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北 京 科 技 大 学

热浸镀工艺概述

姓名： 李路

学号： s20120518

专业：材料科学与工程

学院：材料科学与工程学院

热浸镀工艺概述

摘要：金属腐蚀遍及国民经济各个领域．危害十分严重。热浸镀是一种有效的金属表面防护方法，具有效率高、成本低、镀层质量好等优点，不仅显著提高金属材料表面的耐蚀性能，还具有良好的装饰作用。奉文从热浸镀工艺特点、影响因素、镀层性能等方面探讨热漫镀工艺。
关键词：熬浸镀 镀层 腐蚀
1热浸镀工艺发展概况
热浸镀简称热镀．是将被镀金属材料浸于熔点较低的其它液态金属或合金中形成镀层的方法。据资料介绍，最早出现的热浸镀是从镀锡开始的。1931年美籍波兰人森吉米尔提出用保护气体还原法进行带钢连续热镀锌．被称之为“森吉米尔法”．为现代热镀锌钢材奠定了基础。20世纪50年代．汽车工业的发展促进了各国浸镀钢板的迅速发展。到60年代，热浸镀钢材的生产与应用几乎遍及所有工业发达的国家。90年代以来国外建立了大量的热浸镀生产线，研究专家正努力探索低能耗、涂覆性能更优异的材料。
国内镀铝钢材的发展起步较晚。80年代末，钢铁研究总院承担了钢带连续热镀铝的攻关任务．取得了一定的成果。近几年来，飞速发展的高速公路、电力系统高压输电线及通讯铁塔对镀铝钢材的需求量剧增．几十家镀铝厂应运而起。2007年唐山钢铁公司40万吨铝锌合金板带生产线完成调试，进入试生产阶段。标志着我国热浸镀工艺进入稳定发展时期。
2 浸镀工艺的特点
热浸镀工艺：预镀件、前处理、热浸镀、后处理、制品
前处理：将镀件表面的油污(碱洗或高温除油)、氧化物(酸洗)等清除干净；
热浸镀：镀件洁净的基体表面浸入熔融金属液体中形成镀层；
后处理：对制品进行化学处理(如钝化)和物理处理(如涂油防护整形等)；
根据热浸镀的前处理方法不同，热浸镀工艺可以分为熔剂法和保护气体还原法。
(1)熔剂法
是利用熔剂的化学作用对己经除油、除锈的钢材在浸人镀液前保护其表面不再氧化并对其迸一步活化。保证镀液与洁净的钢基体表面浸润．并通过化学反应和扩散．形成合金层。该法设备简单、成本低、操作简便易学、生产灵活，可进行批量生产也可进行单件浸镀。可根据产品批量随时调控连续浸镀或间断浸镀，且浸镀产品范围广，适应多种品种规格的产品，因此，在我国极具推广价值，有必要进行深入研究。
(2)保护气体还原法又称森吉米尔法。
是现代带钢连续热浸镀采用的最普遍和最广泛的一种工艺。该法生产速度快、效率高、镀层结合力好、无污染等优点．另外。还原型生产线高温辐射加热的温度高，退火时间长，可以生产加工良好的产品：但设备比较复杂，投资大，技术难度大，适合单一产品的批量生产。由于我国多数热浸镀厂家资金相对薄弱，工艺水平达不到该法的要求，因而极大地限制保护气体还原法在我国的发展。
3热浸镀工艺影响因素
（1）铜基体中碳、硅、锰、镍等元素对铝扩散层厚度、性质及结合强度
有较大的影响。
（2）镀液中的添加元素会对镀件的工艺性、镀层的组织结构、镀层厚度及性能产生影响。如：Mg会增加吸气倾向，降低镀铝液的质量；
（3）镀件酸洗后在浸入镀液前，钢基体表面易被氧化。不利于镀液对钢基体的浸润，有必要进行助镀处理，可以保护洁净的钢基体，同时活化金属表面。
（4）热浸镀过程由于浸镀温度高，镀液表面易氧化．影响授镀工艺且增加了镀液消耗，因此有必要在镀液表面来覆盖熔盐保护镀液表面。
4热浸镀层性能及应用
（1） 镀层性能
热浸镀层可以对钢基体起到良好的保护作用。铝合金镀层除可以作为牺牲阳极对钢摹体起到一定的电化学防护作用外，其表面自然形成一层由A120，构成的氧化膜致密稳定，使镀层处于钝化状态，免遭连续的氧化消耗和介质腐蚀，大大提高镀层服役寿命。例如131：美国得克萨斯州炼油厂脱丁烷装置的重沸器原用CrSMo钢制造，腐蚀很严重。后来改用镀铝钢．使用4年后检查．钢表面稍有轻微的小麻点腐蚀；南京炼油厂干式减压塔内矩鞍型填料环，采用不锈钢、ICrl3钢、镀铝钢三种材料制造，通过346天对比试验，使用结果表明，镀铝钢的耐蚀性是不锈钢的3倍。是ICrl3钢的4倍。热浸镀铝具有良好的抗高温氧化性能。当环境介质温度低于7000C时，镀铝层对钢材提供极好的防护，其抗高温氧化性能相当于18—8耐热不锈钢。由于灿舢氧化膜致密光滑。具有良好的对光和热的反射能力。在4500C温度下。其反射率仍高达80％。
另外，热浸镀层还具有一定的耐磨性能、良好的导电导热性能及优异的力学性能等。
（2） 应用
目前热浸镀钢材已经成功地应用于腐蚀介质和高温氧化气氛中，其使用范围从常温一直到11500C的高温条件下。低碳钢镀铝后的实际应用情况如下：
棒材、带材、紧固件：高压输电线铁塔、电力杆、铝栏杆的螺栓、路灯杆、铝件用紧固件、高温双端螺栓、电线杆手柄、角钢支架、发动机阀、排气集合(歧)管、排气管、消声器及车体部件等；
板材或带材：护栏、桥梁、防雪栏、空调器、建筑用钢板、瓦楞板、室外表示牌、机车消声器壳、汽车排气构件、车位锁等；
需要焊接的：农用工具、干燥机、空气过滤机、燃烧炉壳、热交换器、空气预热器、工业用水管道、海水管道、各种泵、箱、盖、罩及井框支架、滚子、叶轮及滑道等；
线材：围栏线、钢芯铝绞线、刺线、导线索、电线悬吊装置及吊架、钢铁绳索、船舶用引擎部件、各种管道类、泵类、其它养殖业用线材类等。
总之．热浸镀工艺具有广泛的应用前景，我国蕴含丰富的铝土矿资源，开发利用空间广阔。因此有必要研究热浸镀工艺。以期获得表面质量佳、成本低、耐腐蚀性能好的镀层。
【参考文献】
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