CN104818445A - 一种含硅的Galfan镀锌合金 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢板热浸镀锌合金，特别涉及一种添加硅元素的Galfan镀锌合金。其创新点在于：其组分按照重量百分比计算是：铝：4~6；镧铈混合稀土：0.01~0.5；硅：0.01~0.5；不可避免的杂质：≤0.5；锌：余量。利用硅元素和稀土元素之间的协同作用，能有效提高Galfan合金的耐腐蚀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢板热浸镀锌合金，特别涉及一种添加硅元素的Galfan镀锌合金。
背景技术
热浸镀锌作为一种有效的钢铁表面防护工艺被广泛应用于钢铁构件的防护上；热浸镀锌是将表面经清洗、活化后的钢铁浸于液态锌中，通过铁锌之间的反应扩散在钢铁表面生成铁锌金属间化合物层的过程，热浸镀纯锌镀层包括金属间化合物层和自由锌层，它在空气中生成保护性氧化膜，隔离了钢铁材料与腐蚀环境的接触，并利用锌对钢铁的牺牲性阳极保护的特性，对钢铁材料起到保护作用，但热浸镀纯锌镀层耐用期短，必须添加一些合金元素来提高镀层耐用期；热浸镀铝的耐用期长，但阴极保护能力差，故锌铝合金镀层则兼顾了锌的阴极保护和铝的耐久保护性，镀层性能较单一锌或铝镀层优越，为了提高镀层产品的耐蚀性和产品质量，通常还会添加一些其他的合金元素。
Galfan合金是20世纪70年代比利时冶金研究中心在国际铅锌组织的支持下研制开发的镀层合金，其成分为Zn-5％Al-（La+Ce）(质量分数)，稀土元素加入后，不仅可以有效改善镀层表面光泽，提高镀层耐蚀性能和机械加工性能，延长使用寿命，还可以减薄镀层厚度，明显降低热镀锌液的温度；此外，稀土的加入可以增加镀液的流动性和净化钢基表面，从而提高镀液的浸润性和镀层的附着力，改善漏镀现象，稀土还能使镀层组织均匀、细化晶粒，细小的共晶组织能阻止裂纹的扩展，从而降低镀层脆性，Galfan合金以其低熔点、良好的耐蚀性等特点而适用于钢丝镀锌的替代镀层。
Galfan镀层产品在实际应用中通常会弯曲、打结，由此引发的镀层开裂会严重影响镀层的耐蚀性，从而影响产品的使用寿命，适当的减薄基体与外围凝固组织中间的合金层，可以降低镀层的开裂倾向；目前，在Galfan镀锌合金中还鲜有添加硅元素的报道，为此，利用硅元素和稀土元素之间的协同作用，有效提高Galfan合金的耐腐蚀性成为镀锌工作者的追求。
发明内容
本发明的目的是，提供一种含硅的热浸镀Galfan合金，利用硅元素和稀土元素之间的协同作用，有效提高Galfan合金耐腐蚀性。
本发明实现其目的的技术方案是：
一种添加硅的Galfan合金，其创新点在于：其组分按照重量百分比计算是：
铝：4~6；
镧铈混合稀土：0.01~0.5；
硅：0.01~0.5；
不可避免的杂质：≤0.5；
锌：余量。
本发明的一种典型的技术方案是：
一种添加硅的Galfan合金，各组分的重量百分含量是(%):
铝：4.5~5.5；
镧铈混合稀土：0.03~0.06；
硅：0.03~0.06；
不可避免的杂质：≤0.5；
锌：余量。
本发明所述的含硅的Galfan合金呈块状，其块度在50~100mm范围内；或者呈棒状，直径在30~50mm范围内，长度在80~120mm范围内。
本发明所述不可避免的杂质，是在其制备的过程中，不可能彻底去除的一些金属或非金属杂质元素，主要包括硫、磷、铁、铬、铜、镉和铅。
上述技术方案得以实施后，可以得到硅含量最高为0.5%的含硅Galfan合金，从而实现了本发明的目的。
附图说明
表1为本发明所述含硅Galfan合金与普通Galfan合金在5%氯化钠溶液盐雾试验480小时所得相关数据，所取数据为重复实验三次的平均值；按以下公式计算出腐蚀速率。
公式中，v：单位面积腐蚀速率，单位为g/m2·h。
W1：式样腐蚀前质量，单位为g。
W2：式样腐蚀后去除腐蚀产物后的质量，g。
S：式样表面积，m2。
t：盐雾腐蚀时间，h。
图1为由计算所得腐蚀速率作出的腐蚀速率对比图。
实验证明，在5%氯化钠盐雾环境下，含微量硅元素的Galfan合金耐蚀性优于普通Galfan合金的耐蚀性，表1和图1显示，四种实施例中的所述含硅Galfan合金腐蚀480小时的平均腐蚀速率为均明显小于普通Galfan的腐蚀速率0.0220 g/m2·h-1。
具体实施方式
实施方式之一：一种含硅Galfan合金，其组分和各组分的重量百分含量是(%)：铝 5，混合稀土(镧和铈) 0.03，硅 0.03，不可避免的杂质硫、磷、铁、铬、铜、镉和铅等总和≤0.5，余量为锌；其产品呈块状，块度80mm。
实施方式之二：一种含硅Galfan合金，其组分和各组分的重量百分含量是(%)：铝 5，混合稀土(镧和铈) 0.03，硅 0.045，不可避免的杂质硫、磷、铁、铬、铜、镉和铅等总和≤0.5，余量为锌；其产品呈块状，块度50mm。
实施方式之三：一种含硅Galfan合金，其组分和各组分的重量百分含量是(%)：铝 5，混合稀土(镧和铈) 0.06，硅 0.045，不可避免的杂质硫、磷、铁、铬、铜、镉和铅等总和≤0.5，余量为锌；其产品呈棒状，直径30mm，长度100mm。
实施方式之四：一种含硅Galfan合金，其组分和各组分的重量百分含量是(%)：铝 5，混合稀土(镧和铈) 0.06，硅 0.06，不可避免的杂质硫、磷、铁、铬、铜、镉和铅等总和≤0.5，余量为锌；其产品呈棒状，直径45mm，长度100mm。
含微量硅Galfan合金的本发明，可以制备小块度或制备棒状的产品。
本发明制备方法的简要描述是：
熔炼工艺分为两步；第一步是制备Galfan合金，第二步是加入Al-30Si中间合金制备本发明。
所述第一步制备Galfan合金和第二步制备本发明的工艺方法，均可采用通常的重熔工艺方法。
所述Galfan合金，在本发明中，其组分的重量百分含量，最优是铝5%，稀土0.06%，余量为锌，以获得组织细小、流动性好的本发明；而第二步制备本发明的方法，是按照本发明所需配比配料，将Al-30Si中间合金加入到熔融的Galfan合金液中，然后进行充分的搅拌，使得硅元素充分的溶解，避免硅元素偏析；为了获得合乎成分要求的含硅Galfan合金，熔炼过程中可向熔池中加入纯锌和Al-10RE中间合金对合金中的铝和稀土含量进行适当调整。
本发明的应用，不受其说明书描述的限制。
Claims (5)
1.一种添加硅的Galfan合金，其特征在于，其组分按照重量百分比计算是：
铝：4~6；
镧铈混合稀土：0.01~0.5；
硅：0.01~0.5；
不可避免的杂质：≤0.5；
锌：余量。
2.如权利要求1所述的一种添加硅的Galfan合金，其特征在于，其组分按照重量百分比计算是：
铝：4.5~5.5；
镧铈混合稀土：0.03~0.06；
硅：0.03~0.06；
不可避免的杂质：≤0.5；
锌：余量。
3.如权利要求1所述的一种添加硅的Galfan合金，其特征在于，所述的含硅的Galfan合金呈块状，其块度在50~100mm范围内；或者呈棒状，直径在30~50mm范围内，长度在80~120mm范围内。
4.如权利要求1所述的一种添加硅的Galfan合金，其特征在于，所述不可避免的杂质，是在其制备的过程中，不可能彻底去除的一些金属或非金属杂质元素，主要包括硫、磷、铁、铬、铜、镉和铅。
5.如权利要求1所述的一种添加硅的Galfan合金，其特征在于，其组分按照重量百分比计算是：
铝：5；
镧铈混合稀土： 0.06；
硅： 0.045；
不可避免的杂质：≤0.5；
锌：余量。
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