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稀土在钢材及金属制品镀层的应用

    “稀土在钢材及金属制品镀层应用前景十分广阔,潜在的市场巨大,我们应加快研发,推广应用,将稀土合金镀层技术应用到钢管、钢板和异型钢材上去。”这 是日前记者在马鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司采访时, 这里的董事长刘冀鲁,总工程师、教授级高工史志民所阐述观点。
    马鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司是专门从事研发和生产稀土合金镀层技术和产品的高新技术企业,先后自行开发成功具有自主知识产权的稀土多元合金镀层与稀土锌铝合金镀层钢丝钢绞线制造工艺及技术,在电力、电讯、电气化铁路等建设项目上广泛应用。
    据这里的专家介绍,稀土元素具有独特的4f电子层结构,大的原子磁距,很强的自旋轨道藕合等特性,与其它元素形成稀土配合物时,配位数可在3-12之间变 化,并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素独特的物理化学性质,在与有色金属生成金属间化合物和合金材料时表现出优异的力学性能,从而决定了它们具有极为广泛的用途。稀土在钢、铁、有色金属、机械制造、石油化工等传统产业方面用途广泛,稀土有色合金材料是当代航空、航天、军事和汽车工业领域重点 发展的新一代材料。
    从世界范围的热浸镀锌技术的发展历程来看,热浸镀层向着合金化镀层及专用镀层技术发展。为了提高传统钢铁材料及制 品产品的使用寿命,国际铅锌研究组织、美国伯利恒钢铁公司于自八十年代中后期相继开发出了Galfan、Galvalume等新型锌铝合金防腐镀层,已经 在工业发达国家按照产品标准进行生产,并得到了广泛应用。在我国,钢铁材料及制品的防腐镀层技术水平比较落后,占全国总量90%以上的仍是传统镀锌层,锌 铝合金镀层钢铁制品产量甚少,而且产品质量也不稳定,其防腐蚀能力与国际同类产品相比尚有差距。
   在稀土多元合金镀层产品实现产业化之 前,我国相关技术领域对上述镀层的开发与应用基本上处于跟踪研究状态。由于Galvalume和Galfan镀层在大气中的耐蚀性均优于普通镀锌层,而在 土壤及海洋环境下的表现却不令人满意。因此开发低成本、高性价比的热浸镀合金镀层不仅是热浸镀技术的一个发展方向,而且具有十分重要的现实意义。
   为此,马鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司在国内较早开发研制出新型防腐镀层材料——稀土多元合金镀层材料及工艺技术,克服了国外同类产品气体还原法(即 森吉米尔法Sendzimir)生产设备复杂、制造费用昂贵,对原材料要求十分苛刻等一系列缺陷,而且能够采用国内通用的“溶剂法”工艺方法来实现。所制 产品具有高耐腐蚀性,并且有优良的成型性、可焊性等一系列良好的综合性能,充分利用了我国富有的稀土资源并易于推广。
   之后,又着手研 发稀土多元合金Ⅰ(稀土-锌-铝-镁RE+Zn+Al+Mg)、稀土多元合金Ⅱ(稀土-锌-铝-镁-硼-铬-钛REZnAlMgBCrTi)等镀层技术和 产品。稀土多元合金Ⅰ具有有优异的抗腐化性及良好的电化学保护能力。镀层综合抗腐蚀能力的提高,使稀土合金镀层钢铁制品可以在各类严酷环境下,保持着良好 的抗腐蚀稳定性,从而有效的抑制了钢铁制品的腐蚀与破坏的速度。
    而列入国家863计划稀土多元Ⅱ(稀土-锌-铝-镁-硼-铬-钛)镀层技术和 产品,是利用稀土、锌、铝等金属改善镀液流动性的特点,使镀层色泽亮丽、光洁度好、结合力强、品质稳定;同时又用微量RE、Mg、Ti、B、Cr等元素, 抑制晶界或晶间腐蚀的特点来提高镀层耐局部腐蚀的能力,镀层表面富集的稀土氧化物、铝镁氧化物等抗蚀相组织构成复合膜可有效地隔绝基体与腐蚀介质,从而减 缓电化学反应的进行,大大提高镀层的耐蚀性。
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