耐熔融锌、铝腐蚀涂层的分析

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1、山东科技大学硕士学位论文2文献综述2．1热浸镀技术概述热浸镀，简称热镀，是一种早就普遍地用作金属制品的表面处理方法嘲口n。据资料报道，热镀工艺是从镀锡制品开始的。远在古罗马时代就有把金属容器浸入熔融锡中进行热镀的方法。2．1．1热浸镀锌技术概述我国是最早掌握炼锌技术的国家，明代著作《天工开物》称锌为倭铅，记述了炼制技术。约在16～18世纪，我国的金属锌传入欧洲，被称为tutcnague，纯度达98％以上。但是把熔融锌镀在钢铁制品上，还是在1742年由法国化学家Mclouin首创。1836年法国人Sorc

2、l将热镀法应用于生产。1837年英国人Crrawford。H．W．取得熔剂法专利【71。随着热镀锌制品生产的发展，1931年美籍波兰人森吉米尔(Sendzimir，T．)提出用保护气体还原法进行带钢连续热镀锌，故通称“森吉米尔法”。该法首先获得美国专利，并于1937年在美国建成了第一条带钢连续热镀锌生产线，从而为现代热镀锌钢材的生产奠定了基础。我国热镀锌工业发展较晚。根据资料报道，于40年代在鞍山采用熔剂法生产单张热镀锌钢板，至1953年开始热镀锌钢管。现代连续热镀锌生产线是在1979年于武汉建成投产的

3、【6】㈣。由于热镀锌钢材具有优异的耐腐蚀性能，同时，锌材料对环境也没有破坏作用，因此，热镀锌产品在国民经济中得以迅速的推广和应用，并占有举足轻重的地位。据统计，金属锌的最大消费领域是镀锌工业，其消费量约占锌总产量的30％～40％【引，镀锌产品的人均消费量甚至在一定程度上标志着一个国家人民生活水平的高低。在工业发达国家熟镀锌的金属制品率已达58％以上，而我国则不足14％191。据世界镀锌协会的资料，1994年德国175个镀锌厂家，生产镀锌钢材114．17万t，美国和加拿大150个镀锌厂家生产镀锌钢材114

4、．5万t，日本127个镀锌厂家生产镀锌钢材158．175万t，而我国有近600个镀锌厂家，却仅生产镀锌钢材70万t001。由此可见，我国的镀锌厂家数为德国、美国和加拿大、日本的数倍，但产量仅占德国的60％、美国和加拿大的61％、日本的44％。造成我国热镀锌产业发展缓慢的原因有多种，但其中最直接的原因就是由于熔锌腐蚀而引起的镀锌设备成本太高，生产效率太低的问题。2生查型塾查堂堡主堂堡兰苎!苎壁堡堕加热方式的不合理和熔锌对金属的严重腐蚀性，是引起热镀锌工业纯锌浪费大，能耗高，镀锌产品质量差，镀锌设备寿命低和

5、环境污染严重等问题的主要原因。目前，国内外的研究者们在对热镀锌设备材料的研究和加热方式改进上做了大量的工作，提出了各种改进措施和新技术、新工艺。其中，陶瓷锌锅内加热方式被公认为是目前解决热镀锌工业中诸多问题的理想途径[11,121。陶瓷锌锅克服了铁制锌锅使用寿命低、能耗大的缺点，在很大程度上提高了锌锅的使用性能和防腐蚀性能，提高了其使用寿命。然而，由于陶瓷锌锅导热性较差，当前常用的底部加热方式已不再适用，因此需要有新的加热方式与之相适应。目前镀锌工业中与陶瓷锌锅相对应的加热方式有三种：上加热方式，感应加

6、热方式和内加热方式。其中，内加热方式以其加热效率高、功耗小、镀层质量高和加热器易于维修更换等优点而得到广泛好评和认可，并在实际工业生产中开始应用。但是，这种热镀锌工艺要求加热器必须浸入锌液中使用，直接与锌液接触，而且在热镀锌过程中，由于有不断的打捞锌渣和停炉检修等作业，因此要求内加热器套管必须具有优良的机械(强度等)性能以及耐熔锌腐蚀性能。但目前国内外在内加热器套管方面的研究还并不多，所用内加热套管多为陶瓷材料，存在着强度不高、导热性不好、检修不方便、机械性能不佳、使用寿命短等问题。金属内加热器套管具有

7、优良的机械性能，可以随炉冷却，在很大程度上简化了操作和检修程序，具有巨大的发展应用潜力。然而，由于熔融锌液对金属具有强烈的腐蚀作用，因此必须对其进行表面防护，以提高其使用寿命。2．1．2热浸镀铝技术概述将钢铁工件浸入熔融铝浴中并保温一定时间，使铝(及其它附加元素)涂覆并渗入钢铁表面获得热浸铝层的工艺方法称为热浸铝，又称为液体渗铝【4】。热浸铝材料具有比热镀锌更为优良的耐热抗腐蚀性能。尤其是普通碳素钢、低合金钢进行表面热浸铝后，可以代替耐热钢、不锈钢，降低成本、延长使用寿命。一些先进的工业国家在热浸铝工艺

8、和性能方面做了大量的研究工作。1931年德国发表了关于其耐热性能的研究文章，1943年美国开始中试生产，1946年形成生产能力。50年代英、德建立了大规模生产线。60年代日本进行大规模生产。我国从50年代开始，开展了热浸铝试验研究、工业生产以及产品推广应用工作，现己逐步普及到石油、化工、冶金、电力、建筑等部门14】。表面渗铝可赋予材料优良的耐候性、耐蚀性和抗高温氧化性能等特点，同时又不破坏基体材料的整体力学性能，在石油、化工、电力、冶金和航