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热浸镀是一种经济而有效的钢铁材料表面处理方法,由于其工艺简单、防腐蚀性能良好而被普遍使用。传统的镀层种类已不能满足防腐蚀的需要,这就需要开发出性能优良的新型合金镀层。
工业发达国家普遍采用保护气体还原法热浸镀Galfan钢丝取代传统的热镀锌钢丝。由于铝的加入,熔剂法热浸镀Galfan容易产生漏镀、气孔、锌瘤等缺陷,而在镀层中加入适量镁元素具有许多显著的优点,Mg-Zn合金镀层受到越来越多的重视,本文主要研究Mg-Zn合金镀层生产工艺的改进、耐蚀性能分析及耐蚀机理的探讨。
针对Mg元素化学性质比较活泼,镁的密度比锌小,富集于锌液表面,氧化非常剧烈,造成合金熔液配比不稳定,而且氧化产物对热浸镀层影响较大,提出在添加镁时使用锌镁中间合金,并试验出一种新型覆盖剂,覆盖于合金熔液表面,减少镁元素的损失及氧化物的产生,并且具有去渣作用。针对Mg-Zn合金镀层,经过多次试验,筛选出一种助镀剂,镀出镀层表面平整,缺陷较少且与基体结合牢固。为防止由于锌浴锅的腐蚀而造成合金熔液成分的改变,选用SiC材料做锌浴锅。
对不同镁含量的Mg-Zn合金镀层使用电化学线性极化技术测定腐蚀电流密度的大小,通过全浸实验和中性盐雾试验测定腐蚀失重速率,结果表明,在镁含量小于2.5%的范围内,随着镁含量的增大,热镀锌镁合金镀层的耐蚀性能逐渐提高,镁含量继续增加时,耐蚀性反而会下降,镁含量在2.5%时,腐蚀电流大小与Galfan镀层相近。通过电子扫描显微镜观察了镀层的表面形貌。在镁含量小于2.5%的范围内,随着镁含量的增大,镀层晶粒不断细化,组织结构趋于均匀,镁元素主要分布于晶界,起到细化晶粒的作用,但如果镁含量继续增加,镁元素会富集在晶界。通过X-射线衍射测定了镀层在Na2SO4熔液中的腐蚀产物,表明随着镁含量的增加,镀层腐蚀产物中非晶态物质比例增大。