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钢丝热浸镀GALFAN应采用双镀工艺

中国工程院院士黄崇祺和金属制品业资深专家、原浙江省工业研究院副院长兼总工程师蒋冶鑫教授针对为什么钢丝热浸镀GALFAN(锌-5%铝-稀土合金镀层通称GALFAN)要采用双镀工艺的问题阐述了看法。他们说,GALFAN镀层热浸镀工艺有单浸镀和双浸镀两种。单浸镀的工艺流程是放线-前处理-助镀-热浸镀GALFAN合金,其最大优点是工艺流程短、能耗物耗少、镀锅内成分和镀层显微组织容易控制。但到目前为止,世界钢丝行业还很少采用这种单镀工艺,即使是GALFAN技术研究中心,钢丝单浸镀工艺也还处于试验阶段。

钢丝热浸镀GALFAN应采用双镀工艺双浸镀工艺流程

放线-前处理-助镀-热浸镀锌-冷却-热浸镀GALFAN合金-冷却-收线。对钢丝来说,双浸镀工艺的优点:一是先镀锌后镀GALFAN合金工艺宽容度大,表面漏镀问题可以避免;二是得到的镀层较厚,在《锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝、钢绞线》标准中,热镀锌钢丝的A、B、C级和钢绞线的A、B、C、D、E级镀层重量都可以达到。因为采用双镀工艺,GALFAN合金镀层厚度可以做到和纯锌镀层一样,所以在实际使用时,耐腐蚀寿命可以提高l倍以上。双镀工艺的不足之处是镀锅中合金的成分控制比较困难、工艺流程长,相应的物耗能耗也高一些。

接着,黄崇祺院士和蒋冶鑫教授解释了GALFAN合金镀层的抗腐蚀能力高于纯锌镀层的原因。由于铝的化学性能十分活泼,GALFAN合金镀层钢丝从镀液中引出时,表面就会生成一层灰色的热态Al2O3保护膜。在随后的腐蚀过程中,其富锌相作为阳极先被腐蚀,于是表层铝含量随腐蚀时间的延长而升高,生成的Al2O3保护膜也随之增加,镀层的腐蚀速率也随之延缓。对此,GALFAN技术研究中心曾在工业大气中进行过纯锌和GALFAN镀层两种试样10年时间的挂试,发现GALFAN镀层的实际抗腐蚀能力较纯锌镀层提高的比例是随着挂试的年限而增加的,表中的数据就是具体的说明。也就是说,随着腐蚀年限的增加,GALFAN合金镀层的腐蚀失重是呈抛物线状降低的。还有就电化学腐蚀来说,GALFAN合金的腐蚀电位Ecoit与纯锌基本相当,但其腐蚀电流Lcoit仅是热镀锌层的l/5。也就是说,GALFAN合金镀层的电化学腐蚀较纯锌镀层要小得多,因而可为钢基体提供更长的牺牲阳极保护时间。

GALFAN合金镀层有较纯锌镀层高1倍以上的腐蚀寿命,这不是实验室模拟试验的数据,而是在真实大气中长时期挂试中取得的结果。如日本NisshisSteel将两种镀层的试样在农村、工业、海洋和严酷海洋4种环境气氛中挂试10年,结果GALFAN合金在农村气氛中耐腐蚀寿命可较纯锌镀层提高0.97倍,在工业气氛中可提高1.15倍,在海洋气氛中可提高1.06倍,在严酷海洋气氛中,纯锌镀层已全部被腐蚀完,GALFAN合金镀层依然完好。这方面,我国东北大学于1987年8月至1998年8月也进行过长达11年大气曝露试验,挂试时试样距地面高4.5米,沈阳气候属温带湿润工业气候,挂试结果证明,GALFAN合金镀层的抗腐蚀寿命比纯锌层提高1.05倍。

在GALFAN合金镀层中,铝是提高抗腐蚀能力的决定因素。试验和实际应用表明,当镀层中铝含量为5%的全共晶组织时,具有最佳的抗蚀性能,这时发生的腐蚀是均匀腐蚀。而非全共晶的GALFAN镀层虽然其抗腐蚀性能优于纯锌镀层,但不如全共晶组织好。其原因是此时会发生非均匀性腐蚀,即亚共晶的初生βZn和过共晶的初生?琢Al会与共晶相界面发生选择性腐蚀,滋生裂缝。因此,ASTM标准严格规定合金中的铝含量为4.2%~6.2%,采用双镀法时,其上限也不能超过7.2%。

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钢丝热浸镀GALFAN应采用双镀工艺造价信息

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钢丝热浸镀GALFAN应采用双镀工艺钢丝热浸镀galfan应采用双镀工艺

从宁波渔业钢丝绳厂的生产实践来看,单镀工艺的产品质量还有不尽如人意之处:第一,在相同的速度下,钢丝热浸镀GALFAN合金的镀层重量只有镀锌钢丝的55%~60%。虽然GALFAN合金镀层有较纯锌镀层提高l倍以上的抗蚀能力,但两种不同镀层厚度的渔用钢丝绳在海水中的实际寿命是基本相同的,有时GALFAN合金镀层略好一些,优点不明显。第二,表面漏镀问题很难解决,约有7%的产品漏镀而不合格。与多根钢丝同时热浸镀相反,世界上带钢和单根钢管的单浸镀GALFAN工艺却用得很普遍,这是因为这些产品的镀层重量要求不像钢丝那么高(一般多在200克/平方米以上)。例如,电器用薄镀层镀锌钢板的镀层重量只有25~30克/平方米,汽车镀锌板一般也只要45克/平方米。还有,一根带钢或一根管子在热浸镀时,镀层漏镀不易出现,即使有也易于解决,如钢板制品采用森吉米尔法就可以避免镀层表面的漏镀问题。

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钢丝热浸镀GALFAN应采用双镀工艺常见问题

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钢丝热浸镀GALFAN应采用双镀工艺文献

钢丝热浸镀Galfan合金镀层开裂的研究 钢丝热浸镀Galfan合金镀层开裂的研究

钢丝热浸镀Galfan合金镀层开裂的研究

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对钢丝热浸镀Galfan合金镀层的开裂进行了研究。采用SEM、EDS、XRD、TEM、XPS分别分析了镀层的组织形貌、相组成及元素的结合方式,并观察了镀层开裂及断口的组织形貌。结果表明,Glafan合金镀层中无明显合金过渡层,镀层中裂纹在晶界产生并沿晶界扩展。镀层晶界处的氧化物等杂质是造成镀层开裂的主要原因。

浸镀温度对热镀Galfan钢丝镀层的影响 浸镀温度对热镀Galfan钢丝镀层的影响

浸镀温度对热镀Galfan钢丝镀层的影响

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在不同浸镀温度下制备了钢丝热浸镀Galfan镀层,运用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、电化学工作站研究了浸镀温度对钢丝还原法热镀Galfan(Zn-5%Al-RE合金)镀层厚度和组织的影响。结果表明,镀层界面层厚度随还原温度呈波浪形变化,在445℃处存在峰值;界面层主要由Fe2Al5、FeAl3组成,415~435℃镀层界面层中存在微量Al2O3;极化曲线分析表明,界面层存在扫描电镜下无法观察到的分层。

钢铁制件热浸镀与渗镀内容简介

《钢铁制件热浸镀与渗镀》对热浸镀锌层与渗锌层、热浸镀铝层与渗铝层的特点作了深入分析。同时介绍了这些传统技术的最新发展和应用前景。《钢铁制件热浸镀与渗镀》内容丰富,具有较强的实用性。

《钢铁制件热浸镀与渗镀》适合从事表面处理行业的工程技术人员、生产管理人员和操作人员阅读;亦可供金属腐蚀与防护专业的大专院校师生和科研人员参考。

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浸热热浸镀的发展

热浸镀起源于古罗马时代,其最初是从铁板热浸镀锡开始的,英国和法国是最早运用该法生产镀锡板的国家。1742 年法国化学家Melouin 首先将熔融锌镀在钢铁制品上。1836 年法国人Sorel将热浸镀应用于生产。1837 年英国人Grawford 发明了目前广泛使用的溶剂法热浸镀工艺。1931 年Sendzimir 获得用保护气体还原法生产连续镀锌钢板的“森吉米尔”法的专利,并于1937 年在美国建成第一条连续热镀锌生产线,为现代镀锌钢材的生产奠定了基础。20 世纪60 年代,热镀锌工艺得到了迅速的发展,其标志为:镀前处理由氧化炉改为无氧化加热炉,镀层厚度由辊镀法改为气刀法,镀后处理由弯曲拉伸矫直机代替了多辊反复弯曲矫直机。80 年代,一系列的改革让热浸镀锌再次快速发展。

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现代热浸镀技术内容简介

本书介绍了当前广泛应用的热浸镀技术,并以热浸镀锌工艺为主线对钢结构件热浸镀锌过程各个环节涉及的基本问题进行了全面系统的介绍。本书内容包括钢铁材料的腐蚀与防护,热浸镀锌技术基础,热浸镀锌工艺,热浸镀锌新技术及发展趋势,热浸镀锌钢铁结构件的设计,常规热浸镀锌设备,钢铁制件热浸镀锌标准及质量要求,热浸镀锌的环保措施及环境评价,热浸镀铝、锡及铅。本书面向工业生产,侧重于实际应用,尽可能多地吸收一些新的技术成果,实用性强。

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