專利名稱：鋼鐵熱浸鍍5%鋁－鋅合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于在鋼鐵上熱浸鍍鋁鋅合金鍍層的技術(shù)，尤其是關(guān)于熱浸鍍鋅處理后，利用鍍層厚度降低處理和熱浸鍍5％Al-Zn合金，以制得具5％Al-Zn合金鍍層的長效性防蝕鋼鐵。
熱浸鍍鋅在一般的大氣環(huán)境中對鋼構(gòu)物之防蝕年限具有其經(jīng)濟及長效性，純鋅鍍層對鋼鐵底材提供的保護機構(gòu)不外兩種其一是氧化物皮膜的生成可阻隔腐蝕因素繼續(xù)侵入底材；其二即是鋅的犧牲陽極作用代替底材腐蝕。
然而在特殊腐蝕環(huán)境中如鹽害地區(qū)、工業(yè)廢氣、及潮濕地區(qū)等，熱浸鍍鋅的鋼構(gòu)物其耐蝕年限則劇減為一般地區(qū)的五分之一以下。對于在高濃度鹽害區(qū)及有害氣體腐蝕區(qū)的鋼構(gòu)物，開發(fā)具長效性的鍍層實為極重要的課題。
在工業(yè)上尚有其他種鍍層，例如熱浸鍍鋁即為一例。而熱浸鍍鋁的主要目的，在于鍍鋁層易生成抗蝕力很強的氧化膜，尤其在潮濕溫熱環(huán)境、高鹽分地帶或含硫化物的大氣中，更可看出其效果優(yōu)于熱浸鍍鋅。然而，熱浸鍍鋁的最大缺點在于犧牲陽極作用差，因此當鍍層出現(xiàn)裂痕，銹蝕發(fā)生，氧化物保護膜功能大打折扣，甚至喪失功能。
此外，一般工業(yè)界會在純鋅鍍層中加入少量的鋁來消除鋅-鐵界面的γ相鐵-鋅合金層，使鍍件更具加工性。由于添加的鋁很少，并不影響鍍層的防蝕性能，作用只在使脆性的γ相鐵-鋅合金層消失，是以其分布都局限于鋅-鐵界面處。
隨后發(fā)現(xiàn)在熱浸鍍鋅鍍層中添加稍多量的鋁可增進鍍層的防蝕能力，在各種比例的Al-Zn組合中，學術(shù)界和工業(yè)界將鍍層功能及實務(wù)上作一整合考量后，發(fā)現(xiàn)以5％Al-Zn調(diào)配的鍍層兼具純鋅及純鋁鍍層的防蝕特長，不失為一經(jīng)濟實惠的作法。尤其在一般大氣環(huán)境或含鹽類、硫化物環(huán)境中，更能突顯該鍍層優(yōu)異的抗蝕能力。
5％Al-Zn的鍍層即為因應此需求而產(chǎn)生。對于終年處于高溫、高濕度、高鹽份的環(huán)境中，譬如臺灣位于亞熱帶且四面環(huán)海，鋼鐵物件的腐蝕問題相當嚴重。特別是在海濱地區(qū)及海上鉆油平臺，一般的熱浸鍍鋅鋼件已不符合需求，此時若改采用添加少量鋁的5％Al-Zn鍍層，即可延長鋼件壽命及增加其抗蝕性。
故自1983年5％Al-Zn商業(yè)化商品“Galfan”推出以來，學術(shù)界及工業(yè)界曾經(jīng)大力投入5％Al-Zn鍍層的研究。然而在過去的研究中，一直局限在實驗室規(guī)模的浸鍍技術(shù)，始終未能達到量產(chǎn)的實用標準。就商品Galfan的制程，其亦一直停留在鋼板(sheet)及鋼卷(coil)的應用上，對于批式熱浸(batch-type hot-dip)5％Al-Zn在技術(shù)上一直未能突破；本發(fā)明則已克服上述問題而成功開發(fā)出5％Al-Zn鍍層量產(chǎn)規(guī)模的浸鍍技術(shù)，而且本發(fā)明開發(fā)的浸鍍技術(shù)不限于鋼板及鋼卷，小至螺栓、螺帽及大至鋼梁等各種鋼構(gòu)物，都可以成功地得到質(zhì)地良好的5％Al-Zn鍍層。
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法，包括于熱浸鍍鋅和熱浸鍍5％Al-Zn合金兩步驟間以鍍層厚度降低處理，而獲得具有長效性防蝕鍍層的鋼鐵。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種適于批式及連續(xù)式進行鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法，其能于各式鋼構(gòu)物上形成5％Al-Zn合金鍍層，而且達到量產(chǎn)的實用規(guī)模。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種含有5％Al-Zn合金鍍層的鋼鐵構(gòu)物，其具較佳抗蝕能力及優(yōu)異的機械性質(zhì)，適用于各種需求的鋼鐵物件產(chǎn)品。
本發(fā)明將結(jié)合以下附圖進一步說明，其中

圖1表示鋁-鋅二元相圖2表示鐵-鋁二元相圖；圖3表示鐵-鋁-鋅在450℃的三元相圖；圖4表示熱浸鍍鋅與本發(fā)明方法熱浸鍍5％Al-Zn合金兩種鋼鐵試片于鹽霧試驗250小時的情形，其中，(a)為傳統(tǒng)試驗，(b)為加速實驗；圖5表示熱浸鍍鋅與本發(fā)明方法熱浸鍍5％Al-Zn合金兩種鋼鐵試片于鹽霧試驗500小時的情形，其中，(a)為傳統(tǒng)試驗，(b)為加速實驗；圖6表示熱浸鍍鋅與本發(fā)明方法熱浸鍍5％Al-Zn合金兩種鋼鐵試片于鹽霧試驗750小時的情形，其中，(a)為傳統(tǒng)試驗，(b)為加速實驗；圖7表示熱浸鍍鋅與本發(fā)明方法熱浸鍍5％Al-Zn合金兩種鋼鐵試片于鹽霧試驗1,000小時的情形，其中，(a)為傳統(tǒng)試驗，(b)為加速實驗；圖8表示熱浸鍍鋅與本發(fā)明方法熱浸鍍5％Al-Zn合金兩種鋼鐵試片于鹽霧試驗1,250小時的情形，其中，(a)為傳統(tǒng)試驗，(b)為加速實驗；圖9表示熱浸鍍鋅與本發(fā)明方法熱浸鍍5％Al-Zn合金兩種鋼鐵試片于鹽霧試驗1,500小時的情形，其中，(a)為傳統(tǒng)試驗，(b)為加速實驗；圖10表示熱浸鍍鋅與本發(fā)明方法熱浸鍍5％Al-Zn合金兩種鋼鐵試片于鹽霧試驗1,750小時的情形，其中，(a)為傳統(tǒng)試驗，(b)為加速實驗；圖11表示熱浸鍍鋅與本發(fā)明方法熱浸鍍5％Al-Zn合金兩種鋼鐵試片于鹽霧試驗2,000小時的情形，其中，(a)為傳統(tǒng)試驗，(b)為加速實驗；并且，圖12表示5％Al-Zn鍍層金相組織。
本發(fā)明關(guān)于鋼鐵底材上熱浸鍍5％Al-Zn合金的新技術(shù)，以簡易的步驟處理即可獲得長效性的防腐鍍層，實適用于各式用途需求之鋼鐵物件產(chǎn)品的制作。根據(jù)本發(fā)明，一種鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法，包括以下步驟(a)清洗處理鋼鐵素材后，熱浸鍍鋅處理；及(b)鍍層厚度降低處理以控制鋼鐵表面上熱浸鍍鋅鍍層的厚度，隨后熱浸鍍5％Al-Zn合金，而獲得5％Al-Zn合金鍍層。
根據(jù)本發(fā)明方法步驟(a)所使用的清洗處理，視所選用的鋼鐵素材種類需要，可包括素材分類整理，脫脂處理，第一次水洗，酸洗處理，第二次水洗，及中和藥劑處理等；上述各種處理可依本領(lǐng)域技術(shù)中所習知的方式進行。再者，于本發(fā)明方法步驟(b)進行熱浸鍍5％Al-Zn合金之后，可進一步包括冷卻處理。
本發(fā)明鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法，不只是在批式熱浸(Bath-Type Hot Dip)的方式可進行，于連續(xù)式熱浸鍍鋼卷、鋼片、鋼板、鋼線等亦可。特別是對于目前批式的困難可迎刃而解。以往在熱浸鍍鋅中，往往加入微量的鋁增加流動性、亮度，并且使加工性更為改善。但是當鋁含量超過0.03％以上時，鋼鐵表面鍍不上的機率大增，其是因為鋼鐵鍍件表面的中和藥劑層(Fluxing)容易被鋅液表面的鋁化合，使得鍍件的中和藥劑層(Fluxing)消失掉，而無法與鋅液產(chǎn)生合金，故鋼鐵表面黑皮無法鍍上鋅而呈現(xiàn)原來的表面。所以在鋅液里面加鋁量超過0.03％以上并且要達到5％左右時，除了需改善中和藥劑層(Fluxing)，使其與鋅液接觸時不會受到鋁的影響，同時能作為Al-Zn-Fe合金鍵結(jié)的媒介，并且使鋼鐵接觸到5％Al-Zn液時能產(chǎn)生熱浸鍍合金于其表面上，才能達到預期的效果。本發(fā)明即藉由于鋼鐵上熱浸鍍鋅后，以鍍層厚度降低處理控制鋼鐵表面上熱浸鍍鋅鍍層的厚度，再予以熱浸鍍5％Al-Zn合金處理，而獲得具有長效性的防蝕鍍層的鋼鐵。
本發(fā)明制程之一較佳具體實施例，為包含(1)素材分類整理，(2)脫脂處理，其視材料需要而決定以噴砂處理或NaOH蘇打處理，(3)第一次水洗處理，其是經(jīng)蘇打脫脂處理者才需要，(4)酸洗作業(yè)，(5)第二次水洗處理，(6)中和藥劑處理，(7)熱浸鍍鋅處理，(8)鍍層厚度降低處理，(9)熱浸鍍5％Al-Zn合金，及(10)冷卻處理工序，以制得5％Al-Zn合金鍍層。
由以上較佳具體實施例的流程可知，本發(fā)明鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法與傳統(tǒng)熱浸鍍鋅的最大差別在于本發(fā)明熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法中，于熱浸鍍鋅后，先行鍍層厚度降低處理，再熱浸于5％Al-Zn溶液中進行熱浸鍍5％Al-Zn合金。
依據(jù)本發(fā)明較佳具體實施例的素材分類整理，其主要是將相近且類似的材料歸類，而能一起熱浸處理以提高效率及品質(zhì)，并可監(jiān)控品質(zhì)的穩(wěn)定性達成最佳效益。主要可將鐵或鋼鐵區(qū)分為管類、型鋼類、結(jié)構(gòu)鋼類、鍛造鋼鐵件類、螺絲螺帽類、鑄造鐵件類、及塔材類等。其中管類主要為依各個規(guī)格相近、厚度相近的鋼管整理一起；型鋼類包括角鋼、槽鋼、工字鐵、H型鋼、定尺鋼板，以及各類輕量型鋼等；結(jié)構(gòu)鋼類為各類型鋼焊接成型的構(gòu)造物，如廠房H鋼構(gòu)，以鋼板焊接成為大型的構(gòu)造物如橋梁等，甚至小型的構(gòu)造物如三角托架等亦分類于此，但依大小、厚薄、形狀等區(qū)分作業(yè)，以控制品質(zhì)提高產(chǎn)能；鍛造鋼鐵件類則包括各類剪床、沖床等成型的鐵配件；螺絲螺帽類包含各類螺絲、螺帽、基礎(chǔ)螺絲、螺栓等；鑄造鐵件類譬如為鑄鐵；和塔材類包括各種長短不一的型銅、連結(jié)板，以及各種形狀的小結(jié)構(gòu)物，而較大的鐵配件有時亦分類于此。素材分類整理的主要目的是以控制品質(zhì)及提高效率為著眼點。
于本發(fā)明方法的脫脂處理，其視需要而決定以噴砂處理或NaOH蘇打處理。噴砂處理在于將附著在鋼鐵表面的油脂、油漆、鐵銹完全脫落為止，并且可達所指定的表面粗細度為準。蘇打脫脂是以濃度15％±5％的NaOH蘇打水溶液加熱至80℃溫度以上進行，約15～30分鐘檢查一次，持續(xù)約90分鐘左右，如需要可局部以手加工清洗到干凈為止。
對于本發(fā)明方法的第一次水洗處理，其是經(jīng)蘇打脫脂處理者才需要，而經(jīng)噴砂處理的鋼件則不必經(jīng)此步驟處理，即可直接進行下一步驟。第一次水洗處理是將NaOH蘇打水溶液處理過的鋼件，浸入室溫的水中，上下?lián)u動使NaOH脫離鋼件以進行下一步驟。
本發(fā)明酸洗作業(yè)主要為無機酸處理，一般可區(qū)分為以鹽酸處理及以硫酸處理兩種。以鹽酸處理時，鹽酸濃度為7～14％w/v，于室溫下進行15～60分鐘，當酸洗液中鐵離子含量最高達80～100g/l，則需換新鹽酸洗液繼續(xù)進行。以硫酸處理時，硫酸濃度為6～14％w/v，于60～65℃溫度下進行5～30分鐘，一般當酸洗液中鐵離子含量達50g/l時可換新酸，鐵離子含量最高可達80～120g/l再換新硫酸洗液，但后續(xù)水洗較為困難。酸洗作業(yè)中可視需要加入抑制劑，防止鐵或鋼鐵再受鹽酸或硫酸腐蝕，習知的抑制劑種類均可使用于本發(fā)明方法中，其使用量為2重量％。
鹽酸處理時處理槽較多占用場地較大，速度較慢，氣體容易飛散，影響空氣品質(zhì)，但鋼鐵比較不會產(chǎn)生氫脆化；反之以硫酸處理時，處理槽較少，所占空間較小，處理速度亦較快，氣體不易飛散，但氫氣會附著于鋼件上，產(chǎn)生氫脆化的情況，所以可依實際的空間及設(shè)備等決定酸洗作業(yè)的模式。
將酸洗處理后的鋼件浸入水中，上下?lián)u動、振動以清除其表面殘留的酸液，此即第二次水洗處理。
隨后進行中和藥劑處理，其作用主要是使鋼鐵體表面附著一層助鍍藥劑，當熱浸鍍時發(fā)揮預期的效果，促使Fe-Zn-Al迅速產(chǎn)生合金，于鋼鐵表面產(chǎn)生一層Fe-Zn-Al介金屬的鍍層。適用于本發(fā)明的中和藥劑種類為氯化鈉、磷酸鹽、氯化鋅銨等，以氯化鋅按為例，其濃度為30～35w/v％，較佳為pH酸堿度控制于3.0～4.5和于65～80℃溫度下進行，如需要亦可加入2％表面活性劑于中和藥劑處理中。另一方面，中和藥劑處理過程中可以鐵離子含量作為指標，即鐵離子含量超過7w/v％且藥劑水溶液呈棕色時，須清洗過濾設(shè)備，而過濾設(shè)備的容量約2～4小時可過濾全槽一次。
根據(jù)本發(fā)明鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法，其中熱浸鍍鋅處理與一般熱浸鍍鋅的處理方式相同，溫度通?？刂朴?45℃±5℃，操作時間必須掌握得宜，對于鋼構(gòu)型鋼及管狀的操作時間如表1所示。
表1
一般將材料分批浸鍍，于前置作業(yè)時必須清楚規(guī)劃，如冶具的利用，材料相似的一起作業(yè)等，于酸洗前的素材整理都必須做好。當浸鍍溫度維持一定時，操作時間則可依鋼件大小、厚薄分類而異，由15秒到600秒不等，較佳為30秒到300秒；一般厚度越厚者，熱浸鍍鋅處理的時間越久。
本發(fā)明的特征在于熱浸鍍鋅處理后，鍍層厚度需予以降低處理，以控制鋼鐵表面上熱浸鋅鍍層的厚度及進行隨后熱浸鍍5％Al-Zn合金。換言之，當熱浸鍍鋅結(jié)束后，浸鍍5％Al-Zn合金前，鍍層厚度降低處理可藉由保持熱浸鍍鋅處理時鋅液中鋁含量接近0.03％，使液面流動快速，且取出鋼鐵時，以空氣或氯化銨等強力噴射，使鋼鐵表面上鍍鋅厚度降低。
于本發(fā)明中待鍍層厚度降低處理后，即可熱浸5％Al-Zn合金，而于鋼鐵表面上獲得長效性5％Al-Zn合金鍍層。將表面處理完畢的鋼件直接置于熱浸鍍5％Al-Zn合金熔液中，其溫度控制于440℃±20℃、較佳于440℃±10℃，操作時間如表2所示，其是依大小、厚薄而分別由15秒到600秒之間，較佳為30秒到300秒。當熱浸鍍5％Al-Zn合金進行前及完成要由液面提出前，合金熔液液面必須保持干凈，避免氧化物或雜質(zhì)附著于鋼件上。
表2
于本發(fā)明方法步驟(b)進行熱浸鍍5％Al-Zn合金之后，視需要可進一步予以冷卻處理。當完成熱浸鍍5％Al-Zn合金的鋼件，浸入于40℃～70℃的流動水中約30～90秒左右予以冷卻。各式鋼鐵于冷卻處理中所需的時間如表3所示。
表3
當熱浸鍍5％Al-Zn合金及冷卻完成后，必須做好表面的目視品管檢查整理，甚至以儀器測試鍍層厚度以控制品質(zhì)，達到應有的規(guī)定。
依本發(fā)明上述步驟，特別是步驟(a)清洗處理鋼鐵素材后，熱浸鍍鋅處理；及步驟(b)鍍層厚度降低處理以控制鋼鐵表面上熱浸鍍鋅鍍層的厚度，隨后熱浸鍍5％Al-Zn合金，即可于鋼鐵表面上獲得長效性的防蝕5％Al-Zn合金鍍層。就本發(fā)明所制得的熱浸鍍5％Al-Zn合金的鋼料，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)5％Al-Zn系統(tǒng)中，Al的分布較復雜得多。根據(jù)圖1所示的Al-Zn的相圖，5％Al-Zn在適當?shù)臏囟瓤刂葡滦纬晒簿?eutectic)的結(jié)構(gòu)，因此5％Al-Zn鍍層中絕大部分為此結(jié)構(gòu)。但是由于Al和Fe的親合度(affinity)較Al和Zn為佳，在界面處會形成一層如圖2之Al-Fe的介金屬化合物層。若再與Fe、Zn進一步作用即形成如圖3的Fe-Zn-Al三元結(jié)構(gòu)的介金屬層。此介金屬層的成長，對鍍層的厚度及抗蝕性有決定性的影響。
另一方面，為了解鍍層的抗蝕能力及各項鋼鐵材料的機械性質(zhì)，本發(fā)明所制得的熱浸鍍5％Al-Zn合金的鋼料，經(jīng)各項實驗研究譬如鹽霧試驗、暴露試驗、電化學試驗、金相試驗、硬度試驗、拉位試驗等，除了證實鍍層在鹽霧環(huán)境中紅銹初發(fā)時間為一般熱浸鍍鋅的2～3倍以上時間外，其他各項更能符合業(yè)界需求。因此，更能證實應用本發(fā)明鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法大大提升防蝕效果并且具有優(yōu)良機械性能，確實有效解決先前困難。
茲以下列實施例予以詳細說明本發(fā)明，但并不意味本發(fā)明僅局限于此等實例所揭示的內(nèi)容。實施例試片采用SS41工具鋼為基材，鍍層有兩種5％Al-Zn及Zn；其中鍍層為5％Al-Zn者即依本發(fā)明鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法制得，鍍層為Zn者是依傳統(tǒng)習知方式制得。
依本發(fā)明方法，將SS41工具鋼先經(jīng)15％±5％的NaOH蘇打水溶液于80℃溫度以上處理約90分鐘以使鋼鐵脫脂，接著第一次水洗處理。之后以10％w/v濃度的鹽酸溶液進行酸洗作業(yè)約45分鐘，當酸洗液中鐵離子含量最高達80～100g/l，則需換新鹽酸洗液繼續(xù)進行，及第二次水洗處理。并且以氯化鋅銨做為中和藥劑處理，其中氯化鋅銨濃度為35w/v％，及pH酸堿度控制于4.0并于70℃溫度下進行。隨后于445℃溫度下熱浸鍍鋅處理，于取出鋼鐵時，除保持熱浸鍍鋅處理時鋅液中鋁含量接近0.03％，使液面流動快速外，并以空氣強力噴射，使鋼鐵表面上鍍鋅厚度降低。直接于440℃溫度之5％Al-Zn合金熔液中熱浸鍍，最后于70℃的流動水中約60秒左右予以冷卻，以于鋼鐵表面制得5％Al-Zn合金鍍層。本發(fā)明制程之成品實驗本發(fā)明制程之成品經(jīng)由各項實驗，包括1、鹽霧試驗、2、暴露試驗、3、電化學試驗、4、拉伸試驗、5、微硬度試驗、6、金相試驗等，均展現(xiàn)出本發(fā)明制程的產(chǎn)品，具相當優(yōu)異的防蝕效果及機械性能。
1、鹽霧試驗由圖4～圖11及表4可知鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金后，證實在鹽霧環(huán)境中，紅銹初出時間為一般熱浸鍍鋅的2～3倍以上的時間。
表4、鹽霧試驗時間與試片表面生成紅銹面積比例
2、熱浸鍍鋅及熱浸鍍5％Al-Zn合金的鋼件在3％NaCl飽和空氣溶液中進行伽凡尼浸置實驗，耦合電位及伽凡尼電流經(jīng)時的變化。由伽凡尼電流大小，檢測得知熱浸鍍5％Al-Zn合金優(yōu)于熱浸鍍鋅。耦合電位中得知一開始熱浸鍍鋅較好，但中長期而言，以5％Al-Zn鍍層較優(yōu)越。于氯鹽的作用中，表5為三種試片的腐蝕電位，在三個不同濃度的試驗中，腐蝕電位均為5％Al-Zn鍍層＞純鋅鍍層＞5％Al-Zn母材，可知5％Al-Zn鍍層最為貴重，于硫化物的作用中，于表5所示，含低硫量環(huán)境中以5％Al-Zn鍍層較為貴重。但在含硫量極高的環(huán)境中，則熱浸鍍鋅較為貴重。
表5、三種試片在不同腐蝕溶液下的腐蝕電位Ecorr(V)
單位伏特(V)3、拉伸試驗拉伸試驗結(jié)果見表6。經(jīng)熱浸鍍后的試片，其變形所需的最小應力有顯著的增加，即抵抗變形的能力顯著增加，但破斷的應力則變化量不如變形的應力變化量大，即破斷強度并無大幅提升。浸鍍5％Al-Zn的變化量均較熱浸鍍鋅來得高。
鋅本身是低強度的金屬，在熱浸鍍鋅的系統(tǒng)中，鋅鍍著在鋼材上強度的增加并非純鋅層的貢獻，而主要是來自Fe-Zn合金層強度的增加。在5％Al-Zn的系統(tǒng)中，由Al-Zn相圖可知，Al-Zn間并不產(chǎn)生介金屬化合物，僅產(chǎn)生富鋅區(qū)與富鋁區(qū)的差異，除此之外，鍍層中的Al和Fe會形成介金屬化合物，相信是強度增加的主要原因。
表6、拉伸試驗結(jié)果
*變化量指有鍍層的試棒與SS41底材的變化。
變化量＝(P鍍層-PSS41)/PSS41×100％；P指各量測性質(zhì)
4、微硬度試驗表7為各試片表面正面的微硬度試驗結(jié)果。由于鍍層厚度小于微硬度試驗壓痕長度，故無法得到鍍層橫截面的硬度及其分布。熱浸鍍鋅中，純鋅層(η)的硬度根據(jù)文獻為70Hv，可知微硬度試驗所得到的硬度值為鍍層最表面的貢獻。5％Al-Zn由于Al溶于Zn的基地中有固溶強化的效果，故硬度較純鋅來得高。
表7、微硬度試驗結(jié)果
*平均值是除去最大及最小值后，三個中間值的平均。
依據(jù)圖12，金相照片的分區(qū)，化學成份如下表8所示表8、5％Al-Zn鍍層的化學組成(wt％)
的產(chǎn)品應用于批式熱浸鍍5％Al-Zn合金的鍍法上。所以目前有很多的鋼鐵材料，如臺灣電力公司的輸配電線路高壓鐵塔變電所的鋼構(gòu)材料，海港、港灣設(shè)備，高速公路、鐵路電氣化的各項鋼鐵設(shè)施，未來的高速鐵路的鋼鐵設(shè)備、公路局的橋梁建設(shè)，甚至目前的六輕建設(shè)等等，均可利用本發(fā)明適用于任何鋼鐵制品的熱浸鍍5％Al-Zn合金的制程，以大量生產(chǎn)方式，制出比目前市場產(chǎn)品更為優(yōu)越的防蝕材料。
權(quán)利要求
1.一種鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法，是包括以下步驟(a)清洗處理鋼鐵素材后，熱浸鍍鋅處理；及(b)鍍層厚度降低處理以控制鋼鐵表面上熱浸鍍鋅鍍層的厚度，隨后熱浸鍍5％Al-Zn合金，而獲得5％Al-Zn合金鍍層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(a)鋼鐵熱浸鍍鋅的時間為15秒到600秒。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟(a)鋼鐵熱浸鍍鋅的時間為30秒到300秒。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)中鍍層厚度降低處理是藉由取出鋼鐵時，以氣體強力噴射，使鋼鐵表面上鍍鋅厚度降低。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中氣體為空氣或氯化銨。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中熱浸鍍5％Al-Zn合金的溫度控制于440℃±20℃，操作時間為15秒到600秒之間。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中熱浸鍍5％Al-Zn合金的溫度控制于440℃±10℃，操作時間為30秒到300秒之間。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中清洗處理視所選用的鋼鐵素材種類需要，包括素材分類整理，脫脂處理，第一次水洗，酸洗處理，第二次水洗，及中和藥劑處理。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)進行熱浸鍍5％Al-Zn合金之后，進一步包括冷卻處理。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中脫脂處理為以噴砂處理。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中脫脂處理為以NaOH蘇打處理。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中經(jīng)NaOH蘇打處理后，以水洗處理。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其中酸洗處理為無機酸處理。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中酸洗處理為以鹽酸處理。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中酸洗處理為以硫酸處理。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法以批式熱浸鍍的方式進行。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法以連續(xù)式熱浸鍍的方式進行。
18.一種批式鋼鐵熱浸鍍5％Al-Zn合金的方法，包含(1)素材分類整理；(2)脫脂處理，其視鋼材需要而決定以噴砂處理或NaOH蘇打處理；(3)第一次水洗處理，其是經(jīng)蘇打脫脂處理者才需要；(4)酸洗作業(yè)；(5)第二次水洗處理；(6)中和藥劑處理；(7)熱浸鍍鋅處理；(8)鍍層厚度降低處理；(9)熱浸鍍5％Al-Zn合金；及(10)冷卻處理工序，以制得5％Al-Zn合金鍍層。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種在鋼鐵表面浸鍍5%Al－Zn合金的方法,其步驟包括熱浸鍍鋅處理、鍍層厚度降低處理、和熱浸鍍5%Al－Zn合金,而于鋼鐵表面上獲得長效性的鍍層。經(jīng)過本發(fā)明方法于鋼鐵表面所形成的5%Al－Zn合金鍍層大部分為共晶結(jié)構(gòu),在界面處會形成Fe－Zn－Al三元結(jié)構(gòu)的介金屬層,其大幅提升鋼鐵的抗蝕功能及具有優(yōu)良機械性能,是優(yōu)良的鍍膜。
文檔編號C23C2/04GK1264750SQ9910088
公開日2000年8月30日 申請日期1999年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月24日
發(fā)明者蔡福財 申請人:蔡福財