galfan

從寧波漁業(yè)鋼絲繩廠的生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)看，單鍍工藝的產(chǎn)品質(zhì)量還有不盡如人意之處:第一，在相同的速度下，鋼絲熱浸鍍GALFAN合金的鍍層重量只有鍍鋅鋼絲的55%~60%。雖然GALFAN合金鍍層有較純鋅鍍層提高l倍以上的抗蝕能力，但兩種不同鍍層厚度的漁用鋼絲繩在海水中的實(shí)際壽命是基本相同的，有時(shí)GALFAN合金鍍層略好一些，優(yōu)點(diǎn)不明顯。第二，表面漏鍍問(wèn)題很難解決，約有7%的產(chǎn)品漏鍍而不合格。與多根鋼絲同時(shí)熱浸鍍相反，世界上帶鋼和單根鋼管的單浸鍍GALFAN工藝卻用得很普遍，這是因?yàn)檫@些產(chǎn)品的鍍層重量要求不像鋼絲那么高(一般多在200克/平方米以上)。例如，電器用薄鍍層鍍鋅鋼板的鍍層重量只有25~30克/平方米，汽車鍍鋅板一般也只要45克/平方米。還有，一根帶鋼或一根管子在熱浸鍍時(shí)，鍍層漏鍍不易出現(xiàn)，即使有也易于解決，如鋼板制品采用森吉米爾法就可以避免鍍層表面的漏鍍問(wèn)題。

放線-前處理-助鍍-熱浸鍍鋅-冷卻-熱浸鍍GALFAN合金-冷卻-收線。對(duì)鋼絲來(lái)說(shuō)，雙浸鍍工藝的優(yōu)點(diǎn):一是先鍍鋅后鍍GALFAN合金工藝寬容度大，表面漏鍍問(wèn)題可以避免;二是得到的鍍層較厚，在《鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層鋼絲、鋼絞線》標(biāo)準(zhǔn)中，熱鍍鋅鋼絲的A、B、C級(jí)和鋼絞線的A、B、C、D、E級(jí)鍍層重量都可以達(dá)到。因?yàn)椴捎秒p鍍工藝，GALFAN合金鍍層厚度可以做到和純鋅鍍層一樣，所以在實(shí)際使用時(shí)，耐腐蝕壽命可以提高l倍以上。雙鍍工藝的不足之處是鍍鍋中合金的成分控制比較困難、工藝流程長(zhǎng)，相應(yīng)的物耗能耗也高一些。

接著，黃崇祺院士和蔣冶鑫教授解釋了GALFAN合金鍍層的抗腐蝕能力高于純鋅鍍層的原因。由于鋁的化學(xué)性能十分活潑，GALFAN合金鍍層鋼絲從鍍液中引出時(shí)，表面就會(huì)生成一層灰色的熱態(tài)Al2O3保護(hù)膜。在隨后的腐蝕過(guò)程中，其富鋅相作為陽(yáng)極先被腐蝕，于是表層鋁含量隨腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，生成的Al2O3保護(hù)膜也隨之增加，鍍層的腐蝕速率也隨之延緩。對(duì)此，GALFAN技術(shù)研究中心曾在工業(yè)大氣中進(jìn)行過(guò)純鋅和GALFAN鍍層兩種試樣10年時(shí)間的掛試，發(fā)現(xiàn)GALFAN鍍層的實(shí)際抗腐蝕能力較純鋅鍍層提高的比例是隨著掛試的年限而增加的，表中的數(shù)據(jù)就是具體的說(shuō)明。也就是說(shuō)，隨著腐蝕年限的增加，GALFAN合金鍍層的腐蝕失重是呈拋物線狀降低的。還有就電化學(xué)腐蝕來(lái)說(shuō)，GALFAN合金的腐蝕電位Ecoit與純鋅基本相當(dāng)，但其腐蝕電流Lcoit僅是熱鍍鋅層的l/5。也就是說(shuō)，GALFAN合金鍍層的電化學(xué)腐蝕較純鋅鍍層要小得多，因而可為鋼基體提供更長(zhǎng)的犧牲陽(yáng)極保護(hù)時(shí)間。

GALFAN合金鍍層有較純鋅鍍層高1倍以上的腐蝕壽命，這不是實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，而是在真實(shí)大氣中長(zhǎng)時(shí)期掛試中取得的結(jié)果。如日本NisshisSteel將兩種鍍層的試樣在農(nóng)村、工業(yè)、海洋和嚴(yán)酷海洋4種環(huán)境氣氛中掛試10年，結(jié)果GALFAN合金在農(nóng)村氣氛中耐腐蝕壽命可較純鋅鍍層提高0.97倍，在工業(yè)氣氛中可提高1.15倍，在海洋氣氛中可提高1.06倍，在嚴(yán)酷海洋氣氛中，純鋅鍍層已全部被腐蝕完，GALFAN合金鍍層依然完好。這方面，我國(guó)東北大學(xué)于1987年8月至1998年8月也進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)達(dá)11年大氣曝露試驗(yàn)，掛試時(shí)試樣距地面高4.5米，沈陽(yáng)氣候?qū)贉貛駶?rùn)工業(yè)氣候，掛試結(jié)果證明，GALFAN合金鍍層的抗腐蝕壽命比純鋅層提高1.05倍。

在GALFAN合金鍍層中，鋁是提高抗腐蝕能力的決定因素。試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用表明，當(dāng)鍍層中鋁含量為5%的全共晶組織時(shí)，具有最佳的抗蝕性能，這時(shí)發(fā)生的腐蝕是均勻腐蝕。而非全共晶的GALFAN鍍層雖然其抗腐蝕性能優(yōu)于純鋅鍍層，但不如全共晶組織好。其原因是此時(shí)會(huì)發(fā)生非均勻性腐蝕，即亞共晶的初生βZn和過(guò)共晶的初生?琢Al會(huì)與共晶相界面發(fā)生選擇性腐蝕，滋生裂縫。因此，ASTM標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格規(guī)定合金中的鋁含量為4.2%~6.2%，采用雙鍍法時(shí)，其上限也不能超過(guò)7.2%。