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稀土百科丨稀土在锌基热镀层合金中的应用

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2024-03-19
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导读:把熔融状态的锌覆在钢铁制品表面上作为防腐及装饰用,是1742年法国化学家马洛英(MALOUTN)首创的。

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把熔融状态的锌覆在钢铁制品表面上作为防腐及装饰用,是1742年法国化学家马洛英(MALOUTN)首创的。热浸镀技术于1837年由法国工程师学勒研制成功,并应用于工业生产。镀锌已有 170年历史,日、美、英、澳、德等国的热镀锌生产走在世界前列,而在我国是近30年才得到飞速发展。



自1996年我国钢产量连续近10年超亿吨,其产量跃居世界首位我国锌产量也连续10年超百万吨,已成为世界产锌大国。其中30%-40%锌用于镀锌板、带、管、丝、网、型钢结构件等镀锌钢材广泛地应用在工业、农业、能源、交通、化工、家电建筑等各领域。据估计,我国拥有1500多家镀锌工厂,2005年估计镀锌钢铁产量约达到435 万吨,仅次于欧洲(643万吨),消耗锌37万吨。有90多家工厂的锌锅容锌量超过250t,最大的锌锅容量为700t,为世界之最。


在国家计划的驱动之下,基础设施建设(电力、通信建筑、高速公路等)对镀锌钢铁材料需求强劲。目前我国镀锌钢铁材料的年增长率为13%,是发展最快的国家。现已正式成立了中国腐蚀与防护学会热浸镀专业委员会。国际锌协会在中国进行了一项发展项目,项目目标为:优化能源消费,降低环境影响,提高生产力,最终提高行业效率,四家示范工厂将用新技术来提高生产能力。


在20世纪80年代初国际铅锌组织的资助下,比利时国立冶金研究中心(CRM)研究开发成功 Galfan 合金涂层锌-铝5%-(La-Ce)0.05%。20世纪90年代末我国引进了此项技术。Galfan 镀层钢丝生产通过近20年的徘徊才开始走出低谷。而钢管、型钢、铸铁构件等镀锌生产均没能应用。Galfan合金中A1含量高致使我国绝大部分热镀锌工厂采用钢板焊制的锌锅腐蚀严重,又因铝与氯化物助镀剂反应产生 AIC13,而失去其助镀剂的作用,此外铝还会溶解于助镀剂与钢件表面氧化反应形成黏稠状物,附着钢件表面产生露镀缺陷。针对该问题,中国科学院长春应用化学研究所的科技人员立足国内丰富的稀土资源,充分利用国内现有的热镀锌设备和生产工艺,研制开发出铝含量低于1%的锌-铝-稀土三元合金,后发现铝、镁和稀土组合能够产生协同耐蚀作用,又研制出锌-铝-稀土-镁四元热镀锌合金,它们比锌和锌-铝合金的流动性提高约 20%、粗糙度降低30%、耗锌量降低20%左右,提升了耐化学和电化学腐蚀性能。


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