[发明专利]低碳钢热浸镀锌用耐氧化Zn-Sc-Nb锌合金

说明书

本发明公开了低碳钢热浸镀锌用耐氧化Zn‑Sc‑Nb锌合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Ba:0.5‑1.0wt.%,Sc:0.4‑0.8wt.%,Bi:2.0‑4.0wt.%,Ag：1.0‑2.0wt.%，Nb:0.5‑0.8wt.%,Mg:0.4‑0.6wt.%,余量为锌。本发明有助于对传统热浸镀锌进行底层性质的创新和优化，对整个热浸镀锌行业及其技术的发展与提升具有积极的意义。

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

工业中应用最广泛的钢铁材料，在大气、海水、土壤及建筑材料等环境中使用时，均会发生不同程度的腐蚀。 据统计，全世界每年因腐蚀而损失的钢铁材料大约可占到其总产量的 1/3。 为了保证钢铁制品的正常使用，延长其使用寿命，钢铁的防腐蚀保护技术一直受到人们的普遍重视。

为了使紧固件表面具有某种特殊功能，同时赋予其表面装饰性的外观，所以一般采用镀锌(电镀锌和热浸锌)的方式对其处理。由于锌在干燥空气中不易变化，而在潮湿的空气中，表面能生成一种很致密的碳酸锌薄膜，这种薄膜能有效保护内部不再受到腐蚀。并且当某种原因使镀层发生破坏而露出不太大的基体时，锌与钢基体形成微电池，使紧固件基体成为阴极而受到保护。

电镀锌:锌镀层较厚，结晶细致、均匀且无孔隙，抗腐蚀性良好；电镀所得锌层较纯，在酸、碱等雾气中腐蚀较慢，且有效保护紧固件基体。由于镀锌层具有良好的延展性，因此可进行冷冲、轧制、折弯等各种成型而不损坏镀层。电镀锌所涉及的领域越来越广泛，紧固件产品的应用已遍及机械制造、电子、精密仪器、化工、交通运输、航天等在国民经济中有重大意义。

热浸锌: 它是将表面经清洗、 活化后的钢铁制品浸于熔融的锌液中，通过铁锌之间的反应和扩散，在钢铁制品表面镀覆附着性良好的锌合金镀层。 与其他金属防护方法相比，热浸镀锌工艺在镀层的物理屏障与电化学保护相结合的保护特性上，镀层与基体的结合强度上、镀层的致密性、耐久性、免维护性和经济性及其对制品形状与尺寸的适应性上，具有无可比拟的优势。长期以来，热浸镀锌工艺因其低廉的施镀成本，优良的保护特性和漂亮的外观而备受人们的青睐，广泛应用于汽车、建筑、家电、化工、机械、石油、冶金、轻工、交通、电力、航空和海洋工程等领域。

一般而言,热浸镀锌的防腐蚀寿命是电镀锌使用寿命的40倍以上。因而在更为苛刻的腐蚀性环境下,热浸镀锌得到了更为广泛的应用。钢铁材料有很多类型,每种类型的热镀锌也有它的特点。具体的来说: (1)钢丝含碳量变化范围比较广，既有高碳钢丝，也有低碳钢丝，在镀锌工艺上有着不同要求;(2)由于用途的不同，钢丝的力学性能要求较高。对强度较高的高碳钢丝和中碳钢丝，在镀锌后也要求较高的优良的综合力学性能，强度变化较小;(3)由于性能方面的要求，为了获得优良的综合性能、降低成本，钢丝在进行热镀锌后还要进行拉拔加工。因此，对一些钢丝的热镀锌工艺要兼各以后的拉拔加工。

现阶段国内热浸镀锌领域存在着一些问题，行业整体发展大而不强，还不具备和世界同行业发达国家抗衡的能力，普通产品产能过剩，高端产品依赖进口。工业规模达到世界较大，整体装备和部分技术接近或达到国际先进水平，整体装备工艺技术整体落后，生产效率低，资源能源消耗大。热浸镀锌开发领域落后，不仅仅是热处理加工的基础问题，还和行业上下游息息相关，整体工业落后使得我们的热浸镀锌体系序列开发产生影响。

虽然我国钢材冶炼和加工具有很大的资源优势，但目前绝大多数的钢材热处理企业，均采用传统的热浸镀锌工艺。这类传统材料的压铸工艺很大程度上通过大量的、长周期的反复试验修改才能最终实现工艺目标。故在开发周期、设计质量及其所实现的工艺质量等方面较难保证，使得企业亦无法在竞争激烈的市场中获得更大的突破。开发高品质热浸镀锌用锌合金对于提升我国自主研发精品新材料，占领国际精品新材料市场具有促进作用。对传统热浸镀锌进行底层性质的创新和优化，对整个热浸镀锌行业及其技术的发展与提升具有积极的意义。

发明内容