【摘 要】
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因为热浸镀锌对钢铁材料具有优异的防腐能力,所以其在钢铁的重防腐领域得到了广泛的应用。随着锌资源的短缺和愈加苛刻的环境要求,传统的热浸镀锌工艺已经不能适应时代的需求,所以大力发展热浸镀锌铝二元合金、锌铝镁三元合金甚至多元合金是必然的选择。本文旨在以锌浴特征为研究出发点,探究锌浴特征和镀层物化性能的内在联系,为热浸镀锌浴成分设计和实验参数选择提供理论支撑。本文制备了八个锌浴成分在430480℃温度区间
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因为热浸镀锌对钢铁材料具有优异的防腐能力,所以其在钢铁的重防腐领域得到了广泛的应用。随着锌资源的短缺和愈加苛刻的环境要求,传统的热浸镀锌工艺已经不能适应时代的需求,所以大力发展热浸镀锌铝二元合金、锌铝镁三元合金甚至多元合金是必然的选择。本文旨在以锌浴特征为研究出发点,探究锌浴特征和镀层物化性能的内在联系,为热浸镀锌浴成分设计和实验参数选择提供理论支撑。本文制备了八个锌浴成分在430480℃温度区间内不同浸镀时间下的热浸镀层,并通过裸视、电子显微镜和磁性测厚仪等对镀层的表面质量、厚度、微观组织进行表征,得出锌浴特征对镀层的漏镀率、光泽度、颗粒附着和镀层厚度的影响规律;同时应用电化学法和中性盐雾实验法对镀层的耐腐蚀能力进行测试,得出锌浴特征与镀层耐腐蚀能力的内在联系。（1）纯锌浴表面张力和流动性的变化对热浸镀锌层的漏镀没有影响。当锌浴中Al的含量达到0.1（4）时,助镀剂部分失效,则镀层出现漏镀,此时锌浴表面张力的减小和流动性的减弱有助于消除镀层的漏镀;随着锌浴中Al含量的继续增加,镀层的漏镀情况急剧恶化,锌浴表面张力减小和流动性的减弱并不能消除Al的效应。（2）锌浴表面张力的减小,流动性的改善可以提高镀层的光泽度和平整度。但是锌浴表面张力过小,锌铁扩散反应速度过快,镀层合金层厚度的差异增大,则镀层的光泽度和平整度变差,此时锌浴流动性的改善对镀层的光泽度和平整度也不利。（3）锌浴的表面张力越小,锌铁反应越剧烈,则镀层合金层中的ζ组织的生长剧烈并重熔进入镀层纯锌层和锌浴中,造成镀层表面附着颗粒物;锌浴流动性改善,镀层表面的附着物减少。（4）锌浴表面张力和流动性不仅可以影响镀层合金层的厚度,也可以影响镀层纯锌层的厚度。锌浴表面张力越小,锌浴更易和基体润湿,锌铁合金反应也更加剧烈,所以镀层合金相层厚度增加;锌浴流动性增强,则镀层表面附着的锌液减少,镀层纯锌层减薄,镀层厚度减薄。锌浴中的Al元素不仅影响锌浴的表面张力和流动性,同时通过在试样基体表面生成Fe2Al5相阻碍锌铁的扩散反应,锌浴中Al含量越多,Fe2Al5相的阻碍效果越显著,镀层合金层厚度越薄。锌浴中加入少量RE元素可以使镀层合金层小幅度增厚,但是RE元素添加量过多时,镀层合金层厚度反而减薄。（5）随着锌浴表面张力的减小、流动性的改善,镀层的自腐蚀电位先升高后下降,自腐蚀电流密度先减小后增加,即镀层的电化学性能先增强后减弱。当镀层产生漏镀时,镀层的电化学性能急剧恶化,镀层漏镀越严重,其电化学能力越差。（6）当锌浴中的Al含量少于0.05（4）时,锌浴的表面张力越小,镀层的耐中性盐雾的能力越强;当锌浴中的Al含量不低于0.1（4）时,锌浴流动性增强不利于提高镀层的耐中性盐雾腐蚀的能力,并且此时镀层表面易产生漏镀,漏镀越严重,镀层耐腐蚀能力下降越明显。过多RE元素容易引发晶界腐蚀,降低镀层耐中性盐雾腐蚀的能力。（7）浸镀时间对锌浴的表面张力和流动性没有影响,但是浸镀时间可以通过影响镀层的表面质量和厚度来影响镀层的耐中性盐雾腐蚀的能力。
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