论文摘要
热浸镀是当今世界上应用最广泛、性能价格比最优的钢材表面处理方法。热浸镀产品对钢铁的减缓腐蚀、节能节材起着不可估量和不可替代的作用,热浸镀层与钢铁基体之间有很好的结合力,作为防护涂层,其耐蚀性能大大提高。随着科学技术的发展和生产的需要,传统的镀层种类已不能满足生产需要,这就需要开发出镀层美观、性能优良的新型合金镀层。在锌浴中加入Al、Mg、Re等合金元素,对镀层有明显的减薄作用,可提高产品质量,降低生产成本。本实验在不改变原有热镀浸Zn设备的基础上,制备了纯Zn、Zn-Al合金、Zn-Mg合金、Zn-Al-Mg合金及Zn-Al-Mg-Re合金样片,分析检测了其耐蚀性能,研究了耐蚀机理。在所有可添加的合金元素中,最常用且最大量使用的是Al、Zn-Al合金的耐蚀性比纯Zn好,Al的加入可增加镀件表面镀锌层的光泽,改变Zn-Fe合金层的组织结构,抵消锌液中铁的影响。本文合成制备了Zn-1Al合金、Zn-5Al合金和Zn-55Al合金三种镀层样片,分析研究了其耐蚀机理。在Zn及Zn-Al合金中加入少量的Mg能使镀层的组织结构发生变化,增加镀层的光泽,提高镀层耐蚀性。Mg和Zn、Al并未形成均匀的固溶体合金,而是分布于Zn、Al的晶界上,起到细化金属晶粒、强化晶界的作用,使镀层组织结构更均匀。为此,合成制备了Mg含量在0.5%～3.0%之间的合金镀层样片。Re元素具有突出的化学活性和很强的亲和力,Re的加入可使镀液粘度大为降低,改善对钢基浸润性。Re在镀层中有富集于表面的倾向,并且在镀层表面形成致密而均匀的氧化层,在一定程度上阻止外界杂质原子向合金层内部扩散,从而延缓了氧化和腐蚀过程。本文合成制备了Re含量在0.01%～0.2%之间的合金镀层样片。因合金元素与Zn的熔点相差较大,直接将纯金属加入到Zn浴中很难溶解,甚至造成浮渣增多等情况,为避免这种情况的发生,本文采用向锌浴中添加中间合金的方法来制备合金样片。通过镀层厚度测量,分析合金元素的加入对镀层厚度的影响。通过Na2SO4溶液全浸腐蚀试验、NaCl中性盐雾试验和极化曲线测定了不同合金镀层的耐蚀性能,研究了Al、Mg、Re元素的加入对合金镀层耐蚀性能的影响。通过高频显微镜及扫描电镜观察了镀层的微观形貌,利用X-射线衍射对镀层在Na2SO4溶液中的全浸腐蚀产物进行衍射试验,分析了镀层的耐蚀机理。研究表明：向锌液中添加一定含量的合金元素,可以提高产品性能,美化外观,节约成本,提高产品耐蚀性。由于合金元素添加量较少,因此可以采用与热镀纯Zn相近的工艺参数,操作简单,具有广阔的应用前景。