国内外耐熔融锌腐蚀材料研究纵横

针对热镀锌行业中熔融锌液对材料产生强烈腐蚀的问题,综述了耐熔融锌腐蚀材料的发展现状和趋势。

基于BP神经网络的熔融锌液流量检测

用神经网络算法建立质量与流量关系数学模型 ,研究称量锌液质量间接测量锌液流量的方法 ,实现锌液流量的在线检测。结果表明 ,平均流量 5 14 4mL/min的情况下 ,测量平均绝对误差为 73mL/min ,相对误差为 1 42 % ,满足实际生产要求的精度要求。研究成果已成功应用于某冶炼厂。

氧化铝涂层在熔融锌液中的腐蚀及热震行为

为了分析陶瓷涂层的失效机制,将带有陶瓷涂层的试件放入到锌液中进行腐蚀,并与热震后的涂层试件进行比较.通过电镜照片的微观分析及x-射线衍射分析得出,腐蚀后涂层与锌液界面处生成了锌铝氧三元化合物ZnO.A l2O3、3ZnO.47A l2O3、4ZnO.11A l2O3等,热震后的试件则出现涂层开裂及脱落现象.对比腐蚀试验和热震试验说明,陶瓷涂层在锌液中腐蚀不足以使涂层发生失效,而热震后发生涂层开裂进而使锌液进入涂层内部直接与基体接触会造成涂层失效.

熔融锌对沉没辊腐蚀磨损过程的影响

为了研究材料或涂层在熔融锌中的耐腐蚀磨损情况,自行研制了一种耐熔融锌腐蚀磨损试验机,并介绍了该试验机的工作原理和结构组成.利用该腐蚀磨损试验机,对Al_2O_3涂层在锌液中的腐蚀磨损性能进行了测试,利用扫描电子显微镜与能谱仪对比分析了未经腐蚀磨损试件、腐蚀磨损5 d试件、腐蚀磨损10 d试件的组织和成分变化,并对Al_2O_3涂层的失效机制进行了分析.结果表明,该腐蚀磨损试验机可以模拟热镀锌沉没辊在熔融锌液中的工作状况,从而可以对沉没辊的失效情况进行更直观的分析,因而可为耐熔融锌腐蚀磨损材料或涂层的研究提供理想平台.

沉没辊基础件的熔融锌液腐蚀研究现状

根据近些年国内外耐锌腐蚀的研究成果,将耐锌腐蚀方法分为两大类:自身耐锌腐蚀材料和表面改性处理。自身耐锌腐蚀材料主要集中在Fe-Cr-Mn、Fe-B、Ti Al Nb等材料上,表面处理主要集中在WC-Co、Mo B-Co Cr、陶瓷等涂层上。两种方法都获得一定的研究成果,但也有一些不足。自身耐锌腐蚀材料的耐熔锌腐蚀虽有改善,但在液锌中也只是延缓了腐蚀速度,最终仍然会腐蚀失效。表面涂层耐蚀性相对较好,但是在锌液中仍然会发生裂纹腐蚀,并且涂层和基体之间的物理匹配性较差,脆性较大,工件的轻微碰撞很容易造成涂层的脱落,加速工件的腐蚀,不宜用于实际生产。充分利用陶瓷耐腐蚀、耐高温、硬度高的优点,以及金属室温强度好、延展性好的优点,开发陶瓷金属复合涂层,可能会成为下一步沉没辊基础件熔融锌液腐蚀研究的主要方向。

Al2O3／SiC纳米复合陶瓷与配副在熔融锌中的磨蚀

本文将Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ纳米复合陶瓷分别与Ｃｒ２５Ｎｉ５合金，Ｃｏ－Ｃｒ－Ｗ合金及烧结Ｗ环三种配制材料在４６５℃的熔融锌液中进行环－块腐蚀磨损实验。结果表明耐锌腐蚀是各种材料耐磨的前提。Ｗ（环）与Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ纳米复合陶瓷（块）是最佳的摩擦副。

WC-12Co涂层耐熔融锌腐蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂在316L基体上制备了WC-12Co涂层,并对熔融锌液对涂层的腐蚀机理进行了分析.研究结果表明:所制备的WC-12Co涂层均匀致密、孔隙率低于1%,平均硬度超过1300HV0.3;WC-12Co涂层具有良好的耐熔融锌液腐蚀性能;在残余应力及热应力作用下,涂层会产生裂纹,熔融锌液沿着涂层裂纹渗透并腐蚀基体,导致涂层从基体剥离失效.

熔融锌铸型生产实践

通过生产试验研究了熔融锌铸型时的性质 ,同时讨论了生产 1t以上锌锭过程中出现的问题。

锌锅焊缝在450℃铁饱和锌液中的腐蚀行为

利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、腐蚀质量损失试验等手段分别研究工业锌锅焊接接头焊缝区、热影响区(HAZ)和母材区的显微组织及其在450℃铁饱和锌液中长期浸泡后的腐蚀行为。结果表明:焊接接头组织极不均匀;相同浸锌时间下,腐蚀速率呈以下规律:vweld>vHAZ>vparent。且随着浸锌时间的延长,不同区域腐蚀速度差异逐渐变小。浸锌1h后,焊缝区的金属间化合物主要由厚而粗大破碎的ζ相组成,而热影响区的则有大量颗粒状ζ相;浸锌24h后,3种基体的化合物层组织形貌相似,均由厚而致密的δ相层和薄的ζ相层组成。根据基体成分及金属间化合物生长情况可知:短时间浸锌时,焊缝中的硅含量是导致其腐蚀速率高的主要原因。

耐锌蚀陶瓷防护层的制备与腐蚀机理初探

采用电弧喷涂法预先在Q235钢试样基体上喷涂FeCrAl粘结层,再利用等离子弧喷涂制备Al2O3陶瓷涂层,分析了陶瓷涂层在500℃静态锌液腐蚀试验中的腐蚀机制及影响因素。通过SEM和XRD分析可知,Al2O3陶瓷涂层与锌液为不互溶材料,起隔离基体与锌液、防止铁锌发生互扩散反应的作用。试验结果表明,等离子喷涂的Al2O3陶瓷涂层能极大地延缓Q235钢腐蚀失效的时间,耐液锌腐蚀性极好;陶瓷涂层的结合强度和涂层厚度是影响耐锌蚀性能的主要因素。

固体硅钼共渗层的耐锌腐蚀性研究

为提高铁基金属在熔融锌中的耐蚀性能,通过固体粉末法在Q235钢表面进行渗硅、渗钼和硅钼共渗,并对渗层的形貌、致密度、显微硬度、组分及物相结构进行了分析,进一步将合金于470℃的熔融锌液中浸泡26h,并测定其腐蚀速率。结果表明,渗层中形成了良好耐蚀性的金属间化合物(Fe_3Si,Fe_3Mo,MoSi_2和Mo_5Si_3),Mo元素的加入可促进渗剂中Si元素的渗入,从而提高渗层的致密度,比较结果显示硅钼共渗层更加致密,尤其是m(Si)∶m(Mo)=2∶1时,与基体相比,试样的腐蚀速率下降了近2个数量级,表现出较好的耐蚀性;但由于渗层中孔洞等缺陷的存在,导致其致密度降低,耐锌液腐蚀性能也受到影响。因此在未来的研究中,应注重固体渗层致密性的改善,以进一步提高渗层的耐腐蚀性能。

镀锌线锌锅机器人无人化清渣系统开发

镀锌线锌锅钢板镀锌生产过程中,熔融锌液与空气接触会产生较多漂浮在表面的浮渣,人工清渣存在清渣不及时、清渣不彻底、清渣效率低、工人劳动强度和危害风险较大等问题,有必要开发锌锅机器人无人化清渣系统来解决了上述问题。本论文所述的机器人无人化清渣系统主要包括机器人清渣区域及安装位置、机器人系统工作流程、机器人选型及主要参数、系统配置与主要功能4个部分的介绍。通过机器人清渣与人工清渣在清渣效率、产品合格率、人为干预程度以及清渣标准化程度等方面的对比分析,结果表明该机器人清渣系统的开发应用实现了镀锌线锌锅无人化清渣,能够按照操作工的意愿和无情绪干扰的方式清渣,从而及时彻底地清除锌锅浮渣,有利于镀锌板表面质量的提高,产品质量更可靠和稳定;不仅提高了清渣效率,而且减少了操作工在恶劣环境中的作业时间,降低了恶劣环境对操作工的伤害风险。

金属杂质中纯化锌熔体的提取剂选择方法（英文）

提出了一种通过熔析精炼方法从金属杂质(例如铁)中纯化锌熔体的提取剂选择方法。采用一个提取阶段的周期性过程公式计算锌熔体精炼的有效性,并研究所选添加剂从铁杂质中提纯锌熔体的提取能力。实验结果表明,从铁杂质中纯化非合金锌,可以采用硅作为提取剂,且提取效率最高;精炼锌合金可以采用铝和锰作为提取剂。

Q235钢、Cu-Cr合金铸铁和TP304H不锈钢在熔融Zn-5%Al-RE合金中的耐蚀性研究

为研究铁基材料的成分和显微组织对其耐熔蚀性能的影响,将Q235钢、Cu-Cr合金灰铸铁、TP304H不锈钢及喷丸的TP304H试样在熔融Zn-5%Al-RE合金中进行了熔蚀试验(试验温度为470℃),并进行了熔蚀速率测定和截面形貌观察(SEM)。结果表明:在试验条件下,Q235钢在熔融合金中不能形成连续致密的Al-Fe金属间化合物层;Cu-Cr合金铸铁中的石墨及珠光体对Al、Fe原子扩散起到了阻挡作用;TP304H不锈钢由于奥氏体结构的致密性,Al原子在其中的扩散速率低,同时在Al-Fe化合物层之外形成了Zn-Al-Cr-RE相,对化合物层起到一定的保护作用;TP304H不锈钢经喷丸处理后由于生成马氏体,使Al原子扩散速率提高,熔蚀速率增大。4种试验材料在熔融Zn-5%Al-RE中的耐蚀性能从高到低的排序:TP304H>喷丸处理的TP304H>Cu-Cr合金铸铁>Q235钢。

日立金属开发出新型锌电镀技术

目立金属与金属表面加工厂兴和工业所共同开发了熔融锌电镀新技术，这项新技术可以大幅度削减铅及其所附带的锌含量。

稀土对激光熔覆Co基合金组织及性能的影响

为了提高热镀锌生产线关键部件的使用寿命,采用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备了具有不同稀土氧化物含量的Co基熔覆层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计研究了稀土氧化物对Co基合金熔覆层显微组织、相结构、显微硬度的影响.结果表明,稀土氧化物使得Co基合金熔覆层的组织更为细化,且硬度更高.添加质量分数为0.5%的CeO_2后,Co基合金熔覆层的显微硬度高达900 HV.Co基稀土合金熔覆层主要由γ-Co、Cr_7C_3及相应稀土氧化物组成.稀土氧化物的加入有效延缓了由锌液沿微裂纹扩展引起的溶解腐蚀.添加质量分数为0.5%的CeO_2后,Co基合金熔覆层的腐蚀深度约为12μm,锌蚀过渡层平直且完整,耐锌蚀性优异.

新技术与成果

本发明是一种锌粒加工方法及其设备。锌锭通过电炉熔化后,通过恒温定量器定量流出,经转筒粒化器或转盘粒化器粒化后,冷却接收,筛分后包装即可。锌粒加工设备包括恒温定量器,转筒或转盘粒化器。本发明具有熔融锌一次粒化、冷却、成型、工艺简单;氧化损失率低。

新型高锰奥氏体合金耐液锌的腐蚀机理

对自制的一种新型高锰奥氏体耐液锌腐蚀合金在490℃的熔融纯锌液中的腐蚀行为进行了系统的研究,并探讨了其耐液锌腐蚀机理.结果表明,与316L不锈钢相比,新型高锰奥氏体合金具有更好的耐液锌蚀能力,其腐蚀速率为6.42×10-4g.cm-2.h-1,而316L不锈钢的腐蚀速率为1.54×10-3g.cm-2.h-1.新型高锰奥氏体合金在锌液中的最终腐蚀产物为Γ相+δ相+ζ相,而316L不锈钢的腐蚀产物几乎全是ζ相.新型高锰奥氏体合金的腐蚀产物中δ相固溶了质量分数在8.5%左右的Cr,Cr的存在使得δ相稳定性增加,致密的富含Cr的δ相的存在减缓了铁、锌反应速率,提高了新型高锰奥氏体合金的耐液锌腐蚀能力.因此,以锰代镍来制取低成本的新型高锰奥氏体耐液锌腐蚀合金具有可行性.

锌铝合金成分对电镀效果的影响

锌合金压铸件通常由96％的锌、4％的铝组成，另外还有铜、镁元素。而其它的硅、铁、镉、锡、铅等则视为杂质的存在。加压压铸的锌铝合金，里面的铝成分可以细化结晶粒子，强化铸件强度，还可以减少熔融锌对模具黑色金属的侵蚀，随着铝成分含量的提高，铸件的强镀与耐冲击值得到明显的提高，但铝高于4．5％时，冲击韧性呈下降趋势。