10--热浸镀.pptVIP

第四节 热浸镀铝 由于铝的熔点高,化学活性大,其工艺在技术和设备上遇到困难，直到20世纪中期逐步解决。 钢材镀铝后形成的新材料不仅把铝的耐蚀性和钢的强度结合起来，而且还赋与此种新材料以新的特性——耐热性。 4.1 铁-铝系二元状态图 4.1.1 铝的物理性质 铝的熔点为660℃，密度2.7g/cm2。 　具有塑性良好，很容易被拉成丝或轧制成板材。电阻很低(其导电性约为铜的60％) 4.1.２ Fe-Al二元相图 4.2 热浸镀铝镀层的形成 4.2.1 镀层形成过程 钢材表面的热镀铝过程中发生液态铝和固态铁两种物质的相互浸润、溶解、吸附、不同元素间化学作用及物理扩散等物理化学过程。 钢材热镀时扩散层的形成过程 (a)当铁浸于熔融铝时，表面发生浸润、溶解和相互扩散形成扩散层。 (b)铝中铁浓度增大，形成金属间化合物FeAl3 (c)随着两种金属原子的相互扩散，层的厚度达到一定值，并出现Fe2A15相 (d) η 柱状晶生长，由于Fe2A15的生长和铁向铝中扩散速度的增大，使铝在铁中的固溶区消失 (f)在整个扩散层中，除η相外几乎无其他相存在 a 组织 b Al元素面分布 c Fe元素面分布 A3钢基材经850℃扩散处理后过渡区域成分面分布 高温扩散涂层的选区电子衍射分析 TEM (70000X) Calibration of SAED Pattern TEM (100000X) Calibration of SAED Pattern a Al13Fe4 ［110］ b Fe2Al5 ［ ］ c Fe3Al ［111] 4.2.2 工艺流程（熔剂法） 利用溶剂的化学作用对已经除油除锈的钢材在进入铝锅前保护其表面不再氧化并进一步对其活化，使铝液与钢材表面发生浸润并进行化学反应和扩散形成合金涂层 流程如下： 工件?碱洗?酸洗?助镀?烘干?浸镀?水淬?成品 4.2.3 镀层影响因素 1）铝液温度和浸镀时间 通常合金层厚度随铝液温度的提高而增大，镀铝温度对钢和铸铁镀铝合金层影响更为明显。当温度从665℃→ 800℃时，扩散速度加快，合金层厚度猛增。但进一步提高温度，合金层厚度又下降。到950℃时，合金层的厚度很小。 2）钢材成分的影响 碳含量增加，有助于合金层结构均匀化（钢组织由铁素体→珠光体）。镍、铬含量增加，合金层厚度也增加。含锰量增加，合金层厚度及硬度均减小。 3）铝液中各种添加元素 硅可提高铝镀层的耐热性。 锌可降低镀铝温度和缩短浸铝时间，且所得镀层附着力好。 镍对扩散层厚度影响明显，在720-730℃下镀铝时，铝中加入0.5%Ni，可使扩散层从20-30μm提高到35-50μm。 4.3 镀铝钢材的性能与应用 4.3.1 镀铝钢的优点 a 良好的耐热性（抗高温氧化性） 镀铝钢材在大气中在450 ℃以下可长期使用，且不改变其颜色。 镀铝钢的耐热性远高于未镀铝的钢 b 良好的耐腐蚀性 特别耐含有SO2、H2S、NO2 、CO2等工业大气的腐蚀性,耐海洋大气的腐蚀性也优于镀锌钢。 c 对光和热的良好反应性 镀铝钢材具有优良的对光和热的反射能力。这与镀铝层表面形成致密而光泽的Al2O3膜有关。 4.3.2 镀铝钢的缺点 镀层含有金属间化合物脆性相，使其加工性变坏，钢材表面被铝液侵蚀并溶解在铝液中，而使铝层含有杂质铁，从而影响其耐腐蚀性；镀铝的温度仍然偏高，而影响铝锅的使用寿命；镀层表面易粘服铝渣而影响其外观等 4.3.3镀铝钢材的用途 1、镀铝钢板 Ⅰ型镀铝板（Si-Al镀层）高温耐热性好 汽车工业 排气管、消声器、车底底盘 耐热器具 换热器，烘箱、烟囱、焚烧器 容器方面 粮仓、水槽、暖气片、包装箱 Ⅱ型镀铝板（纯Ａl镀层）常温耐腐蚀性好 建筑行业 屋顶板、门窗框、卷帘门 交通运输 汽车库、飞机库、高速路护栏、道路标牌 冶金工业 退火炉罩、炼钢耐热隔板 汽车工业方面的应用 镀铝钢板在加热设备方面的应用 烤箱、厨具方面的应用 建材方面的应用 电器设备方面的应用 2、镀铝钢丝 比较软的低碳钢镀铝丝用于编织网、篱笆以及矿井巷道的防落石安全网、围栏、海岸护堤网、球场网，舰船钢丝绳等 3、镀铝钢管 石油工业 石油加热管式炉管、热交换用冷凝器、石油管道等 化学工业 生产酸类，酸性气体等化工产品的输送管道 焦化工业 热交换器装置，分馏塔和冷凝器等 食品工业 酒类酿造厂酒精厂的设备和管道（铝不受有机酸作用） 练习思考题 1.热浸镀的基本过程是什么？控制步骤是什么？其实质是什么？ 2.形成热浸镀层应满足什么条件？ 3.简述钢材热镀铝时扩散层的形