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新型锌基热镀层材料及热镀工艺的研究

张翔  
【摘要】: 金属腐蚀与防护的研究具有重要的意义,热浸镀技术是提高钢铁耐腐蚀性的有效途径之一。锌铝合金是一种新型防腐蚀材料,其涂或镀后具有粘附性强,耐磨性和抗腐蚀性更好,工艺简单和成本低等特点,因而得到了较为广泛的应用,并成为国内外研究的热点。本文对在Zn-4.5%Al基体合金中添加少量合金元素RE、Mg和Ti的优化方案以及在助镀剂中引入CeCl_3,助镀工艺中引入超声波工艺对镀层厚度、表面质量和耐腐蚀性的影响进行了研究。 在Zn-4.5%Al基体合金中对添加少量合金元素RE、Mg及Ti的微观组织及耐蚀性进行了研究。对添加单元合金试样的金相组织的观察和电化学测试的结果表明当RE、Mg和Ti的含量分别为0.10%、0.10%和0.03%时,微观组织及耐腐蚀性效果较为明显。以此进行正交试验,SEM、中性盐雾腐蚀和电化学测试结果表明Zn-4.5%Al-0.10%RE-0.05%Mg-0.05%Ti合金具有理想的共晶组织和很好的耐腐蚀性能;并对耐蚀机理进行了初步探讨,少量合金元素的加入对改善晶界腐蚀、细化晶粒的作用明显。 在自制合金的基础上,采用正交试验对自制合金的助镀工艺进行了研究,对电化学试验数据的极差分析得到优化方案为助镀剂中添加CeCl_3含量为0.5wt%,助镀时间为3分钟,助镀温度为40℃。同时对超声波助镀工艺进行了研究,该工艺能一定程度提高热镀层的耐腐蚀性能。SEM、EDS表明在助镀剂中添加CeCl_3能一定程度使组织致密,厚度增加,表面平整;改善了热镀层的表面质量。通过XRD对自制合金和Galfan合金的腐蚀产物分析,腐蚀性能的提高不是因为腐蚀产物的改变所致。 最后对自制合金的力学性能也进行了测试。相对基体合金和Galfan合金,其抗拉强度、断后伸长率和硬度有一定程度改善。学测试,中性盐雾腐蚀


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