[发明专利]锌铝合金热浸镀用耐腐蚀不锈钢锅材料及其工艺

说明书

本发明公开了锌铝合金热浸镀用耐腐蚀不锈钢锅材料及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Li:1.0‑1.2wt.%,Mo:0.2‑0.3wt.%,Ca:0.1‑0.2wt.%,Cr:8.0‑9.5wt.%,Ni:6.2‑7.5wt.%,Si:4.0‑8.0wt.%,Co:1.5‑1.8wt.%，B:0.2‑0.5wt.%，余量为铁。该材料的开发和产业化，对于解决热浸镀锌铝合金生产中现有的铁锅使用寿命过短，换装不方便的现状提供了一种材料学的解决方案。该材料的实施和产业化对于解决我国的行业现状，提高我国冶金工业的产品国际竞争力具有重要意义。

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

海洋约覆盖了71%的地球表面，海洋产业已经成为当今世界经济发展的重要支柱。海水中的盐浓度高、富氧，并存在着大量海洋微生物和宏生物，加之海浪冲击和阳光照射，海洋腐蚀环境较为严酷。海洋环境腐蚀已经成为影响设施服役安全、寿命、可靠性的最重要因素，引起世界各国政府和工业界的高度重视。

钢材镀锌后，耐腐蚀性能大幅度提高，能节省材料和资源，发挥更加良好的经济效益和环境效益。钢材在使用过程中使镀层遭到局部破坏，暴露出的钢基体很快就会被腐蚀掉。但镀锌钢特有的牺牲保护性能，会使腐蚀速度变得很慢。主要原因是锌与钢丝中的铁在潮湿的环境中组成了原电池，由于锌的标准电极电位只有-1.05V，低于铁的-0.036V，因而锌作为阳极被氧化，而铁作为阴极得到保护。锌腐蚀以后的生成物很致密，反应速度很慢，使得总体的耐腐蚀性能大幅度提高。

热浸镀是将钢铁制件浸入熔融的金属中以获得涂层的方法，作为涂层的金属是低熔点金属。其中热镀锌应用最为广泛。镀锌后的钢材性能优良，既有钢基的强度和塑性，又有锌镀层的强防腐性。因为镀锌层厚度大，有纯锌层和铁锌合金层，所以耐腐蚀性能好。与其它金属相比，锌的价格相对低，生产成本低，工艺适合于自动化，因而生产率特别高。另外，镀层属于阳极保护、镀层牢固、外观漂亮，这些优点使全世界热镀锌的生产能力是电镀锌的七倍左右。

随着对热镀锌产品内在质量、外观质量、使用质量的要求不断提高，传统的热浸镀锌已经不能完全满足现有的日益严重的环境腐蚀需要。目前而言，更具有防腐能力的热浸镀合金体系是锌铝合金。在国际范围内，开发新的锌铝基合金经成为国内外研究的热点。美国在50-60年代开发出Zn-Si的镀层材料，比利时在80年代开发出名为Galfan锌铝稀土镀层材料，日本新日铁钢铁公司在2000年开发出名字为Supekdima的Zn-A1-Mg-Si高耐蚀性镀层钢板，产品耐蚀性为Galfan镀层板的5-8倍，切口耐蚀性优于Galvalume镀层，可替代不锈钢板和铝板。

热浸镀锌领域的铁锅主要用外侧加热方式。锌锅用低碳钢板焊制或用铸铁浇铸而成，热源放置在锌锅底部或两侧并通过壁的热传导将热量传给锌液。铸铁锅是采用灰铸铁铸造，熔锌量一般在2吨以下，主要用于钢件、螺栓等小型零件热镀锌。钢板焊接的锌锅材料大都采用低碳低硅钢板制造。热浸镀锌铁锅成本低、制造工艺简单、升温快、维修方便，得到了较为广泛的应用。但是当这些传统热浸镀锌用的铁锅用于热浸镀锌铝合金的时候，铁锅的合金液腐蚀严重，使用寿命极短，非正常锌耗大。

我国钢材热浸镀锌的发展与世界水平相比还存在一定的差距。现有热镀锌铝生产线多数存在技术落后、产品产量低、产品质量差、生产成本高、能量耗费大、环保措施不力，常造成严重环境污染等缺点，此类生产线难以满足我国国民经济腾飞的需要。寻求更好的热浸镀锌铝工艺是应用研究和产业化中的关键问题之一。其中，热浸镀锌铝用坩埚的现有困局的克服可以使得热浸镀锌铝合金扩大产业规模和提高生产效益。在不久的将来，该类新型热浸镀锌铝用铁锅必将在更多的热浸镀锌铝合金中得到广泛的应用。

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420-480度大气条件下使用的锌铝合金热浸镀用耐腐蚀不锈钢锅材料。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：