关于热浸镀工艺技术的若干研究与讨论

郑文红 王颖

【摘要】在科技日益发展的今天，热浸镀工艺技术已经被广泛的应用。该技术主要是将被镀件浸入到熔融的金属液体当中，让该金属液体的表面形成一种金属镀层。在这一过程中需要注意的是，镀层的金属熔点一定要低于被镀金属的熔点，所以热镀层金属都使用低熔点金属或者一些其他的合金等。本文主要以热浸镀铝为例，对热浸镀工艺技术展开研究与分析，旨在明确热浸镀工艺技术的关键点，从而为日后的研究提供相应的资料参考。

【关键词】技术；热浸镀工艺；研究

一直以来，钢材都是工业建设中最为重要的基础材料，但是，钢材的腐蚀与磨损问题给人们带来了极大的困扰。随着科技的发展，相关人士对钢材的腐蚀与磨损做出了相应研究，表明在金属的表面常常会出现腐蚀与磨损的问题，如果要解决这一问题，就需要从金属表面性能着手，应用改变金属表面性能的方式有效解决腐蚀与磨损问题。因此，目前这种方式成为应用较为广泛的一种改变金属表面性能的方式。钢材经过表面改性之后，其使用寿命不仅能够被延长，还能够为工业建设单位提高相应的经济与社会效益，为此，这种方式值得被推广应用。

一、热浸镀铝工艺分析

热浸镀铝主要是将预处理过的钢铁材料放入到熔融的铝浴中，经过一段时间的保温操作后将其取出，让钢铁材料的表面有一层铝黏附在上面[1]，钢铁材料的表面层铝和钢铁材料经浸渗后会形成Fe-AL合金层，该合金层会在扩散的作用之下形成冶金结合，并且具有较高的结合强度。

尽管到目前为止关于钢的热浸镀铝形成过程没有统一的观点，但是有很多学者认为，热浸镀铝形成过程主要分为浸润、溶解、吸附以及扩散这四个阶段，这四个阶段的具体过程可表现为：润湿熔融的铝液和钢铁表面；溶解铁基表面，之后形成相应的合金层；在合金层中存在着渗入原子，该原子会不断的向内扩散，最终形成固溶体或者形成一些化合物；在合金层的表明会有一层纯金属被包覆在其中。实践表明，形成冶金结合的必要条件是：“在液态铝和固态铁接触过程中，会出现液态铝对固态铁润湿与浸流的过程。”

在整个过程中会应用到几种方式，即熔剂法、森吉米尔法以及一些其他方法，其中其他的方式主要包括无氧化法与无氧化还原法，无氧化还原法又被称之为改良的森吉米尔法。这些方式都能够有效的完成热镀铝工艺技术，值得被深入研究与分析。

熔剂法的主要工艺特点是使用专门的助浸熔劑。使用中需要对设备进行前处理与后处理。前处理设备主要有油炉、酸洗槽以及水洗槽；后处理设备主要有浸铝设备与烘干炉等。

二、热浸镀铝研究与应用趋势分析

（一）热浸镀铝技术研究

近年来，国内对热浸镀工艺研究越来越多，并且已经有成熟工艺被广泛的应用，使得该工艺进入到稳定的工业生产阶段。正是由于钢材镀铝工艺技术被广泛的应用，其实用性的要求才越来越高，此时该工艺的研究主要表现在三个主要方面，第一方面是研究温度、时间以及浸镀铝组成因素等，其目的在于能够很好的控制合金层的厚度。而在生产上最为有效并且被广泛应用的是添加硅；第二方面是对具有良好开发性能的金属化合物镀层的研究，例如AL2Zn等；第三个方面是研究热浸镀基本材料改变方式。到目前为止，森吉米尔法被应用在钢带镀铝之上，其他的材料并不适用这种方式，大部分钢结构产品应用熔剂法。其原因在于，这种方式的工艺较为灵活，能够适用于多种品种，同时也能够被多规格的生产出来，因此，有很多研究人士采用不同的工具研究熔剂法，取得了显著的效果。

（二）热浸镀铝工艺在工业上的应用趋势

首先，该工艺在应用范围上不断扩大，因此，热浸镀铝工艺在工业中也被广泛应用，并且比重也逐年增加。

其次，该工艺技术也正在向着生产工艺与设备高速、自动化等方向发展；在新技术与新装备不断涌现的基础之上，热浸镀铝工艺技术质量也不断提升，为工业生产以及化工生产等作出了极大的贡献。

最后，热浸镀工艺技术的研究，在当前已经向新的镀层品种和工艺方向研究与开发，再次基础之上镀层的耐热性与高温强度被进一步提升。

热浸镀铝技术还能够应用到其他的方面，并且在其他方面起着重要的作用，例如：

热浸镀铝技术能够在抗大气腐蚀的环境条件之下被应用。如在建筑上可以用用热浸镀铝技术作屋顶、壁板以及屋檐的排水槽等，不仅能够防止出现被腐蚀的现象，还能够延长建筑的使用寿命，减少资金的投入；在汽车工业当中，该技术还能够被用来制作消音器、遮热板以及卡车的车身架等等，在这方面的应用不仅可以节约制作材料，还能确保车辆的行驶安全；除此之外还能够被应用制造电线杆的钢支架或者带刺钢丝网等等。

热浸镀铝技术还能够在抗高温、抗氧化以及耐腐蚀的条件之下应用[2]，这与王韬，王鑫铭，尹付成等在《热浸镀锌铝合金层生长影响因素的研究》一文中有着极为相似的观点。如能够在热处理设备中担任耐热元件。能当做热交换元件，一般而言锅炉的温度比较高，而热浸镀具有较好的耐热性，可作为耐热抗蚀元件被应用。例如吹灰器的使用，锅炉的管道以及壁管等等；可做化工与锅炉管道通用的紧固部件等等。热浸镀铝技术也能够作为化工反应中的器管道以及换热器管等。

热浸镀铝技术具有较好的抗腐蚀性与耐热性，在工业中被广泛的应用[3]，该技术抗高温氧化，具有较好的抗磨性质，因此该技术在金属表面是一种极具潜力有待开发的技术，值得被相关人员研究，并且能够被应用在工业生产等各个方面，有效的带动我国国民经济的增长，从而不断推动我国社会的快速发展。

总结：

近年来，在科技不断发展的背景之下，热浸镀铝技术被广泛的应用在工业生产等各个方面。本文主要从两个大的方面着手，一方面是对热浸镀铝工艺分析，另一方面是对热浸镀铝研究与应用趋势的分析，通过分析明确了热浸镀铝工艺技术在现阶段得到了快速的发展，同时也在工业生产方面做出了重大的贡献。因此，热浸镀工艺技术值得被研究与应用。

参考文献：

[1]王建，周婉秋，施耀萍等.热浸镀Zn-Al合金钝化工艺及耐蚀性能研究[J].电镀与精饰，2012，34（3）：6-9.

[2]王韬，王鑫铭，尹付成等.热浸镀锌铝合金层生长影响因素的研究[J].热加工工艺，2013，42（18）：124-125.

[3]李宏慧.热浸镀Ce-Sm合金工艺研究[D].河北工业大学，2012，5（12）：36-69.

本文系山东省科技计划项目 2012GGA12085