合金元素锑对热浸镀锌层组织的影响.pdf

柳 馁妒 合金元素锑对热浸镀锌层组织的影响 朱中喜，苏旭平，尹付成 ，杨 穗 (湘潭大学机械工程学院 材料设计及制备技术湖南省重点实验室，湖南 湘潭 4lll05) [摘 要] 热浸镀锌中合金元素锑的含量对镀层性能有极大的影响，但对其添加量 目前尚无统一标准。 对硅含量为0．o49％的Q215工业用钢在含 O．04％，0．10％，0．30％，0．8O％，1．20％Sb的锌池 中浸镀 O．5～ 5．0min获得锌镀层，研究了锌池 中添加微量锑对钢铁热镀锌的影响。利用光学显微镜、扫描 电镜和能谱仪等 测试方法分析了浸镀时间、锌池 中锑含量对热浸镀锌合金层组织和厚度的影响。结果表 明：添加少量(0．30％ 以下)的锑对合金层的组织无影响，随浸镀时间延长，镀层厚度呈线性增加 ；当锌池 中添加 0．80％Sb以后，合 金层组织显著改变，化合物粒子变大，镀层耐蚀性变差；锌池中以锑添加量O．10％一O．30％为佳。 [关键词] 热浸镀锌 ；锑含量；镀层；组织；厚度 ；耐蚀性 [中图分类号]TG174．443 [文献标识码]A [文章编号]100l一1560(2009)O8一o073—03 0 前 言 解速度 。目前 ，锑 的添加量还没有统一 的标准 。 为此，有的认为应小于 0．50％，以0．10％最佳 ，有的 热浸镀锌件具有很好的表面质量和优异的抗腐蚀 则认为应控制在 O．01％～1．00％。本工作主要针对 性能，是钢铁材料最常见、最有效、最经济的耐大气腐 锌池中的锑含量对镀层及其耐腐蚀性能的影响进行研 蚀技术之一…。热浸镀的研究和应用历史较长，但发 究 。 展缓慢 ，上世纪 90年代初 ，对锌池 中热化学过程还 了 解甚少，有关锌池 中的合金元素对镀层的影响及其机 1 试 验 理也不明确 j。为了提高镀层的质量，改善镀锌工艺， 1．1 条件 国内外深入研究了合金元素对镀锌层的影响及其反应 动力学，并不断开发出新的合金镀层 。 采用传统的烘干溶剂法进行热浸镀锌 ，用 中频感 近年来，随着对热镀锌产品装饰性能要求的提高， 应炉加热，并恒温至(450±2)℃。微量合金元素 Sb和 开发 出了既能抑制镀层超厚生长又可以产生适宜锌花 Al以母合金的形式加入 ，镀锌合金用3N锌锭 ，4N锑粉 的热镀锌合金和工艺 j。对合金元素作用机理及其 和4N铝丝。 对热浸镀锌镀层结构、表面形貌和性能影响的研究表 基体材料为 Q215工业用钢 ，尺寸为 15mm ×15 明 ：锑能促进镀层表面形成锌花，增强锌浴的流动 mm×2mm，在预磨机上将表面磨光，然后采用烘干溶 性，使 自由锌层减薄，从而减少锌耗，降低成本；但锑会 剂法进行浸镀 ，其化学成分见表 1。 促使铁一锌合金层增厚，使镀层的机械强度下降，促进 表 1 Q215工业钢化学成分 ％ 铁在锌液中的溶解度增大；锑可使镀锌层的耐腐蚀性 下降。锌液中含有锑，可增加镀层在酸性介质中的溶 [收稿 日期] 2O09一()4—02 1．2 工艺流程 [基金项 目] 湖南省科技厅重点项 目(2008wl2o01，20o7GK l5％Na0H溶液碱洗5min去油一清水冲洗 1min 2010)；湖南省 自然科学基金项 目(07JJ3097)资 —l5％HCI溶液酸洗 5