锌镍铋稀土铝五元合金的研制与应用

1、锌-镍-铋-稀土-铝五元合金的研制与应用吴起鞍山鞍海金属添加剂有限公司通讯地址：辽宁省海城市大屯镇 邮政编码：114225摘要：本文介绍了锌-镍-铋-稀土-铝五元合金的研制过程，及在热浸镀锌使用过程中的操作方法和注意事项。Abstract：In this paper the author introduces the procedures of study and manufacture，as well as operation and attentions in the process of hot-dip galvanizing application.关键词：热浸镀锌；锌-镍-铋-稀土-

2、铝五元合金；流动性；浸润性；批量镀锌Keywords：Hot-dip galvanizing；Zn-Ni-Bi-RE-Al five alloy；Liquidity；Invasive；Bulk Galvanized1前言 随着热浸镀行业的飞速发展，热浸镀用各种合金如雨后春笋般涌现，并在热浸镀行业中得到广泛应用。一九八八年笔者参与了鞍钢焊管厂与大连理工学院共同研制锌镍合金的课题。二00二年笔者作为鞍山市金鹏镀锌厂技术副厂长进行了锌-镍-稀土-铝四元合金的研制及生产应用。二00三年在此基础上，又添加金属铋，经过反复实践，研制开发出锌-镍-铋-稀土-铝五元合金（以下简称五元合金）。与其它单一合金相比

3、，五元合金具有多种有益成分互补的协和效应，在抑制圣德林效应、降低生产成本、提高产品质量、减少锌瘤、改善镀件外观质量上有明显的效果。该合金经过几年来近百家企业的使用，得到了使用者的广泛赞誉。2五元合金的制作原料： 0#锌锭、1#镍、纯稀土、双零铝、1#铋。设备：中频电炉、生产专用工具、手持数字温度计、计量台秤、化验设备等。制作过程：首先对各种元素进行称重、配比，用中频电炉制作出中间合金一、中间合金二，将中间合金一、中间合金二根据不同温度加入载体锌液中，稀土的加入采取压力法。经过熔炼、温度控制、时间控制、静置、取样化验、出炉温度的调整、清渣、铸锭、计量、包装等工序制成五元合金。为使生产出的合金成分

4、更加均匀、冶炼温度得到准确控制，应采用电炉冶炼，通过电磁进行搅拌。3五元合金中各种元素在热浸镀锌中所起的作用镍具有排氧性，能把锌浴中的氧化物和铁等杂质分离出来，使流动性增加，能够抑制含硅量0.25%以下材质的镀件的圣德林效应，使表面扩散速度减缓，是低温镀锌的基础元素。铋能极大地改善锌液的流动性，减少和消除锌瘤的产生、降低锌耗、改善镀锌质量，能抑制含硅0.5%以下镀件镀锌时的铁锌扩散。稀土可改进镀液对镀件的浸润能力，有助于消除漏镀等缺陷，稀土还能细化晶粒，提高耐腐蚀性，具有改善流动性的作用。铝增加在铁锌扩散反应中的孕育期及镀件的亮度和韧性。4五元合金的使用目前国内使用的合金主要有铝合金、稀土合金

5、、镍合金、含镍的多元合金等等，五元合金属于含镍的多元合金，它的使用方法与铝合金和稀土合金不同。铝合金和稀土合金属于表面加入合金，而五元合金同镍合金加入方法相似，是均匀加入。由于镍元素具有排氧性，初次使用五元合金的企业，首先要排除锌浴中的氧化物和铁等杂质。一般氧化物和铁等杂质的含量占锌锅中锌总比例的2%左右。加入本合金时，应用钢筋焊制的铁笼将合金放在锌锅中，浸入锌液深度以合金全部在锌液表面以下为宜，沿锌锅长度方向来回移动，直至合金全部熔化为止。如原使用480镀锌的企业使用五元合金，由于原锌液老化，锌液表面会出现粘稠状锌灰，这是使用该合金分离出的氧化物，其会造成镀锌产品质量下降，这是正常现象。在这

6、种情况下，要用工具多搅拌锌液，使其加速分离，将锌灰捞出，尽快更新锌液，待镜面保持30分钟以上再进行生产。 初次使用五元合金的企业或原来只使用铝合金的企业，使用本合金前要将锌锅中的铝控制在最小含量，然后逐渐加入，直至锌锅内合金含量达到比例为止。以后再添加锌时也应按比例配合使用。锌锅较浅或下加热的企业，锌渣易泛起，由于加入本合金会使锌层厚度减薄从而造成表面点状颗粒明显，如在不加深锌锅和不改变加热方式的情况下应采取勤捞渣、缓慢下镀件、均匀加热、镀件在锌液中不要浸入过深等措施。如材质相同镀锌温度高于460或材质相同镀锌温度在440460时镀层没有明显减薄，说明合金含量不够，应适当加入合金。在镀普碳钢材

7、质镀锌温度在440460时，镀层过薄说明合金过多，应延长浸锌时间加快提升速度。若镀件表面有小黑斑点或圆滑颗粒点，说明合金含量太多应加锌进行稀释。 在使用五元合金时应注意加锌不要直接将锌锭放入锌锅。因为锌中含有杂质，进入锌锅底部不易排除，造成锌液粘度增加。应将锌锭放入专门下锌的钢筋框中，用吊车放入锌锅表面，沿锌锅长度方向来回移动，锌熔化后氧化物和杂质浮在锌液表面，便于处理后清除。另外要保持助镀液清洁，如果助镀液老化，含酸、含铁量过高易造成锌液粘度增加。如在镀锌过程中锌液表面灰色浮渣过多，镀件表面有小点状颗粒，这时就应对助镀液进行更换和除铁处理。 使用五元合金后，严禁使用其它合金或与其它合金混用。更不允许直接加铝，可在专业人员指导下适当加入锌铝合金。5结束语在热浸镀锌中，无论使用哪一种锌基合金，都会起到一定的作用，但是不管它的效果如何，都必须在一定的工艺、设备、操