[发明专利]一种热镀用稀土锌镍镁合金锭及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属结构表面镀覆用合金材料及制造方法，具体指一种热镀用稀土锌镍 镁合金锭及其制造方法。

背景技术

自1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百七十多年的历史了。然而， 热镀锌工艺技术是近五十多年来伴随冷轧带钢的飞速发展才得到大规模发展。其主要方 法有：

1、改良森吉米尔法：它是一种用于连续热浸镀锌的工艺方法；它把森吉米尔法中 各自独立的氧化炉和还原炉由一个截面积较小的过道连接起来，这样包括预热炉、还原 炉和冷却段在内的整个退火炉构成一个有机整体。该连续热浸镀锌方法具有许多优点： 优质、高产、低耗、安全等优点已逐渐被人们所认识。其发展速度非常快，特别适用于 几何形状相对规则的构件连续热浸镀锌，自上世纪60年代以来，新建的大型连续热浸 镀锌生产线几乎全部采用了这种方法。

2、莎伦法及后续改良法：上世纪四十年代美国莎伦公司开发了一种新型的热镀锌 方法，后来称之为莎伦法。该法是在退火炉内向钢基体喷射氯化氢气体并使带其到再结 晶温度，所以也称为气体酸洗法。采用氯化氢气体酸洗，不但能去除钢基表面的氧化皮， 而且同时去除了钢基表面的油脂，由于钢基表面被氧化气体腐蚀，形成麻面，所以使用 莎伦法所得到的镀层粘附性特别好。

由于莎伦法氯化氢酸性气体对于生产设备腐蚀严重，造成很高的生产设备维修和更 新费用。因此后人对这种方法加以改良，形成以盐酸溶液或稀硫酸溶液进行钢基表面除 锈处理，再进行热浸镀锌的普通热镀锌工艺，对于几何形状不规则的构件而不能采用连 续镀锌方式基本都采用了这种方法。

3、Galvalume及Calfan法：Galvalume法所采用的是“55％Al-43.5％Zn-1.5％Si” 合金镀层；而Calfan法采用含“铝-5％，稀土-0.05％”合金镀层，Galvalume及Calfan 法将原单一的镀锌层改进成为锌铝合金镀层，降低了镀锌温度，特别是Calfan法首次采 用稀土锌铝合金镀层，使镀层表面质量得到明显改善。

热镀锌是一种很受欢迎的防腐处理方法，其适应环境广，目前其已被广泛运用于电 力、通信、国防、交通运输及工民建筑等等钢结构的防腐处理上。随着时代的发展，人 们对镀层的要求越来越高，现有的热镀锌所使用的合金材料防腐年限短，且不同环境中 的防腐年限不同。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种防腐时间更长且不受 环境影响的热镀用稀土锌镍镁合金锭及制造方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该热镀用稀土锌镍镁合金锭，其特 征在于包括镍2.00～5.00wt％，镁0.20～0.25wt％，铝3.00～5.00wt％，稀土金属混合物 0.11-0.25wt％，和余量的锌；其中所述的稀土金属混合物包括镧0.06-0.08％、铈0-0.05、 镨0-0.06％、钕0.05-0.07％，杂质的含量不大于0.03wt％。

本方案中各元素在锌液中的作用为：

以轻质混合稀土为主的混合稀土金属包含：镧、铈、镨、钕。其混合稀土元素的加 入降低了锌液的粘度，细化了锌液晶粒，净化了晶格，显著增强了锌液的流动性，降低 了镀覆工作温度，使镀层均匀、致密，具有类似铝合金的美观外表；

镍，镍的加入能够阻止硅镇静钢热镀锌的合金镀层过厚、镀层颜色灰暗以及粗糙现 象，主要形成了NiSi，减轻了硅的不利影响，同时，镍原子能进入镀层的晶相结构中， 降低了铁和锌的扩散速度，提高了镀层的挠性并增强了镀层的抗腐蚀性。另外镍在锌液 中，有阻碍钢基体与锌液反应的能力，这一点有效克服了锌、铝等对锌锅的金属腐蚀的 缺点，大大提高了锌锅的使用寿命，减少了锌渣量。

镁，镁的加入能够极大地提高镀层的延展性与防腐能力。实验证明随着镁含量的增 大，镀层的耐蚀性能逐渐提高，但提高的幅度逐渐降低；镁元素主要分布于晶相层的晶 界处，起到细化晶粒的作用，随着镁含量的增大，镀层晶粒不断细化，组织结构趋于更 均匀。