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55%Al-Zn合金镀层钢板产品(Galvalume),近年来发展非常迅速并且正逐渐在建筑行业取代传统的热镀纯锌产品。这是因为Galvalume具有优良的耐蚀性能,它综合了铝的耐久保护特性和锌的阴极保护特性。但是Galvalume生产线上的底渣问题严重影响了Galvalume的生产效率和镀层质量。目前,底渣问题还没有一个好的解决方法。
Zn-Fe-Al三元系的600℃等温截面对热镀55%Al-Zn合金具有重要的作用,对该截面的研究有助于对底渣的形成机制的理解和对底渣的控制,并可在此基础上进一步研究与55%Al-Zn池密切相关的Zn-Fe-Al-Si四元系。本文采用光学显微镜、SEM-EDS分析等手段,通过平衡合金法和扩散偶法对Zn-Fe-Al三元系的600℃等温截面进行了实验测定。确定了Zn-Fe-Al三元系的600℃等温截面的基本框架和相关系,未发现新的三元相。在600℃,锌在θ和η中溶解度分别约为6.66at.%和11.34at.%,铁在Liq中的溶解度非常有限,不超过1at.%。
利用热力学计算软件Thermo-calc就铁在锌池中的溶解度进行了计算。计算结果表明,铁在锌池中的亚稳态溶解度要比平衡态溶解度高出许多,因此铁进入55%Al-Zn池的速度较快,适当地控制锌池和钢板的温度和保持锌池温度的均匀性,可减少底渣的产生。
此外,本文研究了向55%Al-Zn池中分别加入0.2%和5%的硼、镁、钒、锡、铬、钛、锰、镍、铋元素对底渣的影响和55%Al-Zn池中硅含量对底渣的影响。SEM-EDS分析结果表明,硼、铋对底渣基本上无影响;镁、锡的加入减小了底渣的尺寸和数量;与铁同周期的钒、铬、钛、锰、镍等底渣形成元素使底渣颗粒细小。改变55%Al-Zn池中硅含量,未能将底渣转变为浮渣,但随着硅含量的增加,底渣颗粒有减小的趋势。铁和铝之间的亲和力强,因此铁铝金属间化合物或其衍生物构成的底渣相可以稳定地存在于55%Al-Zn池中。合金化仅对底渣的大小和成分有所影响,很难将底渣转化为浮渣。