一种热镀锌用锌-铝-铋-稀土合金及其制备和应用方法与流程

本发明涉及热镀锌用合金，尤其涉及一种热镀锌用锌-铝-铋-稀土合金及其制备和应用方法。

背景技术：

1、钢铁工件通过热浸镀锌来防止基体腐蚀的方法已发现了很长时间。迄今，随着电力、交通行业的发展和对使用年限要求的提高，许许多多钢铁工件如电力铁塔、高速路护栏等都需经过热镀加工之后才付诸使用。而这些工件形状各异，难以通过气刀吹抹的方法减少镀锌层表面的锌渣及多余的自由锌液来控制镀锌层表面质量及镀锌层厚度，只能通过控制工件在锌液中的镀锌时间控制合金层厚度，通过敲打刚从锌液中取出的镀锌工件使其表面的自由锌液在重力作用下流回锌锅中，有限地控制自由锌层厚度及表面质量。为了进一步提高镀锌工件的质量，通常会以合金形式加入一些其他元素，目前镀锌行业使用的合金都是二元合金，主要有锌-铝合金、锌-铋合金、锌-稀土合金、锌-镍合金。由于每种合金除了基体锌的部分，实际上只能提供一种合金元素，如果需要同时添加三种元素，则需要向锌液中添加三种合金，但每种合金元素在锌中的溶解度有限，因此需要添加的合金总量较大，不仅造成合金生产成本高、运输成本高，使用时的工作量大，而且容易混淆，多次添加合金将更多的空气带入锌液中，导致合金元素的氧化损失过大，不能很好的控制好合金元素的含量，镀锌工件性能较为一般。因此，如何降低镀锌成本并提高镀锌工件的性能成为现有技术的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种热镀锌用锌-铝-铋-稀土合金及其制备和应用方法。本发明提供的合金中同时含有铝元素、铋元素和稀土元素，能够减少镀锌生产中合金的用量、降低镀锌成本，并提高镀锌工件的表面质量及耐腐蚀性能。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供了一种锌-铝-铋-稀土合金，按质量含量计，包括al7.5～11％、bi0.5～1.5％、稀土0.4～0.6％和余量的锌。

4、优选地，所述稀土包括镧和铈。

5、优选地，所述镧和铈的质量比为1：(1.5～2)。

6、本发明提供了上述技术方案所述的锌-铝-铋-稀土合金的制备方法，包括：将锌锭、铝锭、锌-稀土合金和铝-铋合金进行熔炼后浇铸，得到锌-铝-铋-稀土合金。

7、优选地，所述熔炼的温度为630～700℃，熔炼的保温时间为15～40min。

8、本发明还提供了上述技术方案所述的锌-铝-铋-稀土合金或按照上述技术方案所述制备方法制备的锌-铝-铋-稀土合金镀锌液中的应用。

9、优选地，包括如下步骤：

10、(1)将锌锭熔化后加入锌-铝-铋-稀土合金，得到锌液；

11、(2)将待镀工件浸渍于所述步骤(1)得到的锌液中进行镀锌，得到镀锌工件。

12、优选地，按质量含量计，所述步骤(1)锌液中包含稀土0.0010～0.0015％、铋0.0021～0.0035％、铝0.006～0.011％和余量的锌。

13、优选地，所述步骤(2)中镀锌的温度为440～450℃。

14、优选地，所述步骤(2)中镀锌的时间为200～220s。

15、本发明提供了一种锌-铝-铋-稀土合金，按质量含量计，包括al7.5～11％、bi0.5～1.5％、稀土0.4～0.6％和余量的锌。本发明提供的合金中同时包含铝元素、铋元素和稀土元素，在加入到锌液中时能够同时添加三种元素，所需合金添加量降低50％以上，能够降低镀锌成本，控制合金中各元素的含量，能够同时更好地控制锌液中各元素的含量及其比例，提高镀锌工件的表面质量和耐腐蚀性能。实施例的结果显示，将本发明锌-铝-铋-稀土合金添加到锌液中后，镀锌层表面质量明显提高：表面光亮、颗粒物明显减少；镀锌层耐腐蚀性有较大提高，镀锌工件经96h中性盐雾试验后，腐蚀失重在0.137g以下，明显少于应用对比例的腐蚀失重0.175g。

技术特征：

1.一种锌-铝-铋-稀土合金，按质量含量计，包括al 7.5～11％、bi 0.5～1.5％、稀土0.4～0.6％和余量的锌。

2.根据权利要求1所述的锌-铝-铋-稀土合金，其特征在于，所述稀土包括镧和铈。

3.根据权利要求2所述的锌-铝-铋-稀土合金，其特征在于，所述镧和铈的质量比为1：(1.5～2)。

4.权利要求1～3任意一项所述的锌-铝-铋-稀土合金的制备方法，包括：将锌锭、铝锭、锌-稀土合金和铝-铋合金进行熔炼后浇铸，得到锌-铝-铋-稀土合金。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为630～700℃，熔炼的保温时间为15～40min。

6.权利要求1～3任意一项所述的锌-铝-铋-稀土合金或按照权利要求4或5所述制备方法制备的锌-铝-铋-稀土合金在锌液中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，按质量含量计，所述步骤(1)锌液中包含稀土0.0010～0.0015％、铋0.0021～0.0035％、铝0.006～0.011％和余量的锌。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述步骤(2)中镀锌的温度为440～450℃。

10.根据权利要求7或9所述的应用，其特征在于，所述步骤(2)中镀锌的时间为200～220s。

技术总结本发明提供了一种热镀锌用锌‑铝‑铋‑稀土合金及其制备和应用方法，属于热镀锌用合金技术领域。本发明提供的合金中同时包含铝元素、铋元素和稀土元素，在加入到锌液中时能够同时添加三种元素，所需合金添加量降低50％以上，能够降低镀锌成本。通过控制合金中各元素的含量，就能够同时更好地控制锌液中各元素的含量及其比例，提高镀锌工件的表面质量和耐腐蚀性能。将本发明锌‑铝‑铋‑稀土合金添加到锌液中后，镀锌层表面质量明显提高：表面光亮、颗粒物明显减少；镀锌层耐腐蚀性有较大提高，镀锌工件经96h中性盐雾试验后，腐蚀失重在0.137g以下，明显少于应用对比例的腐蚀失重0.175g。技术研发人员：周业翔,李实秾受保护的技术使用者：湖南昱林新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5