關(guān)于熱浸鍍工藝技術(shù)的若干研究與討論

鄭文紅 王穎

【摘要】在科技日益發(fā)展的今天，熱浸鍍工藝技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)主要是將被鍍件浸入到熔融的金屬液體當(dāng)中，讓該金屬液體的表面形成一種金屬鍍層。在這一過(guò)程中需要注意的是，鍍層的金屬熔點(diǎn)一定要低于被鍍金屬的熔點(diǎn)，所以熱鍍層金屬都使用低熔點(diǎn)金屬或者一些其他的合金等。本文主要以熱浸鍍鋁為例，對(duì)熱浸鍍工藝技術(shù)展開(kāi)研究與分析，旨在明確熱浸鍍工藝技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，從而為日后的研究提供相應(yīng)的資料參考。

【關(guān)鍵詞】技術(shù)；熱浸鍍工藝；研究

一直以來(lái)，鋼材都是工業(yè)建設(shè)中最為重要的基礎(chǔ)材料，但是，鋼材的腐蝕與磨損問(wèn)題給人們帶來(lái)了極大的困擾。隨著科技的發(fā)展，相關(guān)人士對(duì)鋼材的腐蝕與磨損做出了相應(yīng)研究，表明在金屬的表面常常會(huì)出現(xiàn)腐蝕與磨損的問(wèn)題，如果要解決這一問(wèn)題，就需要從金屬表面性能著手，應(yīng)用改變金屬表面性能的方式有效解決腐蝕與磨損問(wèn)題。因此，目前這種方式成為應(yīng)用較為廣泛的一種改變金屬表面性能的方式。鋼材經(jīng)過(guò)表面改性之后，其使用壽命不僅能夠被延長(zhǎng)，還能夠?yàn)楣I(yè)建設(shè)單位提高相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，為此，這種方式值得被推廣應(yīng)用。

一、熱浸鍍鋁工藝分析

熱浸鍍鋁主要是將預(yù)處理過(guò)的鋼鐵材料放入到熔融的鋁浴中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保溫操作后將其取出，讓鋼鐵材料的表面有一層鋁黏附在上面[1]，鋼鐵材料的表面層鋁和鋼鐵材料經(jīng)浸滲后會(huì)形成Fe-AL合金層，該合金層會(huì)在擴(kuò)散的作用之下形成冶金結(jié)合，并且具有較高的結(jié)合強(qiáng)度。

盡管到目前為止關(guān)于鋼的熱浸鍍鋁形成過(guò)程沒(méi)有統(tǒng)一的觀點(diǎn)，但是有很多學(xué)者認(rèn)為，熱浸鍍鋁形成過(guò)程主要分為浸潤(rùn)、溶解、吸附以及擴(kuò)散這四個(gè)階段，這四個(gè)階段的具體過(guò)程可表現(xiàn)為：潤(rùn)濕熔融的鋁液和鋼鐵表面；溶解鐵基表面，之后形成相應(yīng)的合金層；在合金層中存在著滲入原子，該原子會(huì)不斷的向內(nèi)擴(kuò)散，最終形成固溶體或者形成一些化合物；在合金層的表明會(huì)有一層純金屬被包覆在其中。實(shí)踐表明，形成冶金結(jié)合的必要條件是：“在液態(tài)鋁和固態(tài)鐵接觸過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)液態(tài)鋁對(duì)固態(tài)鐵潤(rùn)濕與浸流的過(guò)程。”

在整個(gè)過(guò)程中會(huì)應(yīng)用到幾種方式，即熔劑法、森吉米爾法以及一些其他方法，其中其他的方式主要包括無(wú)氧化法與無(wú)氧化還原法，無(wú)氧化還原法又被稱(chēng)之為改良的森吉米爾法。這些方式都能夠有效的完成熱鍍鋁工藝技術(shù)，值得被深入研究與分析。

熔劑法的主要工藝特點(diǎn)是使用專(zhuān)門(mén)的助浸熔劑。使用中需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行前處理與后處理。前處理設(shè)備主要有油爐、酸洗槽以及水洗槽；后處理設(shè)備主要有浸鋁設(shè)備與烘干爐等。

二、熱浸鍍鋁研究與應(yīng)用趨勢(shì)分析

（一）熱浸鍍鋁技術(shù)研究

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)熱浸鍍工藝研究越來(lái)越多，并且已經(jīng)有成熟工藝被廣泛的應(yīng)用，使得該工藝進(jìn)入到穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)階段。正是由于鋼材鍍鋁工藝技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，其實(shí)用性的要求才越來(lái)越高，此時(shí)該工藝的研究主要表現(xiàn)在三個(gè)主要方面，第一方面是研究溫度、時(shí)間以及浸鍍鋁組成因素等，其目的在于能夠很好的控制合金層的厚度。而在生產(chǎn)上最為有效并且被廣泛應(yīng)用的是添加硅；第二方面是對(duì)具有良好開(kāi)發(fā)性能的金屬化合物鍍層的研究，例如AL2Zn等；第三個(gè)方面是研究熱浸鍍基本材料改變方式。到目前為止，森吉米爾法被應(yīng)用在鋼帶鍍鋁之上，其他的材料并不適用這種方式，大部分鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品應(yīng)用熔劑法。其原因在于，這種方式的工藝較為靈活，能夠適用于多種品種，同時(shí)也能夠被多規(guī)格的生產(chǎn)出來(lái)，因此，有很多研究人士采用不同的工具研究熔劑法，取得了顯著的效果。

（二）熱浸鍍鋁工藝在工業(yè)上的應(yīng)用趨勢(shì)

首先，該工藝在應(yīng)用范圍上不斷擴(kuò)大，因此，熱浸鍍鋁工藝在工業(yè)中也被廣泛應(yīng)用，并且比重也逐年增加。

其次，該工藝技術(shù)也正在向著生產(chǎn)工藝與設(shè)備高速、自動(dòng)化等方向發(fā)展；在新技術(shù)與新裝備不斷涌現(xiàn)的基礎(chǔ)之上，熱浸鍍鋁工藝技術(shù)質(zhì)量也不斷提升，為工業(yè)生產(chǎn)以及化工生產(chǎn)等作出了極大的貢獻(xiàn)。

最后，熱浸鍍工藝技術(shù)的研究，在當(dāng)前已經(jīng)向新的鍍層品種和工藝方向研究與開(kāi)發(fā)，再次基礎(chǔ)之上鍍層的耐熱性與高溫強(qiáng)度被進(jìn)一步提升。

熱浸鍍鋁技術(shù)還能夠應(yīng)用到其他的方面，并且在其他方面起著重要的作用，例如：

熱浸鍍鋁技術(shù)能夠在抗大氣腐蝕的環(huán)境條件之下被應(yīng)用。如在建筑上可以用用熱浸鍍鋁技術(shù)作屋頂、壁板以及屋檐的排水槽等，不僅能夠防止出現(xiàn)被腐蝕的現(xiàn)象，還能夠延長(zhǎng)建筑的使用壽命，減少資金的投入；在汽車(chē)工業(yè)當(dāng)中，該技術(shù)還能夠被用來(lái)制作消音器、遮熱板以及卡車(chē)的車(chē)身架等等，在這方面的應(yīng)用不僅可以節(jié)約制作材料，還能確保車(chē)輛的行駛安全；除此之外還能夠被應(yīng)用制造電線(xiàn)桿的鋼支架或者帶刺鋼絲網(wǎng)等等。

熱浸鍍鋁技術(shù)還能夠在抗高溫、抗氧化以及耐腐蝕的條件之下應(yīng)用[2]，這與王韜，王鑫銘，尹付成等在《熱浸鍍鋅鋁合金層生長(zhǎng)影響因素的研究》一文中有著極為相似的觀點(diǎn)。如能夠在熱處理設(shè)備中擔(dān)任耐熱元件。能當(dāng)做熱交換元件，一般而言鍋爐的溫度比較高，而熱浸鍍具有較好的耐熱性，可作為耐熱抗蝕元件被應(yīng)用。例如吹灰器的使用，鍋爐的管道以及壁管等等；可做化工與鍋爐管道通用的緊固部件等等。熱浸鍍鋁技術(shù)也能夠作為化工反應(yīng)中的器管道以及換熱器管等。

熱浸鍍鋁技術(shù)具有較好的抗腐蝕性與耐熱性，在工業(yè)中被廣泛的應(yīng)用[3]，該技術(shù)抗高溫氧化，具有較好的抗磨性質(zhì)，因此該技術(shù)在金屬表面是一種極具潛力有待開(kāi)發(fā)的技術(shù)，值得被相關(guān)人員研究，并且能夠被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)方面，有效的帶動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，從而不斷推動(dòng)我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展。

總結(jié)：

近年來(lái)，在科技不斷發(fā)展的背景之下，熱浸鍍鋁技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)方面。本文主要從兩個(gè)大的方面著手，一方面是對(duì)熱浸鍍鋁工藝分析，另一方面是對(duì)熱浸鍍鋁研究與應(yīng)用趨勢(shì)的分析，通過(guò)分析明確了熱浸鍍鋁工藝技術(shù)在現(xiàn)階段得到了快速的發(fā)展，同時(shí)也在工業(yè)生產(chǎn)方面做出了重大的貢獻(xiàn)。因此，熱浸鍍工藝技術(shù)值得被研究與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建，周婉秋，施耀萍等.熱浸鍍Zn-Al合金鈍化工藝及耐蝕性能研究[J].電鍍與精飾，2012，34（3）：6-9.

[2]王韜，王鑫銘，尹付成等.熱浸鍍鋅鋁合金層生長(zhǎng)影響因素的研究[J].熱加工工藝，2013，42（18）：124-125.

[3]李宏慧.熱浸鍍Ce-Sm合金工藝研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2012，5（12）：36-69.

本文系山東省科技計(jì)劃項(xiàng)目 2012GGA12085