[发明专利]一种热浸锌用合金及其生产工艺

说明书

本发明涉及一种热浸锌用合金的生产工艺，包括纯锌，在纯锌的基础上添加带有Al、Ni、Mn、Ti、RE的合金元素，余量为锌，其成分按照质量百分比计算，所述Al的含量为0.01‑0.3wt.%，Ni的含量为0.03‑0.5wt.%，Mn的含量为0.1‑1wt.%，Ti的含量为0.05‑0.4wt.%，RE的含量为0.3‑2wt.%，该合金成分遵循少量多元的原则，以达到消除sandelin效应，提高耐腐蚀性能，提高机械性能。

技术领域

本发明涉及热浸锌技术领域，特别涉及一种热浸锌用合金的生产工艺。

背景技术

电力铁塔服役条件恶劣，铁塔既要承受静态力的作用，又要承担动态力的冲击。在无风静止的情况下，铁塔受到电线和自身重量的静态力作用；在风载动态力的作用下电线会做往复运动，导致铁塔受迫振动，塔架的振动又会反过来加剧导线的振动。铁塔在大气腐蚀和力学因素的相互作用下钢铁材料会发生断裂甚至倒塌，直接影响供电系统的稳定性，甚至威胁人们的生命财产安全。因此，作为高压输电线路的承重结构，铁塔的防腐蚀保护是影响铁塔服役安全和寿命的关键因素之一，对输电线路的安全产生重要的影响。热浸锌是将钢铁材料浸入到熔融的锌液中并保持一定的时间，在钢铁表面生成一层具有保护性能的锌合金镀层的工艺。热浸锌镀层主要通过隔离防护和牺牲阳极保护两种方式对钢铁材料提供保护。镀层和钢基体之间以冶金结合的方式连结在一起，具有较高的结合强度。通过与电镀、化学镀的比较，热浸镀获得的镀层较厚，用作防护涂层，其耐腐蚀性能有很大的提高。此外，热浸锌工艺对钢件的形状、尺寸的适应性强，相比电沉积和热喷涂等涂层制备方法，热浸锌工艺成本低、效率高。因此，热浸锌是铁塔材料最常用及最有效的防腐方法之一。

针对我国现有的标准还不能满足出口需求，着力于开发增加电力铁塔用热浸锌层厚度，提升其耐腐蚀性能的热浸厚锌层技术。在有效保证热浸锌层与基体结合力强度以及表面镀层外观质量的情况下，亟需通过创新镀锌液成分的研发、热浸锌工艺创新等以增加镀层厚度、优化组织并提高其耐腐性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热浸锌用合金的生产工艺，以解决上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种热浸锌用合金，包括纯锌，在纯锌的基础上添加带有Al、Ni、Mn、Ti、RE的合金元素，余量为锌，其成分按照质量百分比计算，所述Al的含量为0.01-0.3wt.%，Ni的含量为0.03-0.5wt.%，Mn的含量为0.1-1wt.%，Ti的含量为0.05-0.4wt.%，RE的含量为0.3-2wt.%。

通过采用上述技术方案，该合金成分遵循少量多元的原则，以达到消除sandelin效应，提高耐腐蚀性能，提高机械性能。

一种热浸锌用合金的生产工艺，包括如下步骤： S1、准确称量纯锌及带有Al、Ni、Mn、Ti、RE的合金元素； S2、先将纯锌放置在中频感应炉中炼化； S3、待纯锌熔化后加入Al、Zn-Ni、Zn-Mn、Zn-Ti、Zn-RE，升温至750℃，将熔融后搅拌均匀生成合金液，在合金液表面添加盐类覆盖剂，保温45min； S4、将中频感应炉的炉温下降至500-600℃； S5、将中频感应炉内的合金液注入锌液池，对锌液池进行加热升温，把工件放入锌液池进行热浸锌，采用分步热进行工艺，先将工件在锌液池内预镀60-90秒，然后将工件提出锌液池并悬停装载锌液池的表面10-30秒，再次将工件浸入锌液池30-60秒； S6、采用X射线荧光光谱仪对锌液池的成分进行实时监控； S7、锌液池内设有锌液净化装置，该锌液净化装置用于对锌液池内的锌液进行去除锌渣。

通过采用上述技术方案，通过该工艺能够提高锌合金的制备效率，工艺温度好控制，在浸镀的过程中也能够保证锌液的洁净，能够提高热浸锌工艺的高效，提高生产效率，同时工件在浸镀后其表面的镀层厚度适中，外观质量高，耐腐蚀的性能好，通过锌液净化装置能够降低除锌渣的成本，性能优良，能及时快速的去除锌液池内的锌渣，使得在整个工艺生产过程中，锌液池内的锌渣能够保持在一个较低的水平，采用分步热浸锌可以有效增加浸锌层厚度同时能够防止脆性相过度长大。