粉末滲鋅工藝作為鋼鐵材料的一種有效防腐技術目前在歐洲及工業發達國家獲得廣泛應用,英國每年有幾萬噸各類鋼鐵零件采用粉末滲鋅工藝進行處理,如英國Bodycote Metal Technology Group是全世界最大的從事金屬熱處理加工企業,,其粉末滲鋅產品廣泛應用于許多工業防腐領域,在美國、日本、加拿大、荷蘭及德國等國家都采用了大量的粉末滲鋅鋼鐵材料構件。
我國武漢材料保護研究所于20世紀60年代就開展了粉末滲鋅工藝的研究;北京有色冶金設計研究總院于1984年對粉末滲鋅工藝進行探索性試驗研究,1986~l988年實現了工業化生產,開發出粉末滲鋅成套設備和粉末滲鋅產品等有關國家專利,為在國內全面推廣這項新工藝提供技術基礎。
目前粉末滲鋅防腐涂層具有的優異長效耐腐蝕性能已獲得工程界的普遍認可,并在交通(地鐵工程、高速鐵路}、電力、化工、電信等防腐領域獲得廣泛應用。
為了進行工業化的粉末滲鋅加工,國內外已研究開發出許多改進的適合工業化加工的粉末滲鋅處理工藝。
1993年以色列人Isaak shtikan發明的Distek粉末滲鋅工藝(WO 98/41346)在全世界范圍內申請了專利保護,采用這種工藝不僅能獲得傳統粉末滲鋅的灰色涂層,而且能直接加工出具有不同外觀顏色的涂層,其涂層硬度及耐腐蝕性明顯高于原來工藝,目前DisTekェ藝已推廣應用到美國、英國、挪威、比利時、俄羅斯、南非及日本等許多國家。
1993年國內北京有色冶金設計研究總院提出的“粉鍍(滲)鋅方法及裝置”是目前國內應用最廣泛的粉末滲鋅加工技術。
在20世紀90年代后期國內許多單位對真空粉末滲鋅工藝和設備進行了研究,其特征是將滲鋅容器抽真空進行粉本滲鋅熱處理,如1997年冶金部洛陽耐火材料研究院申請的“真空滲鋅爐”等。但目前所謂的真空粉末滲鋅工藝只能在實驗室條件下嚴格完成,在工業化生產中很難嚴格實現該工藝過程。
2001年山東大學提出了“機械能助滲金屬表面改性技術”,將滾動粉末滲鋅工藝拓寬到滲鋁、滲硅、滲銅、滲錳及鋅鋁共滲工藝。
2004年以色列Green Cote公司又提出了鋅/鋁復合涂層加工技術,這種改進的粉末滲鋅工藝采用鋅鋁復合粉末制備熱擴散涂層,非常適合各種緊固螺栓及連接件防腐處理。
2005年天津市先知邦滲鋅防腐蝕金屬制品有限公司申請的“—種納米復合粉末滲鋅加工方法”。納米/微納米復合粉末滲鋅是通過在傳統的粉末滲劑中添加納米/微納米活化劑方式來改善粉末滲鋅工藝,可以獲得硬度較高、耐腐蝕性能、抗高溫氧化性能及力學等綜合性能更為優異的滲鋅涂層。
工藝評定規范
由于粉末滲鋅涂層具有的優異耐腐蝕綜合特性,在該工藝的研究及工業化開發過程中,為了保證粉末滲鋅工藝過程規范化及產品質量,歐洲各國家都制訂相關粉末滲鋅工藝評定標準。
例如:英國B.S.7371-1998《金屬緊固件涂層:滲鋅涂層規范》;法國The French standard NFA 1991-469《鋼鐵粉末滲鋅涂層規范》;荷蘭The Dutch standard NEN 5253 et 2694《鋼鐵粉末滲鋅涂層規范》;歐洲標準化委員會(CEN)出版的粉末滲鋅最新標準《鐵制產品的鋅擴散涂層》EN13811;美國出版了ASTM《鋼鐵緊固件、五金器具和其他產品的鋅合金熱擴散涂層》AlO59/AlO59M-2008;俄羅斯的Russian standard GOSTP 51163-1998;以色列的滲鋅涂層標準Isra eli standard 4271等。
我國的粉末滲鋅評定規范研究與制訂明顯落后于國外先進水平,目前除了原中國國家機械行業局出版的JB/T 5067-1998《鋼鐵制件粉末滲鋅》標準外,還沒有相應的粉末滲鋅工藝國家標準規范,這顯然對目前國內粉末滲鋅工藝的推廣應用產生很不利的影響。
技術應用
微納米粉末復合滲鋅防腐蝕涂層具有的優異長效耐腐蝕性能已獲得工程界地普遍認可,并在交通、建筑、電力、化工、電信等防腐領域獲得廣泛應用。2006年國家鐵道部已將粉末復合滲鋅工藝作為鐵路鋼支座和連接件的規定防腐蝕處理方法編入有關設計標準中。微納米復合粉末滲鋅作為鋼鐵防腐領域一種有效表面防護方法、在工程應用中發揮越來越重要作用。
微納米粉末復合滲鋅涂層由于其獨特的優點,,鍍層耐腐蝕;硬度高耐磨損、不怕磕碰;與基體結合強度高,不脫落;表面較粗糙,易于涂裝等,廣泛應用于緊固件、連接件和鋼結構件上,如圖4所示。
圖4微納米復合粉末滲鋅涂層的應用
結束語
綜上所述,微納米復合粉末滲鋅防腐技術是一種先進的金屬表面熱擴散涂層防腐蝕工藝,極大地提高了金屬構件耐腐蝕性能、延長其使用壽命,因而在鋼鐵材料防腐工程領域具有廣泛應用前景。
雖然與國外先進工業化粉末滲鋅工藝比較,我國在滲鋅加工設備、工業化規模及評定規范方面仍存在較大差距,但近年來隨著國內大力促進清潔生產、以及節約資源與保護環境意識的不斷增強,人們越來越認識到全面腐蝕控制的重要性,采用先進、長效與環保防腐技術已引起社會各界尤其是各級政府部門的高度重視,這將對推廣應用先進防腐技術創造良好的發展環境和市場機遇。
微納米復合粉末滲鋅表面處理技術作為一種先進的綠色表面處理技術符合當前鋼鐵材料防腐工程發展趨勢,是替代污染嚴重的熱浸鍍鋅及達克羅涂層的有效工藝。期望國內有關研究機構、加工企業、設計和工程應用單位廣泛合作,有效促進微納米復合粉末滲鋅技術在鋼鐵材料防腐工程領域的廣泛應用,為實現我國社會和諧與經濟可持續發展做出積極貢獻。
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標簽: 腐蝕涂層微納米

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