CN114807815B - 一种用于钢材热浸镀的防腐合金镀层及钢材热浸镀方法 - Google Patents

一种用于钢材热浸镀的防腐合金镀层及钢材热浸镀方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于钢材热浸镀的防腐合金镀层及其热浸镀方法，属于新型金属功能材料技术领域。用于钢材热浸镀的防腐合金镀层按重量份数计包括铝80～98份、铁0.2～2份、锰0.01～10份、硼0.01～2份、铬0.2～3份和稀土金属0.1～5份。采用本发明提供的用于钢材热浸镀的防腐合金镀层的热浸镀方法处理后获得一种无针孔、铁相球状化及晶粒细化的高耐蚀多元合金镀层，其电化学腐蚀速度可降低至少一个数量级，大大提高了钢材镀层的防腐性能。

Description

一种用于钢材热浸镀的防腐合金镀层及钢材热浸镀方法
技术领域
本发明涉及一种用于钢材热浸镀的防腐合金镀层及钢材热浸镀方法，属于新型金属功能材料及钢材表面防腐蚀材料及处理技术领域。
背景技术
铝合金材料尽管具有优良的耐工业水、海水、氨水、硫化氢溶液及气体，以及多种有机酸溶液腐蚀的性能，但因为力学性能不足而限制了其在这些领域的应用。继而人们研究各种含铝的铁基合金，然而铁铝合金中铝的含量超过6％就会使合金的强度急剧下降，因此人们只好研究在钢铁表面覆铝的各种技术，以期将钢铁的强度和铝的抗腐蚀性相结合，例如粉末包埋渗铝、热喷涂铝及热浸铝等。
渗铝只能在钢铁材料表面形成一层铁铝合金(含铝量一般在20～50wt％)，在气相腐蚀介质中具有优良的抗腐蚀性能，但在液相腐蚀介质中与铝合金材料相比抗腐蚀性不确定，需要通过具体试用来决定(W.A.McGill.M.J.Weinbaum.化工炼油机械，1979，No.1:79)。热喷涂铝不受生产条件限制，可加工任意尺寸大小的工件，但热喷涂铝涂层有孔隙，其与基体又为机械结合，且结合力低，导致抗腐蚀性与铝合金材料相比，有明显差距，多用于其他方法处理不了的大件及现场施工，或修补其他方法局部存在的缺陷。热浸铝是将钢铁材料浸入熔融铝中，首先使铝原子渗入钢中形成铁铝合金层，然后在从铝液提出时在铁铝合金层表面再粘附一层纯铝或铝合金，最终形成由铁铝合金层和纯铝层构成的复合层，其结合力为冶金结合而优于热喷涂铝层，其表面纯铝层属于纯度98％以上的铸态纯铝，理论上热浸铝层最接近铝合金材料，因此，人们重点发展了热浸铝技术。但是在实际应用中，目前生产中所用的热浸铝技术生产的热浸铝层，其防腐性能仍然不如铝合金材料。其原因主要来自于三个方面：(1)镀层中存在针孔；(2)镀层中存在大量针状铁铝金属间化合物相(FeAl3)；(3)镀层晶粒粗大。
首先，由于铝是极活泼金属元素，热浸铝之前钢铁基体表面即使存在极微量的氧化性物质都会使接触的液体铝原子氧化而产生氧化铝颗粒，产生的氧化铝颗粒降低了液体铝的浸润性，从而在镀层中产生针孔，即钢基体-铝液界面处存在的氧化铝颗粒是导致热浸铝层中存在针孔的原因，这一研究结果早在1962年就已得出(嵯峨卓郎.金属表面技术，1962，25(3):20)。由于在实际应用中有关热浸镀铝产品标准对镀层缺陷的检测只是规定了宏观目视检查，导致人们对镀层微观上的致密程度及其对使用寿命的影响没有给予足够的重视。通过对目前实际生产中使用的气体保护法、钝化法及熔剂一浴法等各种热浸铝技术生产的热浸铝层进行15％硝酸溶液腐蚀研究，发现不同热浸铝工艺生产的热浸铝层外表虽然看似一样，但其微观上致密程度显著不同。而且现有这些工艺均不能保证彻底消除钢铁基体表面上的氧化性物质，也即不能保证镀层中无针孔，结果致使已有的热浸镀铝产品其抗腐蚀性能都没有达到理论上铝合金材料的水平。
其次，在热浸铝生产过程中，由于需要在铝液中不断地浸渍钢铁件，那么不可避免地会有铁原子溶解在铝液中，随着生产时间的延长，铁原子在铝液中可积累到最高2％的水平，远远超过了在铝固熔体中的最大含量0.052％，冷却后会以FeAl3针状相存在于镀层中。FeAl3相对铝基体是阴极相，形状又是粗大的针状，加剧了镀层的电化学不均匀性，容易引起点蚀。而在目前所有有关热浸铝的专利文献都没有涉及如何有效控制铝液及镀层中铁的含量及形态。
第三、目前所有热浸镀铝技术都规定在热浸铝后采用空冷，冷却速度低导致镀层晶粒粗大，而且表面温度比基体低又导致高熔点相优先在表面析出凝固，更加剧了镀层表面的电化学不均匀性，降低了耐蚀性。
综上所述，目前已有的热浸镀铝技术方法都存在上述问题之中的一种以上，例如，CN101649440A一种钢材热浸镀铝助镀的方法、CN106148868A一种热浸镀铝用新型助镀剂及其使用方法、CN107365954A一种热浸镀铝用助镀剂及钢结构件的热浸镀铝工艺、CN103266291A一种热浸镀铝锰系合金层方法、CN110257750A一种热浸镀铝合金镀层及其热浸镀方法，这些专利技术都使用水溶液助镀剂，必然导致镀层中不可避免地存在针孔；也有采用了熔盐助镀能够消除镀层针孔，但熔盐助镀成分适应性窄，氟化铝含量高易挥发，氟化铝含量低熔点高粘度大不易脱除，而且都没有控制镀层中的铁相。其他近年的专利，如CN111485189A一种热浸镀Al-Mg-Si-Er-In阳极合金镀层及其制备方法，虽然提出了对镀层合金化，但都没有针对腐蚀影响最大的不可避免的铁相进行处理，在实际生产中根本起不到应有的作用；CN102268625A一种钢结构件热浸镀铝方法，提出来脉冲细化镀层的方法，但对钢管这样大尺寸工件很难实现工业化生产。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有热浸镀铝技术的上述问题，本发明提供一种用于钢材热浸镀的防腐合金镀层及其热浸镀方法，该热浸镀方法能够使镀层中铁的形态球状化、无针孔及晶粒细化，提供了一种高耐蚀性热浸镀铝基多元合金技术。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一方面，本发明提供一种用于钢材热浸镀的防腐合金镀层，其按重量份数计包括铝80～98份、铁0.2～2份、锰0.01～10份、硼0.01～2份、铬0.2～3份和稀土金属0.1～5份。
优选地，所述稀土金属为镧、铈、钇中的任意一种或几种的组合。
进一步地，防腐合金镀层包含铝90～98份、铁0.5～1份、锰0.05～5份、硼0.01～2份、铬0.3～2份和稀土金属0.19～2.8份。
另一方面，本发明还提供一种钢材热浸镀防腐合金的方法，其包括在热浸镀过程中，对钢材进行熔融盐浴助镀后，热浸多元合金，采用感应加热方式加热镀层表面后再快速冷却；其中，所述多元合金包括按重量份数计的铝80～98份、铁0.2～2份、锰0.01～10份、硼0.01～2份、铬0.2～3份和稀土金属0.1～5份，所述稀土金属为镧、铈、钇中的任意一种或几种的组合。
进一步地，所述多元合金包含90～98份铝、0.5～1份铁、0.05～5份锰、0.01～2份硼、0.3～2份铬和0.19～2.8份稀土金属。
如上所述的方法，优选地，所述熔融盐浴的组分包括重量份数计的氯化钠20～40份、氯化钾20～48份、冰晶石10～20份、氟化铝1～10份、氟铝酸钾0.5～6份和氯化锰0.1～8份。
进一步地，所述熔融盐浴的组分包含氯化钠32～40份、氯化钾40～48份、冰晶石10～17份、氟化铝2～8份、氟铝酸钾1～4份和氯化锰0.2～1份。
如上所述的方法，优选地，所述熔融盐浴的工作温度为700～800℃，处理时间为5～60分钟。
如上所述的方法，优选地，所述热浸多元合金时，其温度为700～800℃，热浸时间为3～10分钟。
如上所述的方法，优选地，所述感应加热镀层表面的操作为：用感应加热线圈对镀层进行补充加热升温到750℃以上。
如上所述的方法，优选地，所述快速冷却为先采用喷雾冷却200～300℃，然后水冷；或者先直接进入200～300℃硝酸盐浴中冷却然后水冷。
如上所述的方法，优选地，所述钢材为钢管。
再一方面，本发明提供一种用于钢材热浸镀的助镀剂，其包括按重量份数计的氯化钠20～40份、氯化钾20～48份、冰晶石10～20份、氟化铝1～10份、氟铝酸钾0.5～6份和氯化锰0.1～8份。
如上所述的用于钢材热浸镀的助镀剂，优选地，包含氯化钠32～40份、氯化钾40～48份、冰晶石10～17份、氟化铝2～8份、氟铝酸钾1～4份和氯化锰0.2～1份。
无针孔是任何镀层耐蚀性的前提，在存在针孔下添加任何耐蚀性合金元素都是徒劳的。而本发明中提供的盐浴助镀方法及熔融盐浴组成，与用水溶液助镀剂相比，盐浴助镀可彻底消除镀层针孔，同时还能净化铝液并减少氧化物夹杂。本发明所提供的盐浴组成成分中，氯化钠、氯化钾、冰晶石(氟铝酸钠)及氟化铝这4种组合是基础，在此基础上加入氟铝酸钾可调整熔点及降低粘度，进一步提高熔融助镀剂的助镀作用及适用范围，加入氯化锰能通过产生少量反应气体而实时净化多元合金液，极大地增加了熔盐助镀的功能，克服了已有盐浴助镀配方的缺点。
现有技术中常用的工业纯铝镀液中往往不添加合金元素，铁含量最高可累积到3％，在镀层中以针状第二相存在，这将严重降低镀层的耐蚀性能。但本发明提供的一种用于钢材热浸镀的防腐合金镀层，在消除针孔及氧化物夹杂基础上，进一步通过调整镀层中铁相的数量、形态、电位及钝化能力来提高镀层耐蚀性。本发明通过添加锰、硼使铁在铝液中的含量降低到2％以下，相应地就减少了镀层中铁相的数量；再通过添加锰、铬使铁相的形态由针状转变为球状或块状，减少了铁相所占的面积和针状第二相的数量，同时锰减少了铁相与铝基体的电位差，铬提高了铁相的钝化能力；通过添加稀土细化铁相及基体铝相的晶粒及减少氧化物夹杂，而细化晶粒可进一步提高镀层的耐蚀性、均匀性及钝化能力。综合以上各金属在多元合金镀层中所发挥的作用，本发明在消除针孔及改进铁相形态的基础上，有效提高了镀层的耐蚀性、均匀性及钝化能力的方式。
进一步地，本发明中还通过快速冷却来细化镀层的晶粒。由于即使在保温状态下也容易出现镀层表面温度下降及高熔点相析出，为此本发明还通过感应加热镀层的方式更大程度地减少第二相及细化晶粒。具体操作是将钢材镀件从多元合金液中提出、转移到冷却池上方，此时通过感应加热镀层，使镀层温度升高，高熔点相完全溶解，然后快速冷却，从而更大程度地减少第二相及细化晶粒。冷却方式分为两种：一是先喷雾冷却，然后水冷；二是直接在200～300℃硝酸盐浴中冷却，然后水冷。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种用于钢材热浸镀的防腐合金镀层，能有效消除针孔及氧化物夹杂，通过添加锰、硼使铁在镀层中铁相的数量降低，通过添加锰、铬使铁相的形态由针状转变为球状或块状，减少了铁相所占的面积，同时锰减少了铁相与铝基体的电位差，铬提高了铁相的钝化能力；通过添加稀土细化铁相及基体铝相的晶粒及减少氧化物夹杂。
本发明提供的用于钢材热浸镀的防腐合金镀层及其热浸镀方法，通过热浸镀方法可以获得一种无针孔、铁相球状化及晶粒细化的高耐蚀多元合金镀层，其电化学腐蚀速度可降低至少一个以上的数量级，大大提高了其防腐性能。在最佳工艺条件下，所得镀层在3.5％NaCl溶液中的电化学腐蚀速度可从普通Al-0.2～3％Fe镀层的3.60×10-6A/cm2降低到2.36×10-9A/cm2；腐蚀速度降低了3个数量级，效果非常显著。
附图说明
图1为实施例1中获得多元合金水冷镀层的表面形貌；
图2为对比例1中获得多元合金镀层的表面形貌；
图3为对比例2中获得多元合金镀层的表面形貌。
具体实施方式
本发明的钢材热浸镀多元合金的方法包括如下工艺：钢材经过除油、水洗、除锈、水洗、晾干、熔融盐浴助镀、热浸多元合金、感应加热镀层表面及快速冷却、后处理。
优选地，除油采用市售的水基清洗剂除油，除锈采用15％～20％盐酸，热水洗后晾干。
然后钢材浸入熔融盐浴(助镀剂)中处理。盐浴处理可彻底清除钢基表面的氧化物及铝液中的氧化物，消除镀层的针孔，同时还减少了镀层中的氧化物夹杂。其中，盐浴组成为氯化钠20～40份、氯化钾20～48份、冰晶石10～20份、氟化铝1～10份、氟铝酸钾0.5～6份和氯化锰0.1～8份的助镀剂。进一步盐浴组成为氯化钠32～40份、氯化钾40～48份、冰晶石10～17份、氟化铝2～8份、氟铝酸钾1～4份和氯化锰0.2～1份的助镀剂盐浴温度优选在700～800℃，处理时间优选为5～60分钟。盐浴温度低于700℃对钢基体表面的净化作用差，高于800℃加重挥发。处理时间主要取决于热浸工件的重量大小，重量大所需时间长，重量小所需时间可缩短。
钢材从盐浴中提出后浸入熔融的用于钢材热浸镀的防腐合金镀层的多元合金中。防腐合金镀层的合金组成为按重量份计的80～98份铝、0.2～2份铁、0.01～10份锰、0.01～2份硼、0.2～3份铬、0.1～5份稀土金属，稀土金属包含镧、铈、钇中的任意一种或几种的组合。进一步地，优选为90～98份铝、0.5～1份铁、0.05～5份锰、0.01～2份硼、0.3～2份铬、0.19～2.8份稀土金属。其中，锰、硼可以降低铁在铝液中的溶解度。铬、锰可以与铁铝化合物形成复合化合物，使铁铝化合物球状化，使镀层的电化学性能更均匀，进而提高镀层的耐蚀性。稀土金属可以细化晶粒，减少氧化物夹杂。合金元素用量决定镀层的耐腐蚀性能，过低不能改变铁相的形态而不能提高镀层的耐蚀性，过高又会形成过多的第二相而加剧镀层的电化学不均匀性，降低镀层的耐腐蚀性能。多元合金液的温度控制优选为700～800℃，热浸时间优选为3～10分钟，这样的工艺条件范围有助于控制镀层中的铁相、镀层的厚度及钢基体的强度。钢材从多元合金液中提出后，快速转移到冷却池上方，在冷却池上面钢材镀件进入口处设有与镀件形状相适应的感应加热圈，当镀件通过感应加热圈时，立即通电对镀件表面的镀层进行补充加热升温，温度控制在750～800℃之间，紧接着对镀层进行喷雾冷却到200～300℃，然后水冷，或者直接进入200～300℃的硝酸盐浴中冷却，然后水冷；快速冷却可使镀层晶粒细化，提高电化学均匀性及钝化能力。对镀层进行感应加热提温，提高了多元合金液的过冷度，有助于细化晶粒。与提高热浸多元合金温度然后直接快速冷却相比，本发明的方法既有利于减少钢材镀件在多元合金液中溶解铁的量(基本消除了铁相)，又有利于控制钢材的强度。
最后，冷却后对钢管进行水清洗及晾干。
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。下面实施例中镀件为钢管。
实施例1
镀件钢管经过市售水基清洗剂除油，水洗，15％～20％盐酸除锈，水洗后晾干。然后把钢管浸入按重量份计的组成为氯化钠40份、氯化钾40份、冰晶石10份、氟化铝2份、氟铝酸钾6份、氯化锰2份的700℃熔融盐浴助镀剂中处理5分钟。接着镀件钢管从熔融盐浴中提出后浸入熔融的多元合金中。合金组成为按重量份计为80份的铝、2份的铁、10份的锰、0.2份的硼、3份的铬、4.8份的镧。多元合金液的温度控制在750℃，热浸时间3分钟。钢管从多元合金液中提出后，快速转移到冷却池上方，将钢管通过感应加热圈并加热到760℃以上后，对镀层进行喷水雾冷却至280℃，然后水冷。最后对冷却后镀件进行水洗及晾干。获得了表面光滑、致密、晶粒均匀细小的镀层，其扫描电镜结果见附图1。
将所得镀层采用电化学工作站，测量其在3.5％NaCl溶液中的极化曲线，获得其腐蚀速度为1.47×10-7A/cm2。
实施例2
镀件经过市售水基清洗剂除油，水洗，用15％～20％的盐酸除锈，水洗后晾干。然后把镀件浸入组成为氯化钠30份、氯化钾40份、冰晶石15份、氟化铝5份、氟铝酸钾8份、氯化锰2份的710℃盐浴助镀剂中处理10分钟。接着镀件从盐浴中提出后浸入熔融多元合金中。合金组成为85份铝、2份铁、10份锰、0.2份硼、2份铬、0.8份铈。多元合金液的温度控制在720℃，热浸时间5分钟。镀件从多元合金液中提出后，快速转移到冷却池上方，钢管通过感应加热圈并加热到760℃后，镀层进入300℃硝酸盐浴中冷却然后水冷。最后对冷却后钢管进行水洗及晾干。
测得其所得镀层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀速度为3.48×10-7A/cm2。
实施例3
镀件经过市售水基清洗剂除油，水洗，15％～20％盐酸除锈，水洗后晾干。然后把镀件浸入组成为氯化钠40份、氯化钾35份、冰晶石17份、氟化铝2份、氟铝酸钾5份、氯化锰1份的720℃盐浴助镀剂中处理10分钟。接着镀件从盐浴中提出后浸入熔融的多元合金中。多元合金组成为90份铝、2份铁、5份锰、0.1份硼、1.5份铬、1.4份钇。多元合金液的温度控制在720℃，热浸时间8分钟。钢管从多元合金液中提出后，快速转移到冷却池上方，钢管通过感应加热圈并加热到760℃后，对镀层进行喷雾冷却到280℃然后水冷。最后对冷却后钢管进行水洗及晾干。
其所得镀层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀速度为1.61×10-7A/cm2。
实施例4
镀件经过市售水基清洗剂除油，水洗，15％～20％盐酸除锈，水洗后晾干。然后把镀件浸入组成为氯化钠32份、氯化钾48份、冰晶石10份、氟化铝5份、氟铝酸钾4份、氯化锰1份的740℃盐浴助镀剂中处理7分钟。接着镀件从盐浴中提出后浸入熔融多元合金中。合金组成为95份铝、1份铁、1份锰、0.1份硼、1份铬、1.9份镧。多元合金液的温度控制在750℃，热浸时间10分钟。镀件从多元合金液中提出后，快速转移到冷却池上方，钢管通过感应加热圈并加热到780℃后，镀层进入280℃硝酸盐浴中冷却。最后对冷却后钢管进行水清洗及晾干。
其所得镀层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀速度为8.39×10-8A/cm2。
实施例5
镀件经过市售水基清洗剂除油，水洗，15％～20％盐酸除锈，水洗后干燥。然后把镀件浸入组成为氯化钠36份、氯化钾37份、冰晶石15份、氟化铝2份、氟铝酸钾9份、氯化锰1份的780℃盐浴助镀剂中处理10分钟。接着镀件从盐浴中提出后浸入熔融多元合金中。合金组成为98份铝、1份铁、0.3份锰、0.01份硼、0.3份铬、0.39份铈。多元合金液的温度控制在760℃，热浸时间3分钟。镀件从多元合金液中提出后，快速转移到冷却池上方，镀件通过感应加热圈并加热到760℃后，对镀层进行喷雾冷却到250℃然后水冷。最后对冷却后钢管进行水洗及晾干。
其所得镀层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀速度为4.34×10-8A/cm2。
实施例6
镀件经过水基清洗剂除油，水洗，用15％～20％的盐酸除锈，水洗后晾干。然后把镀件浸入组成为氯化钠40份、氯化钾40份、冰晶石10份、氟化铝8份、氟铝酸钾1份、氯化锰1份的720℃盐浴中处理20分钟。接着镀件从盐浴中提出后浸入熔融多元合金中。多元合金的组成为93份铝、1份铁、5份锰、0.01份硼、0.8份铬和0.19份钇。多元合金液的温度控制在730℃，热浸时间5分钟。钢管从多元合金液中提出后，快速转移到冷却池上方，钢管通过感应加热圈并加热到770℃后，镀层进入250℃硝酸盐浴中冷却。最后对冷却后钢管进行水清洗及晾干。
其所得镀层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀速度为5.85×10-8A/cm2。
实施例7
镀件经过市售水基清洗剂除油，水洗，15％～20％盐酸除锈，水洗后晾干。然后把镀件浸入组成为氯化钠40份、氯化钾40份、冰晶石16份、氟化铝2份、氟铝酸钾1.8份、氯化锰0.2份的700℃盐浴助镀剂中处理30分钟。接着镀件从盐浴中提出后浸入熔融多元合金中。多元合金组成为93份铝、1份铁、2份锰、0.2份硼、1份铬、2.8份镧。多元合金液的温度控制在710℃，热浸时间10分钟。镀件从多元合金液中提出后，快速转移到冷却池上方，镀件通过感应加热圈并加热到750℃后，对镀层进行喷雾冷却到250℃，然后水冷。最后对冷却后钢管进行水清洗及晾干。
其所得镀层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀速度为3.28×10-8A/cm2。
实施例8
镀件经过市售水基清洗剂除油，水洗，15％～20％盐酸除锈，水洗后晾干。然后把镀件浸入组成为氯化钠35份、氯化钾45份、冰晶石15份、氟化铝3份、氟铝酸钾1.5份、氯化锰0.5份的700℃盐浴助镀剂中处理5分钟。接着镀件从盐浴中提出后浸入熔融多元合金中。合金组成为90份铝、0.5份铁、5份锰、0.05份硼、2份铬、2.45份铈。多元合金液的温度控制在730℃，热浸时间4分钟。镀件从多元合金液中提出后，快速转移到冷却池上方，镀件通过感应加热圈并加热到750℃后，镀层进入250℃硝酸盐浴中冷却。最后对冷却后镀件进行水清洗及晾干。
其所得镀层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀速度为2.36×10-9A/cm2。
对比例1
镀件除油除锈操作采用如实施例1中相同的条件，在由氯化钾40份、氯化钠40份、冰晶石12份及氟化铝8份组成的700℃熔融助镀盐浴中处理5分钟，然后在含有1％铁的750℃的浸铝液中浸渍3分钟，提出后直接空冷，经水洗晾干后，所得镀层的扫描电镜结果见附图2。测得其纯铝镀层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀速度为3.60×10-6A/cm2。通过比较对比例1与实施例1，可以看出本发明所用的方法获得的镀层基本消除了铁相的析出。
对比例2
镀件经历的处理条件与实施例1的前面部分相同，不同之处只是在热浸后直接进行空冷，所得镀层的扫描电镜结果的表面形貌见附图3。通过比较对比例2与对比例1，可以看出，添加改变铁相合金元素后，铁相的占比明显减少，由粗大的长针状变为细小的短棒状；而本发明的实施例1的方法获得的镀层基本消除了铁相的析出。
对比例3
镀件除油除锈采用如实施例1中相同的条件，助镀剂为由25g/L氯化钠、25g/L氯化钾、25g/L氟化钠及25g/L氟化钾组成的水溶液，在85℃下处理3分钟，然后浸入含1％铁的750℃浸铝液中浸渍5分钟，提出后空冷。把所得镀层与对比例1所得镀层同时在25℃的15％硝酸中浸渍4小时，称量其浸蚀前后的重量，然后计算出腐蚀失重。结果是对比例1失重0.3mg/cm2，对比例3失重1.2mg/cm2，失重大代表针孔多，说明水溶液助镀剂工艺的镀层中有很多针孔存在。精测计算实施例1失重0.001mg/cm2，说明采用本发明中方法的助镀剂能有效消除镀层中针孔。
对比例4
本对比例对镀件钢管的操作采用如实施例1中相同的条件，不同在于所用的熔融的多元合金中不添加锰与铬，其余条件不变。将所得镀层采用电化学工作站，测量其在3.5％NaCl溶液中的极化曲线，获得其腐蚀速度为0.92×10-7A/cm2。
对比例5
本对比例对镀件钢管的操作采用如实施例1中相同的条件，不同在于所用的助镀剂盐浴中不添加氯化锰，其余条件不变。将所得镀层采用电化学工作站，测量其在3.5％NaCl溶液中的极化曲线，获得其腐蚀速度为1.08×10-7A/cm2。
通过对比例4和对比例5与对比例1相比，当多元合金中含有锰与铬时，在相同腐蚀条件下，可有效降低镀层腐蚀速度；而当助镀剂盐浴添加了氯化锰时，也同样有助于降低镀层腐蚀速度。通过对比例4和对比例5与实施例1相比，可看出，本发明中所用的防腐合金镀层的组分与熔融盐浴组分的结合使用能使得镀层的抗腐蚀具有协同增效的作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种钢材热浸镀防腐合金的方法，其特征在于，其包括：在热浸镀过程中，对钢材进行熔融盐浴助镀后，热浸多元合金，并采用感应加热方式加热镀层表面后再快速冷却；
其中，所述熔融盐浴的组分包括按重量份数计的氯化钠35份、氯化钾45份、冰晶石15份、氟化铝3份、氟铝酸钾1.5份和氯化锰0.5份；
所述多元合金包括按重量份数计的铝90份、铁0. 5份、锰5份、硼0.05份、铬2份和稀土金属铈2.45份；
所述用感应加热方式加热镀层表面的操作为：用感应加热线圈对镀层进行补充加热升温到750℃以上；
所述熔融盐浴的工作温度为700℃，助镀处理时间为5分钟；
所述热浸多元合金时，其温度为730℃，热浸时间为4分钟；
所述快速冷却为先直接进入250℃硝酸盐浴中冷却然后水冷。
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