热浸镀无铵助镀预处理对Zn-0.05%Al锌浴的影响

针对热浸镀锌工艺传统助镀处理造成的Zn-Al合金浴中Al失效和助镀烟尘污染问题,采用无铵助镀工艺对试样进行预处理,借助于称重法、ICP-AES、SEM、EDS等分析了无铵助镀下Zn-0.05%Al合金浴中Al含量随浸镀试样数量增加的变化趋势及无铵助镀对镀层组织结构、锌耗的影响,探讨了无铵助镀对Zn-0.05%Al合金浴中Al含量波动的影响。结果表明:与传统锌铵助镀相比,无铵助镀条件下锌浴中的铝含量与浸镀试样数量呈简单线性关系,无铵助镀对锌浴具有稳铝效果;无铵助镀条件下锌浴的无益锌耗降低,生成的锌渣量降低;无铵助镀对镀层的厚度和物相组成影响不明显,但镀层的致密性提高。     

Ni 含量对热浸 Zn-Al-Ni 合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响

为了提高热浸镀锌层的耐腐蚀性能,向Zn-0.01%Al镀浴中添加少量Ni,在Q235钢表面获得Zn-Al-Ni热浸镀锌合金层,并用光学显微镜观察了镀层的组织,通过全浸腐蚀实验表征了镀层的耐腐蚀性能。结果表明:随着镀浴中Ni含量的增加,Zn-Al-Ni镀层的腐蚀速率先减小,后增大,当Ni含量为0.05%时,镀层的耐腐蚀性能最好;可以通过降低ζ相层的厚度以及增大δ相层的厚度,来提高镀层的耐腐蚀性能。     

添加Ti和Al对热浸镀锌层组织结构的影响

制备了Ti、Al含量不同的热浸镀锌层,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察分析了镀层的组织结构.结果表明:Ti能有效抑制镀层中ζ相的生长,降低合金相层的厚度.60 s浸镀,添加0.04％ Ti时消除了镀层中ζ相分层现象;添加0.07％ Ti时在ζ/η相界生成细小颗粒状T相;240 s浸镀,在ζ/η界面及η相中生成了颗粒状T相,甚至形成连续分布的T相小岛.锌浴中同时添加Ti和Al对Fe-Zn合金相生长的抑制作用加剧,短时间浸镀时就促使含铝T相在η相中生成.     

锰对热浸Zn-0.2%Al合金镀层组织和生长动力学影响的研究

向Zn-0.2%Al热浸镀浴中添加一定量的锰,在纯铁上获得了不同的合金镀层。采用光学显微镜和带能谱仪的扫描电镜分析锰对镀层形貌和生长动力学的影响。结果表明,锰能促进δ相呈致密状生长,且各相层中的锰含量随锌池中锰含量的增加而增加,锰主要富集在破碎状相层中;镀层厚度随锰含量的增加而减小,当浸镀Zn-0.2%Al时,镀层的生长呈线性规律,为界面扩散控制;当浸镀Zn-0.2%Al-Mn时,镀层的生长为抛物线规律,受扩散控制,这说明锰元素的加入抑制了锌元素的扩散。     

氟碳无铵助镀热镀锌镀层组织及耐蚀性能

通过金相显微镜研究氟碳无铵助镀对Zn、Zn-0.05%Al、Zn-0.1%Al、Zn-0.2%Al镀层组织结构的影响,并通过电化学极化曲线和中性盐雾试验测试,研究了氟碳无铵助镀条件下Zn和Zn-0.05%Al镀层的耐腐蚀性能.结果表明,氟碳无铵助镀使得镀层的组织得以细化;同等条件下,氟碳无铵助镀镀层的耐腐蚀能力较传统锌-铵助镀高.     

无铵助镀剂中铁盐对热浸镀锌镀层性能的影响

为探究热浸镀锌无铵助镀剂中铁盐对镀层的影响,选取无铁盐的无铵助镀剂及含铁盐的无铵助镀剂。采用SEM和EDS对比分析不同助镀剂所获得的镀层的组织结构和成分。结果表明:无铵助镀剂中的二价铁盐浓度为10~30 g/L有助于提高镀层表面质量;不含二价铁盐的无铵助镀剂镀层的合金相层由Г、δ、ζ和η相组成,并且界限较明显。含二价铁盐的无铵助镀剂镀层的整个合金相层排列整齐致密,Г相几乎不存在,其中δ相和ζ相的界限不明显,并且塑性相δ相在合金相所占的比例较大,经成分分析,由无铵助镀剂带入的部分铁离子被还原成铁原子后,有促进镀层中δ相的形成,抑制ζ相生长的作用。     

热浸镀Zn-0.06%Ti-0.04%Al镀层的组织结构

在锌浴中添加Ti和Al制备了Zn-0.06%Ti-0.04%Al镀层,利用扫描电子显微镜和能谱仪、X射线光电子能谱仪（XPS）观察分析了镀层的组织结构。结果表明,添加0.06%Ti后,镀层表面存在ZnO和TiO₂;镀层中ζ相生长受到抑制,镀层合金相层变薄,镀层厚度减薄,镀层中生成TiFe_1.82Zn₂₀的T相。添加0.06%Ti、0.04%Al后,镀层表面存在ZnO,没有发现块状T相,ζ相的生长抑制作用加剧,δ相出现分层现象,并有富铝δ相。     

无铵助镀剂热浸Zn-0.05% Al合金浴的镀层性能研究

用SEM、EDS、电化学和全浸试验检等方法对比分析了传统氯化锌铵助镀剂和无铵助镀剂两种助镀工艺对镀层性能的影响,以探讨无铵助镀工艺对镀层性能的影响及其作用机理。结果表明;在无铵助镀条件下,镀层厚度与传统助镀条件的相差不大,但得到的合金层组织更为致密,各相层间无明显分界线和裂纹,在一定程度上抑制了脆性相ζ层的生长,有利于塑性相δ层的生长;在提高镀层的黏附性的同时也提高了镀层的耐腐蚀性,其耐腐蚀性能较传统氯化锌铵助镀提高1倍左右。     

硅含量对热浸镀Zn-20%Al镀层组织和耐蚀性的影响

将Q235钢置于不同硅含量的Zn-20%Al熔池中浸镀不同时间,并将浸镀样品置于中性盐雾腐蚀试验箱中腐蚀,利用扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪观察镀层的组织结构和腐蚀产物,研究了硅含量对热浸镀Zn-20%Al镀层组织及耐腐蚀性的影响。结果表明:随着熔池中硅元素的增加,合金层中周期性层状组织逐渐消失;添加少量的硅就可以强烈抑制铁铝之间的反应,减薄镀层的厚度;当硅含量增加到0.8%时,中间合金层由Fe Al_3相向Fe-Al-Si三元化合物τ_4相转变;硅的加入可以使腐蚀环境下的镀层表面形成一层致密的化合物Al_(3.21)Si_(0.47),较大程度地隔绝腐蚀环境,提高镀层耐腐蚀性。     

Zn-Al-Mg合金镀层钢丝热浸镀工艺研究

锌铝镁镀层耐蚀性远强于传统纯锌镀层,介绍了一种适用于钢丝类基材的热浸镀锌铝镁镀层工艺:采用Zn-6%Al-3%Mg热浸镀镀液所制备镀层具有较高耐蚀性及力学性能;采用新型助镀剂的溶剂法(干法)所制备钢丝镀层质量高、污染小;镀层厚度随浸镀温度及浸镀时间的增加以不同速率增长;在浸镀温度470～500℃、浸镀时间60～120s、镀后冷却速率30℃/s条件下所制备钢丝镀层质量稳定、力学性能较好、与基体结合力强、具有更高的耐蚀性能。     

Al和RE对Zn-Al合金镀层组织和耐蚀性的影响

采用烘干溶剂法在Q235钢表面获得Zn-(0.02~5)%Al和Zn-5%Al-0.05%RE(质量分数)合金镀层,用光学显微镜和扫描电镜观察合金镀层的宏观形貌和表面、断面组织形貌,用能谱仪分析合金镀层的合金元素分布,分别用中性盐雾实验和全浸腐蚀实验研究合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明,锌浴中Al的质量分数为0.02%时,Zn-Al合金镀层的光亮度最好,随着Al含量增加光亮度下降;Zn-Al基合金镀层中,从外层的η相到接近钢基体的T相中,Zn含量逐渐减少,Fe和Al含量逐渐增加;随着镀浴中Al含量增加,热浸镀Zn-Al合金镀层的腐蚀速率减小;添加稀土元素能提高Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能。     

热浸镀锌铝的界面反应机理

通过热浸镀和扩散偶试验研究铁基与4种锌铝熔池成分合金Zn-0.2%Al、Zn-5%Al、Zn-25%Al、Zn-55%Al(质量分数)之间的界面反应过程,提出热浸镀锌铝中扩散通道移动对合金层形成的控制机理。结果表明:热浸镀(扩散偶)初期,扩散通道均沿两相区共轭线(tie-line)穿过熔池成分液相与对应的Fe-Al化合物构成的两相区,铁基表面优先形成对应的Fe-Al化合物的连续层状组织。随着热浸镀(扩散)时间的延长,扩散通道具有逐渐向两扩散组元成分点连线移动的趋势,一旦扩散通道切割熔池成分液相与对应的Fe-Al化合物构成的两相区共轭线,初期形成的Fe-Al化合物层失稳破裂,导致镀层合金层(扩散层)快速增厚。     

浸镀温度对热镀Galfan钢丝镀层的影响

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Fe_2Al_2FeAl_3组成,415-4359C镀层界面层中存在微量Al_20_3;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.     

Q195钢双镀Galfan合金镀层组织及耐蚀性

为在结构钢件表面获得质量优良的高耐蚀性Galfan合金镀层,尝试在450℃先预镀纯锌再浸镀Galfan合金的双镀方法,并研究预镀时间和浸镀时间对镀层组织及耐蚀性的影响。结果表明,450℃预镀5 s以上的纯锌后再浸镀Galfan合金,镀层表面质量优良。镀层主要由Fe_2Al_5-Znx、FeAl_3-Znx和合金液的凝固组织组成,没有Fe-Zn化合物。随预镀时间增加,FeAl3-Znx+G(液相凝固组织)层变厚;随浸镀时间的增加,Fe_2Al_5-Znx层厚度逐渐增加,并逐渐形成FeAl_3-Znx层。FeAl3-Znx+G两相层在浸镀60 s以下均能稳定存在。通过电化学测试发现,双镀Galfan合金镀层耐蚀性明显优于纯锌镀层,但延长浸镀Galfan合金时间会降低镀层的耐蚀性。     

Mn、Ti对热浸镀Zn-5Al合金镀层组织与耐蚀性的影响

采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)、电化学测试等手段研究了Mn、Ti对热浸镀Zn-5Al合金镀层组织与耐蚀性的影响。结果表明:Zn-5Al-0.2Mn和Zn-5Al-0.15Ti合金镀层的腐蚀速率分别为Zn-5Al合金镀层的44.8%和39%;在Zn-5Al合金镀层中添加Mn、Ti,促进了Al在过渡区的集聚,使含Fe2Al5过渡层的厚度增大;添加Mn使Zn-5Al合金镀层中的共晶组织细化,而添加Ti则使共晶组织粗化,但此时共晶Al相已与钢基体连续融合;Zn-5Al-0.2Mn和Zn-5Al-0.15Ti合金镀层的自腐蚀电流密度均比Zn-5Al合金镀层的小,具有更好的耐蚀性。     

Ti含量对热浸镀Zn-Al-Ti合金镀层形貌和性能的影响

为了研制新型热镀锌合金,提高镀层性能,本研究在锌液中加入不同含量的Ti,配制成Zn-0.5Al-x Ti(x=0、0.03%、0.05%、0.07%、0.10%和0.12%,质量分数)合金镀浴,并在低碳钢板上进行了施镀。用光学显微镜、显微硬度计和全浸腐蚀实验对镀层的形貌和性能进行了表征。结果表明,添加适量Ti能有效减少锌灰、浮渣、锌瘤和镀层厚度,提高镀层的表面质量。随着Ti含量增加,镀层表面光洁度先降低后升高,镀层表面晶粒尺寸先减小后增大,镀层显微硬度和腐蚀速率先增加后减小再增加。当Ti含量为0.07%时,镀层的厚度较薄,镀层的光洁度、硬度和耐蚀性较好。     

热浸镀Zn-Al-Si镀层的组织

试验研究了550℃,纯铁在30Al-Zn-1.1Si和40Al-Zn-1.1Si合金浴中热浸镀生成的合金层组织。比较了两种合金镀层在不同浸镀时间合金层生长的变化,发现在τ5C相破裂之前阶段,两种镀层的合金层生长缓慢;随着反应时间延长,熔池扩散的进行,τ5C相破裂,液相开始进入FeAl3相,FeAl3相与τ5C相生长加快,故本试验中对合金层生长起主要抑制作用的是τ5C相;由于富硅的τ1相在界面上富集,再加上Fe2Al5中固溶硅的作用,抑制了铝的扩散,使(Fe2Al5+τ1)相生长缓慢而且致密。通过比较还发现,浸镀相同时间时,随着铝含量降低,合金层的厚度会更薄,τ5C相的抑制作用更强,形成的渣更少。     

森吉米尔法和双镀Galfan合金镀层的分析

用SEM和EDS法分析比较森吉米尔法和双镀Galfan合金镀层的显微组织,研究了森吉米尔法浸镀温度和时间对过渡层的影响.结果表明,森吉米尔法镀层厚度比双镀镀层厚,且表面层组织致密度好.不同的预处理工艺对Galfan镀层中的合金化反应产物没有明显影响,在过渡层中靠近基体和表面层位置分别形成FeAlZnx相和FeAl3Znx相.过渡层的生长主要受浸镀温度和浸镀时间的影响.     

热浸时间对纯锌和含锌RE合金镀层力学性能的影响

研究了热浸时间对Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.02%RE合金镀层中元素分布、厚度的影响,及对IF钢抗弯曲强度和镀层硬度的影响。结果表明:镀层的厚度随热浸镀时间的增加而增大,同时镀层中间过渡层的厚度随时间增加而增大;随着热浸镀时间的延长,纯锌镀层和合金镀层试样的抗弯曲能力都呈下降趋势,且合金镀层试样下降的更为明显;随着热浸时间的延长,纯锌镀层的硬度减小,而合金镀层的硬度增加。Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.02%RE合金镀层的综合力学性能优于纯锌镀层的。     

电脉冲处理对热镀锌镀层组织和生长的影响

研究了电脉冲处理对热镀锌镀层组织和生长影响。采用冷轧钢板在460℃条件下得到不同电脉冲处理参数不同浸镀时间的镀层组织,结果表明,未经电脉冲处理试样铁锌互扩散较快,δ相和ζ相同时生长,且随时间延长ζ相呈起伏式生长,合金层的组织变得不连续且存在疏松。电脉冲处理后试样合金层的生长均受到抑制,生长比较稳定。在180 s浸镀时间内,δ相层的组织晶粒度均匀致密,ζ相的连绵式生长消失,与δ相和η相相界面变得非常连续,厚度明显减薄,由83.5μm减薄到70μm以内。经电脉冲处理后,合金层的生长由扩散和界面反应联合控制转变为仅受扩散控制。