關于熱浸鍍工藝技術的若干研究與討論

鄭文紅 王穎

【摘要】在科技日益發展的今天，熱浸鍍工藝技術已經被廣泛的應用。該技術主要是將被鍍件浸入到熔融的金屬液體當中，讓該金屬液體的表面形成一種金屬鍍層。在這一過程中需要注意的是，鍍層的金屬熔點一定要低于被鍍金屬的熔點，所以熱鍍層金屬都使用低熔點金屬或者一些其他的合金等。本文主要以熱浸鍍鋁為例，對熱浸鍍工藝技術展開研究與分析，旨在明確熱浸鍍工藝技術的關鍵點，從而為日后的研究提供相應的資料參考。

【關鍵詞】技術；熱浸鍍工藝；研究

一直以來，鋼材都是工業建設中最為重要的基礎材料，但是，鋼材的腐蝕與磨損問題給人們帶來了極大的困擾。隨著科技的發展，相關人士對鋼材的腐蝕與磨損做出了相應研究，表明在金屬的表面常常會出現腐蝕與磨損的問題，如果要解決這一問題，就需要從金屬表面性能著手，應用改變金屬表面性能的方式有效解決腐蝕與磨損問題。因此，目前這種方式成為應用較為廣泛的一種改變金屬表面性能的方式。鋼材經過表面改性之后，其使用壽命不僅能夠被延長，還能夠為工業建設單位提高相應的經濟與社會效益，為此，這種方式值得被推廣應用。

一、熱浸鍍鋁工藝分析

熱浸鍍鋁主要是將預處理過的鋼鐵材料放入到熔融的鋁浴中，經過一段時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浸滲后會形成Fe-AL合金層，該合金層會在擴散的作用之下形成冶金結合，并且具有較高的結合強度。

盡管到目前為止關于鋼的熱浸鍍鋁形成過程沒有統一的觀點，但是有很多學者認為，熱浸鍍鋁形成過程主要分為浸潤、溶解、吸附以及擴散這四個階段，這四個階段的具體過程可表現為：潤濕熔融的鋁液和鋼鐵表面；溶解鐵基表面，之后形成相應的合金層；在合金層中存在著滲入原子，該原子會不斷的向內擴散，最終形成固溶體或者形成一些化合物；在合金層的表明會有一層純金屬被包覆在其中。實踐表明，形成冶金結合的必要條件是：“在液態鋁和固態鐵接觸過程中，會出現液態鋁對固態鐵潤濕與浸流的過程。”

在整個過程中會應用到幾種方式，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氧化法與無氧化還原法，無氧化還原法又被稱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，值得被深入研究與分析。

熔劑法的主要工藝特點是使用專門的助浸熔劑。使用中需要對設備進行前處理與后處理。前處理設備主要有油爐、酸洗槽以及水洗槽；后處理設備主要有浸鋁設備與烘干爐等。

二、熱浸鍍鋁研究與應用趨勢分析

（一）熱浸鍍鋁技術研究

近年來，國內對熱浸鍍工藝研究越來越多，并且已經有成熟工藝被廣泛的應用，使得該工藝進入到穩定的工業生產階段。正是由于鋼材鍍鋁工藝技術被廣泛的應用，其實用性的要求才越來越高，此時該工藝的研究主要表現在三個主要方面，第一方面是研究溫度、時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。而在生產上最為有效并且被廣泛應用的是添加硅；第二方面是對具有良好開發性能的金屬化合物鍍層的研究，例如AL2Zn等；第三個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，大部分鋼結構產品應用熔劑法。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，同時也能夠被多規格的生產出來，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上的應用趨勢

首先，該工藝在應用范圍上不斷擴大，因此，熱浸鍍鋁工藝在工業中也被廣泛應用，并且比重也逐年增加。

其次，該工藝技術也正在向著生產工藝與設備高速、自動化等方向發展；在新技術與新裝備不斷涌現的基礎之上，熱浸鍍鋁工藝技術質量也不斷提升，為工業生產以及化工生產等作出了極大的貢獻。

最后，熱浸鍍工藝技術的研究，在當前已經向新的鍍層品種和工藝方向研究與開發，再次基礎之上鍍層的耐熱性與高溫強度被進一步提升。

熱浸鍍鋁技術還能夠應用到其他的方面，并且在其他方面起著重要的作用，例如：

熱浸鍍鋁技術能夠在抗大氣腐蝕的環境條件之下被應用。如在建筑上可以用用熱浸鍍鋁技術作屋頂、壁板以及屋檐的排水槽等，不僅能夠防止出現被腐蝕的現象，還能夠延長建筑的使用壽命，減少資金的投入；在汽車工業當中，該技術還能夠被用來制作消音器、遮熱板以及卡車的車身架等等，在這方面的應用不僅可以節約制作材料，還能確保車輛的行駛安全；除此之外還能夠被應用制造電線桿的鋼支架或者帶刺鋼絲網等等。

熱浸鍍鋁技術還能夠在抗高溫、抗氧化以及耐腐蝕的條件之下應用[2]，這與王韜，王鑫銘，尹付成等在《熱浸鍍鋅鋁合金層生長影響因素的研究》一文中有著極為相似的觀點。如能夠在熱處理設備中擔任耐熱元件。能當做熱交換元件，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。熱浸鍍鋁技術也能夠作為化工反應中的器管道以及換熱器管等。

熱浸鍍鋁技術具有較好的抗腐蝕性與耐熱性，在工業中被廣泛的應用[3]，該技術抗高溫氧化，具有較好的抗磨性質，因此該技術在金屬表面是一種極具潛力有待開發的技術，值得被相關人員研究，并且能夠被應用在工業生產等各個方面，有效的帶動我國國民經濟的增長，從而不斷推動我國社會的快速發展。

總結：

近年來，在科技不斷發展的背景之下，熱浸鍍鋁技術被廣泛的應用在工業生產等各個方面。本文主要從兩個大的方面著手，一方面是對熱浸鍍鋁工藝分析，另一方面是對熱浸鍍鋁研究與應用趨勢的分析，通過分析明確了熱浸鍍鋁工藝技術在現階段得到了快速的發展，同時也在工業生產方面做出了重大的貢獻。因此，熱浸鍍工藝技術值得被研究與應用。

參考文獻：

[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].河北工業大學，2012，5（12）：36-69.

本文系山東省科技計劃項目 2012GGA12085