专利名称：稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材、制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢结构的金属热喷涂防护领域，尤其涉及一种稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材、制备方法及其应用。
背景技术：
已被广泛应用的用于热喷涂的金属丝材有锌丝、铝丝；锌丝和铝丝形成的金属涂层，再加有机涂层封闭从而形成复合涂层的方法可以有效地将金属本体与外在的腐蚀环境隔离起来，从而有效地延长钢结构的寿命。
但是由于锌在施工过程中形成的锌雾会造成环境污染和人工损伤，再加外锌的防腐蚀性能不如铝涂层；现在铝金属喷涂层的应用越来越广泛。
近来的研究表明，稀土元素在冶金中对提高金属材料的机械性能和耐腐蚀性能起很大的作用。现在在材料冶炼过程中和金属表面处理中经常加入稀土元素以得到较好的防腐蚀效果。我国的三峡工程建设过程中，就应用于添加稀土元素的铝丝应用于金属热喷涂防护工程，用于保护水闸门钢结构。
铝在空气中在表面形成一层白色的致密的薄层氧化膜，具有优良的耐腐蚀性能。在海水环境中，由于氯离子含量较高，使氧化膜(钝化膜)活化，从而对钢铁具有牺牲阳极保护作用。但是在海淡水环境下，由于氯离子含量较低，常使稀土铝涂层不能得到活化，从而失去了对钢铁的电化学保护作用，从而影响了复合涂层的整体防护效果。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材、制备方法及其应用，旨在解决上述缺陷，既可以应用于淡水、海水、也可用于海淡水的稀土铝镁合金喷涂丝材；同时保持原有稀土铝涂层结合强度高的特点。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的本发明的稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材，含有按重量百分比计为稀土铈(Ce)0.05～0.3％，镁(Mg)1-15％，铝(Al)84.55-98.75％，以及总量不大于0.30％的杂质；本发明的制备方法是通过以下步骤实现的将含有按重量百分比计为稀土(Re)0.05～0.3％，镁(Mg)1-15％，铝(Al)20～30％进行配料；将配好的料在冶炼炉中冶炼成中间合金；将中间合金和按计算余量剩下的54.7～78.95％铝一起在熔炼，充分搅拌，精炼；把熔化后的液态合金浇成圆截面挤压坯，在通过拉丝机经多次拉拨即成稀土铝镁合金丝；本发明的用于制作钢结构表面防护涂层是通过以下步骤实现的对欲喷涂的钢结构表面进行表面处理，喷砂到Sa2.5级；采用火焰喷枪或电弧喷枪将稀土铝镁合金丝材喷涂到金属表面，在金属表面形成一层稀土铝镁合金合金涂层；涂层厚度在80到160μm之间；在钢结构表面添加有机涂层作为封闭剂，封闭剂可以有底漆，中间漆，面漆；其中面漆可以在钢结构组装完成后施工，但底漆一定要在金属涂层施工后连续施工，施工间隔不长于8小时；与现有技术相比，本发明的有益效果是用于钢结构表面热喷涂防护，涂层结合力良好。稀土铝镁合金涂层与钢铁基底的结合强度可达25N/mm2，远远超过国际标准ISO/DIS 206312-1989规定的9.8N/mm2的对铝涂层结合力的要求；本发明涂层的电位在海淡水(Cl-含量为500ppm)中比单纯铝喷涂层和碳钢(20#钢)更负，极性逆转，具有电化学保护作用。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细描述实施例1本发明的稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材，含有按重量百分比计为稀土铈(Ce)0.05％，镁(Mg)1％，铝(Al)98.75％，以及总量等于0.20％的杂质；实施例2本发明的稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材，含有按重量百分比计为稀土铈(Ce)0.30％，镁(Mg)15％，铝(Al)84.55％，以及总量等于0.15％的杂质；实施例3本发明的稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材，含有按重量百分比计为稀土铈(Ce)0.10％，镁(Mg)8％，铝(Al)91.65％，以及总量不大于0.25％的杂质；实施例4本发明的制备方法是通过以下步骤实现的将含有按重量百分比计为稀土(Re)0.3％，镁(Mg)3％，铝(Al)96.7％进行配料；将稀土和镁及部分铝30％在冶炼炉中冶炼成中间合金；将中间合金和剩下的铝66.7％一起在熔炼，充分搅拌，精炼；把熔化后的液态合金浇成圆截面挤压坯，在通过拉丝机经多次拉拨即成稀土铝镁合金丝；
实施例5本发明的制备方法是通过以下步骤实现的将含有按重量百分比计为稀土(Re)0.1％，镁(Mg)5％，铝(Al)30％进行配料；将配好的料在冶炼炉中冶炼成中间合金；将中间合金和剩下的铝64.9％一起在熔炼，充分搅拌，精炼；把熔化后的液态合金浇成圆截面挤压坯，在通过拉丝机经多次拉拨即成稀土铝镁合金丝；实施例6本发明的制备方法是通过以下步骤实现的将含有按重量百分比计为稀土(Re)0.3％，镁(Mg)5％，铝(Al)30％进行配料；将配好的料在冶炼炉中冶炼成中间合金；将中间合金和剩下的铝64.7％一起在熔炼，充分搅拌，精炼；把熔化后的液态合金浇成圆截面挤压坯，在通过拉丝机经多次拉拨即成稀土铝镁合金丝；实施例7在广东省的三痤挡潮闸门原采用热喷涂锌再加氯化橡胶复合涂层进行防腐，使用仅2年后，在潮差区大面积破坏，在水下部位也有不同程度的损坏。采用本发明的稀土铝镁复合涂层进行防腐蚀处理，施工工艺如下将闸门表面进行喷砂处理至Sa2.5级；采用火焰喷枪将稀土铝镁合金丝喷涂到闸门表面，喷涂厚度为120μm；喷涂结束后4小时内，在稀土铝镁合金喷涂层上刷涂一层较稀的环氧封闭底漆，涂层厚度为20μm；喷涂三道环氧玻璃鳞片涂料共180μm。(这个时间没有限制，取决于涂料本身的重涂间隔或工艺要求、进度计划)实施例8采用本发明的稀土铝镁复合涂层对钢结构进行防腐蚀处理，施工工艺如下将闸门表面进行喷砂处理至Sa2.5级；采用火焰喷枪将稀土铝镁合金丝喷涂到钢结构表面，喷涂厚度为160μm；喷涂结束后4小时内，在稀土铝镁合金喷涂层上刷涂一层较稀的环氧封闭底漆，涂层厚度为20μm；喷涂三道环氧玻璃鳞片涂料共180μm。(这个时间没有限制，取决于涂料本身的重涂间隔或工艺要求、进度计划)实施例9采用本发明的稀土铝镁复合涂层对钢结构进行防腐蚀处理，施工工艺如下将闸门表面进行喷砂处理至Sa2.5级；采用火焰喷枪将稀土铝镁合金丝喷涂到钢结构表面，喷涂厚度为80μm；喷涂结束后4小时内，在稀土铝镁合金喷涂层上刷涂一层较稀的环氧封闭底漆，涂层厚度为20μm；喷涂三道环氧玻璃鳞片涂料共180μm。(这个时间没有限制，取决于涂料本身的重涂间隔或工艺要求、进度计划)
由于本发明具有这些优异的表现，可以用于海洋工程、水利、桥梁、市政、石化、电力、化工及油田建设等工程用钢结构表面的腐蚀与防护领域，特别适用于近海海水、海淡水或海洋大气结构的腐蚀与防护。
下表是在不同氯离子水溶液中材料的腐蚀电位测量(相对于饱和甘汞电极)
权利要求
1.一种稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材，其特征在于含有按重量百分比计为稀土铈(Ce)0.05～0.3％，镁(Mg)1-15％，铝(Al)84.55-98.75％，以及总量不大于0.30％的杂质。
2.根据权利要求1所述的稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材，其特征在于其中稀土铈(Ce)0.1％，镁(Mg)8％，铝(Al)91.65％，以及总量等于0.25％的杂质。
3.一种如权利要求1稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材的制备方法，是通过以下步骤实现的将含有按重量百分比计为稀土(Re)0.05～0.3％，镁(Mg)1-15％，铝(Al)20～30％进行配料；将配好的料在冶炼炉中冶炼成中间合金；将中间合金和按计算余量剩下的54.7～78.95％铝一起在熔炼，充分搅拌，精炼；把熔化后的液态合金浇成圆截面挤压坯，在通过拉丝机经多次拉拨即成稀土铝镁合金丝。
4.根据权利要求3所述的方法将含有按重量百分比计为稀土(Re)0.3％，镁(Mg)3％，铝(Al)96.7％进行配料；将稀土和镁及部分铝30％在冶炼炉中冶炼成中间合金；将中间合金和剩下的铝66.7％一起在熔炼，充分搅拌，精炼；把熔化后的液态合金浇成圆截面挤压坯，在通过拉丝机经多次拉拨即成稀土铝镁合金丝
5.根据权利要求3所述的方法将含有按重量百分比计为稀土(Re)0.1％，镁(Mg)5％，铝(Al)30％进行配料；将配好的料在冶炼炉中冶炼成中间合金；将中间合金和剩下的铝64.9％一起在熔炼，充分搅拌，精炼；把熔化后的液态合金浇成圆截面挤压坯，在通过拉丝机经多次拉拨即成稀土铝镁合金丝。
6.根据权利要求3所述的方法将含有按重量百分比计为稀土(Re)0.3％，镁(Mg)5％，铝(Al)30％进行配料；将配好的料在冶炼炉中冶炼成中间合金；将中间合金和剩下的铝64.7％一起在熔炼，充分搅拌，精炼；把熔化后的液态合金浇成圆截面挤压坯，在通过拉丝机经多次拉拨即成稀土铝镁合金丝。
7.一种如权利要求1稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材的应用，是通过以下步骤实现的对欲喷涂的钢结构表面进行表面处理，喷砂到Sa2.5级；采用火焰喷枪或电弧喷枪将稀土铝镁合金丝材喷涂到金属表面，在金属表面形成一层稀土铝镁合金合金涂层；涂层厚度在80到160μm之间；在钢结构表面添加有机涂层作为封闭剂，封闭剂可以有底漆，中间漆，面漆；其中面漆可以在钢结构组装完成后施工，但底漆一定要在金属涂层施工后连续施工，施工间隔不长于8小时。
8.根据权利要求7所述的应用将闸门表面进行喷砂处理至Sa2.5级；采用火焰喷枪将稀土铝镁合金丝喷涂到闸门表面，喷涂厚度为120μm；喷涂结束后4小时内，在稀土铝镁合金喷涂层上刷涂一层较稀的环氧封闭底漆，涂层厚度为20μm；喷涂三道环氧玻璃鳞片涂料共180μm。
9.根据权利要求7所述的应用将闸门表面进行喷砂处理至Sa2.5级；采用火焰喷枪将稀土铝镁合金丝喷涂到钢结构表面，喷涂厚度为160μm；喷涂结束后4小时内，在稀土铝镁合金喷涂层上刷涂一层较稀的环氧封闭底漆，涂层厚度为20μm；喷涂三道环氧玻璃鳞片涂料共180μm。
10.根据权利要求7所述的应用将闸门表面进行喷砂处理至Sa2.5级；采用火焰喷枪将稀土铝镁合金丝喷涂到钢结构表面，喷涂厚度为80μm；喷涂结束后4小时内，在稀土铝镁合金喷涂层上刷涂一层较稀的环氧封闭底漆，涂层厚度为20μm；喷涂三道环氧玻璃鳞片涂料共180μm。
全文摘要
本发明涉及一种稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材、制备方法及其应用，稀土铝镁合金喷涂防蚀丝材含有按重量百分比计为稀土铈(Ce)0.05～0.3％，镁(Mg)1－15％，铝(Al)84.55－98.75％，以及总量不大于0.30％的杂质；用于钢结构表面热喷涂防护，涂层结合力良好。稀土铝镁合金涂层与钢铁基底的结合强度可达25 N/mm
文档编号C22C21/06GK1718836SQ200410052709
公开日2006年1月11日 申请日期2004年7月9日 优先权日2004年7月9日
发明者苏俊华, 王晨 申请人:上海润实防蚀新材料科技有限公司