公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金及其加工工艺
阅读：343发布：2023-03-01
专利汇可以提供公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金及其加工工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了公路隔离栅 钢 筋热浸 镀 耐 腐蚀 锌钡 合金 及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Ba:0.3-0.5wt.%,Rb:0.1-0.2wt.%,Cr:0.6-0.8wt.%,Al:32.0-38.0wt.%,Nb:0.4-0.6wt.%,Re:0.1-0.2wt.%,Dy:0.2-0.4wt.%,余量为锌。该材料的开发和产业化，对于解决公路隔离栅在日益严重的环境腐蚀状态下的防腐问题，降低公路养护 费用 ，提高我国 冶金 工业的产品国际竞争 力 具有重要意义。，下面是公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金及其加工工艺专利的具体信息内容。
1.一种公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金；按照重量百分比,该合金的成分为: Ba:0.3-0.5wt.%,Rb:0.1-0.2wt.%,Cr:0.6-0.8wt.%,Al:32.0-38.0wt.%,Nb:0.4-0.6wt.%,Re:0.1-0.2wt.%,Dy:0.2-0.4wt.%,余量为锌。
2.权利要求1所述公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金，其特征在于包括如下步骤：
将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为
5-8m/min。
3.根据权利要求1所述公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金，其特征在于包含如下加工步骤：该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的钢板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。
公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金及其加工工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种锌合金。
背景技术
[0002] 公路隔离栅主要用作公路、高速公路的安全防护网。它具有美观耐用、不变形、防腐、防老化、抗晒、耐候、规格多样、价格低廉等特点。是为了防止人和动物随意进入或横穿汽车专用公路，防止非法占用公路用地现象产生的基础设施。比较常见的金属型隔离栅包括焊接网、刺钢网、编织网、钢板网等。
[0003] 公路工程中,隔离栅栏所处的环境属于自然环境。自然环境的腐蚀问题不及工业-环境腐蚀那么明显。但是，在环境污染严重的地区,SO2，CO2，Cl等腐蚀性物质含量增大,环境的腐蚀性是非常严重的。
[0004] 隔离栅栏的结构设计寿命一般为20-30年,然而在一些腐蚀性严酷的环境中,由于缺乏必要的防护措施,远不能达到预期的使用年限。许多隔离栅栏也因为缺乏必要的防护措施造成锈蚀、断裂。
[0005] 由于锌的标准电极电位负于铁，因此在水和潮湿的空气中镀锌层具有牺牲阳极保护钢基的作用，从而可以大大的延长钢材的使用寿命。在工业上常用的镀锌层有热浸镀锌、电镀锌、机械镀锌和热喷涂（镀）锌等，其中热镀锌约占镀锌总量的95%，热镀锌用锌量在世界范围内占锌产量的40%，在中国约占锌产量的30%左右。
[0006] 热浸镀锌是延缓钢铁材料环境腐蚀的最有效手段之一，它是将表面经清洗、活化后的钢铁制品浸于熔融的锌液中，通过铁锌之间的反应和扩散，在钢铁制品表面镀覆附着性良好的锌合金镀层。其流程为：脱脂-水洗- 酸洗-助镀-烘干-热浸镀锌-分离-冷却钝化。热镀锌具有很多优点: 1）处理费用低：热浸镀锌防锈的费用要比其它漆料涂层的费用低；
2）持久耐用：在郊区环境下，标准的热镀锌防锈的厚度，可保持长时间不必修补；在市区或近海区域，标准的热镀锌防锈层则可保持多年不必修补；3）可靠性好：镀锌层与钢材间是冶金结合，成为钢表面的一部分，因此镀层的持久性较为可靠；4）镀层的韧性强：镀锌层形成一种特别的冶金结构，这种结构能承受在运送及使用时受到机械损伤；5）全面性保护：镀件的每一部分都能镀上锌，即使在凹陷处、尖角及隐藏处都能全面地受。
2）持久耐用：在郊区环境下，标准的热镀锌防锈的厚度，可保持长时间不必修补；在市区或近海区域，标准的热镀锌防锈层则可保持多年不必修补；3）可靠性好：镀锌层与钢材间是冶金结合，成为钢表面的一部分，因此镀层的持久性较为可靠；4）镀层的韧性强：镀锌层形成一种特别的冶金结构，这种结构能承受在运送及使用时受到机械损伤；5）全面性保护：镀件的每一部分都能镀上锌，即使在凹陷处、尖角及隐藏处都能全面地受。
[0007] 热浸镀锌隔离栅工艺在我国使用最早，应用也较普遍，除焊接网外，其它类型隔离栅大多采用此种防腐处理方式。传统隔离栅立柱和网片的生产是先将网片和立柱冷加工成型编织网除外再进行整体热浸镀锌，此种工艺耗能高且镀锌层厚度难以控制。在东部沿海的部分地区，人们吸取传统工艺经验，开始用热浸镀钢板直接成型隔离栅构件，此种工艺不仅可以很大程度上降低锌耗，减少环境污染，而且大大节约了生产成本，使隔离栅生产企业更加集成化发展。使用连续热镀锌钢板和钢带成型的立柱，在焊缝处的锌层易损坏而影响防腐性能，可通过在焊缝处补锌或整体表而电泳处理等方法进行弥补。
[0008] 在公路建设过程中，钢构件由于其标准化程度高、自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、工程经济优势明显、无环境污染等综合优势的得到广泛使用。但是，随着环境污染的恶化，环境腐蚀的作用越来越明显。如果不能很好的解决公路隔离栅在日益严重的环境腐蚀状态下的防腐问题，将加大公路养护费用，甚至可能导致公路部分基本功能的提早降低或缺失，造成安全隐患。开发公路隔离栅热浸镀用锌合金及其加工工艺，对于加快我国冶金工业结构调整，提高估计竞争力将具有重要意义。
发明内容
[0010] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金。按重量百分比计,合金的组成为:Ba:
0.3-0.5wt.%,Rb:0.1-0.2wt.%,Cr:0.6-0.8wt.%,Al:32.0-38.0wt.%,Nb:0.4-0.6wt.%,Re:
0.1-0.2wt.%,Dy:0.2-0.4wt.%,余量为锌。该锌合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量在1.0-2.0wt.%左右。
0.3-0.5wt.%,Rb:0.1-0.2wt.%,Cr:0.6-0.8wt.%,Al:32.0-38.0wt.%,Nb:0.4-0.6wt.%,Re:
0.1-0.2wt.%,Dy:0.2-0.4wt.%,余量为锌。该锌合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量在1.0-2.0wt.%左右。
[0011] 上述公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-8m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的薄板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：（1）随着人们的生活水平提高，私家车已经很普及，交通安全已成了马路上最大的杀手，而安装护栏就成了最切实可行的防御办法。公路护栏的安装其实在绝大部分上成就了交通事故发生率的降低，和居民出行度安全性。柔性护栏指的是一种具有较大缓冲能力的韧性护栏结构。这是一种以数根施加了初拉力的缆索固定于支柱上的结构，它主要依靠缆索的拉应力来抵抗车辆的碰撞吸收能量，依靠护栏的弯曲变形和张拉力来抵抗车辆的碰撞。它们均具有一定的刚度和韧性，通过横梁的变形吸收冲撞能量。传统热浸镀锌层会在强烈的振动和冲击的剥离效应,使得公路防护栅的实际设计寿命远远低于正常的设计寿命。
本专利申请保护的公路防护栅防碰撞锌铝合金可以增强热浸镀层和基体钢表面的结合力，大大增加了公路防护栅的实际使用寿命。
本专利申请保护的公路防护栅防碰撞锌铝合金可以增强热浸镀层和基体钢表面的结合力，大大增加了公路防护栅的实际使用寿命。
[0013] （2）虽然在高速公路隔离栅中锌铝合金镀层的推广较晚，但锌铝合金镀层的各项性能均能达到甚至超过热浸镀锌层，所以该合金镀层更适用于耐腐蚀性要求高且连续使用的产品。此外，该合金不形成脆性的合金相层，镀层比热浸镀锌层粘附性好，使得镀件变形加工性能优于普通的热镀锌镀件。该合金用于热浸镀锌中，镀层和基体形成合金过渡层，对合金反应层的生成有阻滞作用。因而可以有效地防止界而产生裂纹，降低合金层与基体金属之间的交界处存在的明显空隙，使得合金过渡层与基体金属的结合更为紧密。
[0014] （3）该合金的腐蚀电位与热浸镀锌层基本相同，但其腐蚀电流仅是传统锌合金镀层的0.05-0.1。该合金镀层的腐蚀电位与纯锌的腐蚀电位相差无几。该合金镀层的耐盐雾、耐二氧化硫以及耐湿热试验性能均比热浸镀锌层好，其耐腐蚀能力存在明显优势，使用较薄的锌铝合金镀层可以得到相同甚至更好的防腐效果。在海洋环境下，该材料的腐蚀速度为4.5×10-4mm/年。因而在海洋气候下，该材料可以安全使用20年以上而没有明显的腐蚀现象发生。在沙漠环境下，该材料的腐蚀速度为8.2×10-5mm/年。因而在沙漠气候下，该材料可以安全使用40年以上而没有明显的腐蚀现象发生。相比而言，普通热浸镀锌用合金的镀锌层在海洋环境下工作寿命为10年左右，在沙漠环境下工作寿命为20年左右。
具体实施方式
[0015] 实施例1一种在420-480度使用公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Ba:0.3wt.%,Rb:0.1wt.%,Cr:0.6wt.%,Al:32.0wt.%,Nb:0.4wt.%,Re:
0.1wt.%,Dy:0.2wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-8m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的薄板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。
0.1wt.%,Dy:0.2wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-8m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的薄板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。
[0016] 该合金的腐蚀电位与热浸镀锌层基本相同，但其腐蚀电流仅是传统锌合金镀层的0.05-0.1。该合金镀层的腐蚀电位与纯锌的腐蚀电位相差无几。该合金镀层的耐盐雾、耐二氧化硫以及耐湿热试验性能均比热浸镀锌层好，其耐腐蚀能力存在明显优势，使用较薄的锌铝合金镀层可以得到相同甚至更好的防腐效果。在海洋环境下，该材料的腐蚀速度为4.5×10-4mm/年。因而在海洋气候下，该材料可以安全使用20年以上而没有明显的腐蚀现象发生。在沙漠环境下，该材料的腐蚀速度为8.2×10-5mm/年。因而在沙漠气候下，该材料可以安全使用40年以上而没有明显的腐蚀现象发生。相比而言，普通热浸镀锌用合金的镀锌层在海洋环境下工作寿命为10年左右，在沙漠环境下工作寿命为20年左右。
[0017] 实施例2一种在420-480度使用公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金。按重量百分比计,合金的化学成分为：Ba:0.5wt.%,Rb: 0.2wt.%,Cr:0.8wt.%,Al:38.0wt.%,Nb:0.6wt.%,Re:
0.2wt.%,Dy:0.4wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-8m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的薄板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。
0.2wt.%,Dy:0.4wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-8m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的薄板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。
[0018] 该合金的腐蚀电位与热浸镀锌层基本相同，但其腐蚀电流仅是传统锌合金镀层的0.05-0.1。该合金镀层的腐蚀电位与纯锌的腐蚀电位相差无几。该合金镀层的耐盐雾、耐二氧化硫以及耐湿热试验性能均比热浸镀锌层好，其耐腐蚀能力存在明显优势，使用较薄的锌铝合金镀层可以得到相同甚至更好的防腐效果。在海洋环境下，该材料的腐蚀速度为4.5×10-4mm/年。因而在海洋气候下，该材料可以安全使用20年以上而没有明显的腐蚀现象发生。在沙漠环境下，该材料的腐蚀速度为8.2×10-5mm/年。因而在沙漠气候下，该材料可以安全使用40年以上而没有明显的腐蚀现象发生。相比而言，普通热浸镀锌用合金的镀锌层在海洋环境下工作寿命为10年左右，在沙漠环境下工作寿命为20年左右。
[0019] 实施例3一种在420-480度使用公路隔离栅钢筋热浸镀耐腐蚀锌钡合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Ba:0.4wt.%,Rb:0.1wt.%,Cr:0.6wt.%,Al:34.0wt.%,Nb:0.5wt.%,Re:
0.1wt.%,Dy:0.3wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-8m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的薄板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。
0.1wt.%,Dy:0.3wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为5-8m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌原料用于后续工序的薄板热浸镀锌处理，其中热浸镀锌的工作温度为420-480度，热浸时间为30-60秒。
[0020] 该合金的腐蚀电位与热浸镀锌层基本相同，但其腐蚀电流仅是传统锌合金镀层的0.05-0.1。该合金镀层的腐蚀电位与纯锌的腐蚀电位相差无几。该合金镀层的耐盐雾、耐二氧化硫以及耐湿热试验性能均比热浸镀锌层好，其耐腐蚀能力存在明显优势，使用较薄的锌铝合金镀层可以得到相同甚至更好的防腐效果。在海洋环境下，该材料的腐蚀速度为4.5-4
×10 mm/年。因而在海洋气候下，该材料可以安全使用20年以上而没有明显的腐蚀现象发生。在沙漠环境下，该材料的腐蚀速度为8.2×10-5mm/年。因而在沙漠气候下，该材料可以安全使用40年以上而没有明显的腐蚀现象发生。相比而言，普通热浸镀锌用合金的镀锌层在海洋环境下工作寿命为10年左右，在沙漠环境下工作寿命为20年左右。
×10 mm/年。因而在海洋气候下，该材料可以安全使用20年以上而没有明显的腐蚀现象发生。在沙漠环境下，该材料的腐蚀速度为8.2×10-5mm/年。因而在沙漠气候下，该材料可以安全使用40年以上而没有明显的腐蚀现象发生。相比而言，普通热浸镀锌用合金的镀锌层在海洋环境下工作寿命为10年左右，在沙漠环境下工作寿命为20年左右。
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