[发明专利]高硅含量活性钢的无锌花热浸镀锌用锌合金

说明书

本发明公开了高硅含量活性钢的无锌花热浸镀锌用锌合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Li：1.2‑1.8wt.%,Pd:0.4‑0.8wt.%,In:1.5‑3.2wt.%,Co：0.5‑1.4wt.%，Y:0.4‑0.6wt.%,Nd:0.2‑0.4wt.%,余量为锌。该热浸镀锌用合金用于高硅含量活性钢后所得镀锌层可以消除锌花的产生。此外,还具有生产成本低，便于大规模生产的特点。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种锌合金。

背景技术

热镀锌是将钢、不锈钢、铸铁等金属浸入熔融液态金属或合金中获得镀层的一种工艺技术。热镀锌是当今世界上应用最广泛、性能价格比最优的钢材表面处理方法。热镀锌产品对钢铁的减蚀延寿、节能节材起着不可估量和不可替代的作用，同时镀层钢材也是国家扶植和优先发展的高附加值短线产品。热镀锌层形成过程是铁基体与最外面的纯锌层之间形成铁-锌合金的过程，工件表面在热浸镀时形成铁-锌合金层，才使得铁与纯锌层之间很好结合。

当锌层破坏严重，危及到铁基体时，锌对基体产生电化学保护，锌的标准电位-0.76V，铁的标准电位-0.44V，锌与铁形成微电池时锌作为阳极被溶解，铁作为阴极受到保护。显然热镀锌对基体金属铁的抗大气腐蚀能力优于电镀锌。由于锌的标准电极电位负于铁，因此在水和潮湿的空气中镀锌层具有牺牲阳极保护钢基的作用，从而可以大大的延长钢材的使用寿命。在工业上常用的镀锌层有热浸镀锌、电镀锌、机械镀锌和热喷涂（镀）锌等，其中热镀锌约占镀锌总量的95%，热镀锌用锌量在世界范围内占锌产量的40%，在中国约占锌产量的30%左右。

热镀锌的应用随着工农业的发展也相应扩大。因此,热镀锌制品在工业(如化工设备、石油加工、海洋勘探、金属结构、电力输送、造船等)，农业(如：喷灌、暧房)、建筑(如：水及煤气输送、电线套管、脚手架、房屋等)、桥梁、运输等方面，已大量地被采用。由于热镀锌制品具有外表美观、耐腐蚀性能好等特点，其应用范围越来越广泛。

热镀锌的质量与许多因素有关，包括钢件的化学成分，锌浴的合金成分，镀锌温度、操作工艺等。就钢件的化学成分而言，钢中的含硅量对镀锌层的影响最大。一般而言，当钢中的含硅量大于0.3wt.%时，镀锌层显著增厚且表面灰暗，粘附力差，镀锌层质量显著降低.这类钢在热浸锌行业多称为活性钢。其中,含硅量在0.3-0.8wt.%的钢称为低活性含Si钢。当钢中硅的含量高于1.2wt.%时，称为高硅含量活性钢。活性钢的热浸镀层表面在凝固时均出现镀层金属的结晶花纹，这种结晶花纹对镀锌板尤为明显，呈现出美丽的锌结晶的外观，因而成为热镀锌板外观的重要特征，通常称此结晶花纹为锌花。这种镀锌板表面液态锌在冷却结晶之后形成美观的锌花，并成为镀锌板的特殊标志，在建筑行业广泛使用。但是, 热镀锌钢板进行涂装时，锌花引起的表面凸凹不平在涂漆后仍然清晰可见，从而影响了产品的表面质量，限制了正常锌花热镀锌钢板的应用。

为了解决低硅含量（0.3-0.8wt.%）活性钢的镀锌层质量问题，发展了多种镀锌技术，如表面保护层镀锌法，高温镀锌方等。但采用这些方法需要定期往锌浴中补充锌镍合金，并会使锌浴中锌渣增加，另外该技术仅对含硅量小于0.25%的活性钢有效。近年来，比利时和加拿大公司提出的Galvanco合金能够全面解决活性钢镀锌问题，并在欧洲一些国家得到了应用。但是，这些方法对于高硅含量活性钢并不适用。虽然目前可以通过在高硅含量活性钢表面形成一层阻挡层然后进行热镀锌来降低或延缓钢中硅对镀锌层的影响。但化学镀镍法需在较高温度下进行，镀液维护较难。此外，成本很高，且令镀件变形甚至开裂的倾向严重。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在360-450度大气条件下使用的高硅含量活性钢的无锌花热浸镀锌用锌合金。该合金在此温度区间对高活性钢进行热浸镀锌时，所得镀锌层不仅具有常见非活性钢表面镀锌层的力学性能,而且还可以消除锌花。该方法还具有生产成本低，便于大规模生产的特点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：