[发明专利]无锌花耐摩擦热浸镀用K-S-B锌铝合金及加工工艺

说明书

本发明公开了无锌花耐摩擦热浸镀用K‑S‑B锌铝合金及加工工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:K:0.2‑0.3wt.%,Mg:2.0‑2.5wt.%,Ca:1.0‑1.8wt.%,Al:20.0‑28.0wt.%,Se:0.2‑0.3wt.%,In:0.6‑0.8wt.%,B:0.1‑0.2wt.%,S:0.2‑0.3wt.%，余量为锌。该热浸镀锌铝合金及其工艺解决了热浸镀锌铝合金应用研究和产业化中的关键问题。并使得最终产品具备极其优异的耐腐蚀性能和无锌花的表面状态。因而该材料必将在不久的将来得到更为广泛的应用。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种锌铝合金。

背景技术

国际贸易中90%以上的运力靠海洋运输。海洋平台是油气资源开发的重要支柱，海上风电是近年来大力发展的新能源。因此，大力发展海洋工程防腐材料和技术，对于保障海洋工程和船舶的服役安全与可靠性，降低重大灾害性事故的发生，延长海洋构筑物的使用寿命具有重大意义。

在海洋环境中服役的基础设施和重要工业设施的腐蚀问题严重，特别是船舶与海洋平台的腐蚀问题更加突出，腐蚀已经成为影响船舶、近海工程、远洋设施服役安全、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。由于海洋环境的恶略性，纯锌镀层钢丝已很难满足要求，需要使用高质量的耐腐蚀产品。

热浸镀简称热镀。热镀是把被镀件浸入到熔融的金属液体中使其表面形成金属镀层的一种工艺方法。具体是将被镀的钢铁材料浸入熔融的镀层金属中再取出冷却，使其表面形成金属镀层，它广泛用于低熔点金属锌、锡、铝、铅及其合金镀层的生产，主要以防蚀为目的，并有一定装饰作用。

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。热浸镀锌铝合金既有铝元素把钢基与环境分隔的屏障保护作用，又有锌元素优异的电化学防护性能，在各种大气中的抗蚀能力是同厚度热镀。锌层的2-3倍，其加工成型性、涂挂性优于热浸镀锌产品和工艺。

当热浸镀锌铝合金在腐蚀性环境下工作时,合金热浸镀层的腐蚀产物(碱式碳酸锌铝水合物等)逐渐积附在粉末间的孔隙和基体的表面上，这些碱式碳酸锌铝水合物难溶于水，它们覆盖在涂层表面形成一层致密的凝胶状薄膜阻碍了氧原子、水分子等到达铁基体表面。可见,热浸镀锌铝合金镀层对腐蚀介质有良好的屏蔽作用，可以减弱了电化学腐蚀速度，使铁基体的消耗速度显著降低，从而也提高了涂层的阴极保护效率。

在生产过程中，当镀锌带从锌锅出来后，经气刀的喷吹，大量锌液被吹回锌锅，这时带钢表面还有锌合金，呈液态附在钢板表面，在钢板表面形成大量结晶核，随着钢板上升冷却，使结晶核慢慢长成锌花。冷却速度越快锌花越小，冷却速度越慢锌花越大。锌花只是具有观赏价值，无实际使用价值，相反在防腐蚀方面并不好。发达国家都实行小锌花和无锌花镀锌钢板。

我国钢材热浸镀锌铝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。寻求更好的材料设计方法成为解决热浸镀锌钢板应用研究和产业化中的关键问题之一。此外，通过先进的材料学设计也是解决热浸镀锌铝用合金在热浸镀锌生产过程中重大问题的解决方向之一。可以预计,新型的热浸镀锌铝用合金能解决如上的工业难题,在不久的将来该类材料必将在更多的使用领域得的广阔的应用。

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无锌花耐摩擦热浸镀用K-S-B锌铝合金。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：