试析新型锌铝镁合金镀层工艺及其耐蚀机理的研究

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1、山东大学硕士学位论文新型锌铝镁合金镀层工艺及其耐蚀机理的研究姓名：许红申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张长桥20090515山东大学硕士学位论文摘要热浸镀是一种经济而有效的钢铁材料表面处理方法，由于其工艺简单、防腐蚀性能良好而被普遍使用，随着科学技术的发展和人类社会的进步，传统的镀层种类己不能满足防腐蚀的需要，这就需要开发出性能优良的新型合金镀层。在镀层中加入铝、镁元素具有很多优点，可以改善镀层表面外观和耐蚀性能。课题组在以往的研究中对纯锌镀层、Zn．55％A1合金镀层、Zn-Mg合金镀层进行了深入的研究。本文在以往研究的基础上开发了

2、新型的Zn．A1．Mg耐蚀合金镀层，研究了Zn．AI．Mg合金镀层的生产工艺、耐蚀性能，并分析了镀层的耐蚀机理。针对镁元素化学性质比较活泼，密度比锌小，富集于锌液表面，氧化非常剧烈，造成合金熔液配比不稳定，而且氧化产物对热浸镀层影响较大，提出在添加镁时使用锌镁中间合金，并试验出一种新型覆盖剂，覆盖于合金熔液表面，减少镁元素的损失及氧化物的产生，并且具有去渣作用。针对合金镀层，经过多次试验，筛选出一种助镀剂，镀出镀层表面平整，缺陷较少且与基体结合牢固。对不同镁含量的Zn．AI．Mg合金镀层通过中性盐雾试验、Na2S04溶液全浸试验测定其腐蚀失重速

3、率，从而确定其耐蚀性能，结果表明，在镁含量较低时，耐蚀性能较纯锌镀层没有明显提高，但随着镁含量的增加耐蚀性能也不断提高，其中Zn-I％A1．2．5％Mg合金镀层耐蚀性能接近Zn一5％A1镀层。电化学交流阻抗、极化曲线测试表明，随着镁含量的增加，镀层阻抗越大、自腐蚀电位越高、自腐蚀电流密度越小，表明镀层耐蚀性能不断提高，这与腐蚀试验得出的结论一致。X-射线衍射分析表明，Zn-A1．Mg合金镀层腐蚀产物中出现了Zn4S04(OH)6·n20，能够在镀层表面形成致密的保护膜，有效的阻止腐蚀的继续进行，这是镀层具有良好耐蚀性的重要因素。扫描电镜分析发现

4、，加入Mg元素后，金属晶粒明显细化，主要是由于Mg与zn结合生成金属间化合物Zn2Mg。同时正是由于Mg元素的存在使镀层组织形成以Zn／A1／Zn2Mg三元共晶体为主体的镀层结构，且镀层结构致密，有效地山东大学硕士学位论文阻止晶间腐蚀的发生，这也是镀层耐蚀性能提高的重要因素。由于新型合金中A1、Mg元素含量较少，因此热镀温度、热镀时间等工艺参数与热镀纯锌镀层接近，原有镀锌机组可以直接通过设备改造、原料和工艺改进生产新型耐蚀合金镀层，具有广阔的应用前景。关键词：热浸镀；Zn．AI．Mg合金；电化学测试；耐蚀性能；耐蚀机理山东大学硕士学位论文Abs

5、tractHotgalvanizingprocessisalleconomicalandeffectivemethodtotreatsurfaceofsteelmaterials．ItWaSwidelyusedbecauseofitssimpletechnologyandgoodo囝贰洳resistance．Butthetechnologyisdevelopingandthesocietyisprogressing,moreandmoreattentionhasbeenpaidtothefurtherimprovementoftheantico

6、rrosionbd硇[v：b暇SOnewtypesofalloycoatingwithexcellentpropertyarewishedtobeexploited．TheprocessofaddingrightquantityofA1andMgincoatinghasmanydistinctadvantages．ItCanimprovethesurfaceappearanceandcorrosionresistanceofthecoating．TheZn、Zn-55％A1andZn-5％A1alloycoatingshavebeenfurth

7、erstudied．AnewZn-A1·Mgalloycoatingisdevelopedonthebasisofthepreviousstudiesandtheproductionprocess、corrosionresistanceandanticorrosionmechanismarealsostudied．Mghaslowdensityandactivechemicalproperty,itrichesonsurfaceofmoltenZnandisoxidizedverysharply．Somixproportionofmoltena

8、lloyisnotbesure，andoxidesaffectgreatlyoncoating．ItissuggestedtouseZn—Mgallo