量百分比计的下列组分制备而成：

Al0.01～1.5%、Mg0.01～1.5%、Re0.05～1.5%，Cu0.002～0.9%，余量为Zn。

本发明提供的第二优选的钢构件高耐腐性的热浸镀合金镀层，所述合金镀层制备时采用的合金锭由按重量百分比计的下列组分制备而成：

Al0.02～0.9、Mg0.02～1.4%、Re0.3～1.4%，Cu0.003～0.8%，余量为Zn。

本发明提供的第三优选的钢构件高耐腐性的热浸镀合金镀层，所述稀土为La和Ce混合稀土。

本发明所提供的一种钢构件高耐腐性的热浸镀合金镀层的制备工艺，包含镀件进行热浸镀前的酸洗、水洗、助镀与烘干处理；其特征在于采用浓度为10~20%盐酸进行镀件热浸镀前的酸性，酸洗时间5-30分钟，酸性后经水洗再进行助镀，助镀温度30-100℃，助镀时间为40-60秒；

镀件助镀处理后，在120-150℃温度下烘干20-40s，待试样表面泛白后立即将镀件放入合金镀液中，控制合金镀液温度为440-460℃条件下，浸镀50-200s后，立即将试样提出合金液进行空冷，即得产品。

合金镀层制备所使用的合金锭各组成元素的作用如下：

锌（Zn）：合金镀层的主要合金成分，对钢铁基体起到电化学保护作用，在腐蚀的过程中作为腐蚀阳极，通过牺牲自身以保护输电线路杆塔基体金属；