[发明专利]一种热镀用锌合金及热镀锌方法

说明书

技术领域

本发明属于热镀锌技术领域，具体涉及一种热镀用锌合金及热镀锌方法。

背景技术

随着军工、汽车、船舶、家电、建筑等行业的飞速发展，热镀锌产品的需求量在逐年增加，对产品品质的要求不断提高。热镀锌的原理为：将钢结构件清洗干净，然后溶剂处理，烘干后浸入锌液中，钢结构件表面的铁与熔融锌反应，在钢结构件表面形成合金镀层。为了降低成本，提高热镀锌产品的耐蚀性、表面特性以及良好的力学特性，同时减少底渣产生量，减少因打捞底渣产生的有效锌浪费，热镀锌合金技术呈现出了新的发展趋势。

例如，目前国内外热镀锌行业中，通过添加微量合金元素的合金镀层，其具有良好的表面质量，优良的抗蚀性能及优异的结合性能和机械性能。但随着钢材生产工艺的改进提高，钢材的成分较为复杂，这一变化导致传统的热镀锌出现一些镀锌质量问题，如镀层超厚现象、厚度不均匀、圣德林效应、色差等，同时其产生底渣较多，生产中多次打捞底渣，浪费较多的有效锌。另一方面，镀件的结构复杂，形状多变，如大管塔件，其多采用含硅锰较高的钢材，结构比单一的角钢、板材、扁钢、钢管等复杂，此种结构影响镀锌热量传递及锌液的流动，影响镀层的附着，对热镀锌合金提出更高的要求。由于大管塔件是输电线路最重要的结构件，需要承受很大力，厚度较一般钢材厚，直径达1米甚至更大，长度一般超过10米，形状分为圆形、方形，管塔两端焊接承重结构（一般为圆盘、支撑脚等）。这种结构件热浸镀要求高，普通单一的锌合金较难达到要求，主要表现在镀锌过程中锌浴热量传递效果不佳，锌浴流动性差，镀层厚度偏厚，镀层有色差，镀层附着力差，镀层可能出现颗粒，镀层不光亮光洁等镀层质量问题。现有技术中，常用的用于热镀锌的锌合金主要有Zn-Al合金、Zn-Ni合金，其无法适用于复杂成分的钢材材质表面热镀工艺。对于含高硅高锰钢热浸镀圣德林效应Zn-Al合金、Zn-Ni合金效果不明显，热浸镀超过3分钟，镀层厚度超过200μm，出现镀层变脆，镀件局部附着力差，同时产生较多的底渣，从而有3-5%的锌浪费，得不到有效利用。 

发明内容

本发明解决了现有技术中存在现有的锌合金无法适用于复杂成分和结构的钢材材质表面热镀、且产生较多底渣造成锌浪费的技术问题。

本发明提供了一种热镀用锌合金，以热镀用锌合金的总质量为基准，所述热镀用锌合金中含有0.001-0.2wt%的Al、0.002-0.1wt%的Ni、0.001-0.1wt%的Mn、0.0005-0.001wt%的Ti、0.0005-0.002wt%的Cu、0.0005-0.01wt%的Si，余量为Zn及锌合金所带的不可避免的杂质。

本发明还提供了一种热镀锌方法，包括将待镀基材置于熔融的本发明提供的热镀用锌合金中，在待镀基材表面形成镀层。

本发明提供的热镀用锌合金，通过发明人对锌合金中各组分的种类和含量进行适当选择，具体为在锌浴中添加适量的Al、Ni、Mn、Cu、Si、Ti微量元素，得到的本发明提供的热镀用锌合金，适用于各种复杂成分以及复杂形状的钢材材质，在其热镀过程中均能有效控制锌铁合金层的过快生长，同时还能降低合金熔点，使得本发明提供的热镀用锌合金熔融后形成的合金锌浴具有较高的流动性，镀层的自由层变薄，同时能有效提高合金镀层的耐蚀性和机械性能，使合金镀层的厚度更均匀，无色差、无圣德林效应、无多余的锌瘤，具有较高的镀层质量，同时减少底渣的产生，节约用锌，降低镀锌成本。

具体实施方式

本发明提供了一种热镀用锌合金，以热镀用锌合金的总质量为基准，所述热镀用锌合金中含有0.001-0.2wt%的Al、0.002-0.1wt%的Ni、0.001-0.1wt%的Mn、0.0005-0.001wt%的Ti、0.0005-0.002wt%的Cu、0.0005-0.01wt%的Si，余量为Zn及锌合金所带的不可避免的杂质。

本发明的发明人通过大量实验发现，本发明提供的热镀用锌合金，通过对锌合金中的组分种类和含量进行适当选择，具体为在锌浴中添加适量的Al、Ni、Mn、Cu、Si、Ti微量元素，得到的本发明提供的热镀用锌合金，适用于各种成分和形状均十分复杂的钢材材质，在其热镀过程中均能有效控制锌铁合金层的过快生长，同时还能降低合金熔点，使得本发明提供的热镀用锌合金熔融后形成的合金锌浴具有较高的流动性，镀层的自由层变薄，同时能有效提高合金镀层的耐蚀性和机械性能，热镀后形成的合金镀层的厚度更均匀，无色差、无圣德林效应、无多余的锌瘤，具有较高的镀层质量。