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热浸镀锌基合金液态性能的研究

宋丹  
【摘要】:热浸镀锌是将表面经清洗、活化后的金属工件浸于液态锌中,通过铁锌之间的反应扩散,在工件表面生成铁锌合金层的过程。热浸镀锌有着镀层厚,耐蚀性强,成本较低等优点,是目前钢铁制品表面防腐蚀的一种常用方法。 以往的研究侧重于镀层凝固结晶的冶金过程及镀层形成后的组织结构和功能,而对热浸镀金属及合金液态性能的认识只限于部分典型金属及合金的标准状态,工业使用状态下的热浸镀合金液态性能的研究结果较少。但就镀覆效果而言,无论从基础理论方面还是从工程应用方面,近工况条件下热浸镀金属及合金液态性能的研究都具有非常重要的意义。 本文对420℃~480℃温度范围内多种锌基合金的表面张力和流动性进行了系统的测定,并总结试验规律,分析了影响因素。主要研究内容包括:测定不同成分锌基合金的表面张力数值,并分析合金元素对表面张力的影响;分别测出经传统助镀剂和无铵助镀剂助镀后锌基合金表面张力数值,对比传统助镀剂和无铵助镀剂对表面张力的影响程度;测出不同成分锌基合金的螺旋形试样流动长度,并分析合金元素对流动性的影响;将不同合金成分的螺旋形试样制样,观察其各自的金相特征,由此来解释不同锌基合金流动性能的优劣;分析锌基合金表面张力和流动性在实际热浸镀过程中所起的作用,提出对热浸镀工艺有指导意义的理论依据。 通过分析试验现象和数据,可得出以下结论:液态锌基合金的表面张力随温度的升高而降低;铝和稀土元素的添加均可降低锌液的表面张力,从而提高锌液与工件的润湿性,减少漏镀的发生;无铵助镀剂比传统助镀剂更能降低锌基合金液的表面张力,同时降低了对环境的污染;液态锌基合金的流动性随温度的上升而提高;纯锌的流动性最好,锌-铝合金的流动性低于纯锌,并随着铝含量的增加,锌-铝合金的流动性先增加然后下降。Zn-0.1%Al的流动性在试验选用的锌-铝合金中最好;稀土元素的添加可以提高锌-铝合金液的流动性;纯锌的凝固是按照逐层凝固方式进行的,锌-铝合金凝固时有一个液体和树枝状晶并存的两相区,稀土元素的添加有利于细化晶粒,降低枝晶发达程度。


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