專利名稱：Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼管的熱浸鍍鋅方法，具體涉及Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法。
背景技術(shù)：
Q460高強(qiáng)鋼以其優(yōu)良的性能已逐漸成為電力等領(lǐng)域常用材料，生產(chǎn)Q460高強(qiáng)鋼工藝復(fù)雜，軋制難度大，研究人員為了提高鋼材的強(qiáng)度，在原有的化學(xué)成分碳、硫、錳、磷、硅的基礎(chǔ)上又添加了釩、鈮或鈦等細(xì)化晶粒的元素，并在軋制過程中增加了壓下量，同時(shí)控制軋制溫度，使晶體的表面積增大，進(jìn)而形成再結(jié)晶，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的，晶粒度達(dá)到8級(jí)， 使鋼材的力學(xué)性能得到了更大的提升。晶粒是鋼材的組織或成分，晶粒越細(xì)鋼材的韌性越好，強(qiáng)度越高，細(xì)化的手段是降低軋制溫度，另一個(gè)是增加壓下量。由于扎制過程中增加了壓下量，使晶粒表面形成再結(jié)晶，使得鋼材的致密性較比Q345和420鋼高出很多，由于致密性的提高，并且添加了細(xì)化晶粒的金屬元素，使鋼的表面張力改變，在熱浸鍍鋅的情況下降低了鋅液對(duì)鋼的潤濕能力。中國專利200710025222,98117644. 5,200810303272. 3公開了鍍鋅方法，但現(xiàn)有技術(shù)中均未有針對(duì)Q460高強(qiáng)鋼管鍍鋅方法的報(bào)道，而現(xiàn)有技術(shù)的熱浸鍍鋅方法，在Q460鋼管表面均會(huì)存在直徑5mm大小的點(diǎn)狀漏鍍，Q460鋼管表面鍍鋅層不連續(xù)， 色澤不均勻，鋅層附著性較差，鋅層厚度等不符合GB/D694標(biāo)準(zhǔn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝設(shè)計(jì)合理、操作方便，工作效率高，尤其是能適合Q460高強(qiáng)鋼熱浸鍍鋅工藝要求，制備得到Q460高強(qiáng)鋼管鍍鋅層連續(xù)完整，色澤均勻，鋅層附著性強(qiáng)，鋅層厚度均符合GB/D694標(biāo)準(zhǔn)的要求。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為 Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，其包括以下步驟
(1)酸洗分將Q460鋼管用濃度為15 20%鹽酸水溶液在15 30°C下浸泡15飛0分鐘；
(2)清洗分取步驟(1)酸洗后的Q460鋼管放入濃度為2 5%的鹽酸水溶液中清洗；經(jīng)過清洗可使酸洗后的鋼管表面潔凈無污物和氧化皮等雜質(zhì)；
(3)助鍍劑處理分取步驟(2)清洗后的Q460鋼管放入助鍍劑中，在55 70°C處理3(Γ60 秒，所述的助鍍劑是由氯化鋅和氯化銨配制成的總質(zhì)量濃度為25、0%的水溶液，助鍍劑水溶液中鋅和銨的質(zhì)量比值為1.2 1.5，助鍍劑水溶液的？!1值為4飛；
(4)熱浸鍍鋅分取步驟C3)助鍍劑處理過的Q460鋼管進(jìn)行熱浸鍍鋅處理，鍍鋅的鋅液中添加有AL、Ni、Bi和Re的合金；
(5)水冷分取步驟(4)熱浸鍍鋅處理后的鋼管立即放入溫度為25 70度的溫水中進(jìn)行快速冷卻。本發(fā)明經(jīng)實(shí)驗(yàn)篩選得出熱浸鍍鋅處理后的鋼管放置自然冷卻會(huì)導(dǎo)致純鋅層過度消耗，使合金層變脆，從而降低鋅層的附著強(qiáng)度。經(jīng)本發(fā)明優(yōu)選的25 70度的溫水中進(jìn)行快速冷卻后可以避免以上不足，提高鍍鋅效果。作為優(yōu)選方案，以上所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，步驟(1)所述的酸洗溫度為1壙21°C，本發(fā)明根據(jù)Q460鋼管結(jié)構(gòu)特性，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)篩選不同種類、不同濃度的酸， 并篩選不同的酸洗溫度和酸洗時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明分濃度為15 20%鹽酸的酸洗溫度必須達(dá)到1壙21°C，酸洗液對(duì)鋼管的潤濕能力強(qiáng)，氯化氫能夠通過Q460鋼管表面氧化鐵的銹層縫隙滲透到鋼基表面，通過在固液界面不斷產(chǎn)生的氫分子，氫分子膨脹使氧化鐵剝離和脫落，使鋼基充分裸露，為熱浸鍍鋅提供很好的條件，可提高熱浸鍍鋅質(zhì)量。作為優(yōu)選方案，以上所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，其特征在于，步驟(3)所述的助鍍劑水溶液中添加有0. 5%重量百分比的表面潤濕劑，添加有表面潤濕劑后可提高助鍍劑鹽膜的涂覆率，使鋼管表面能夠充分被助鍍劑潤濕。所述的表面潤濕劑可為非離子界面活性劑或兩性離子界面活性劑。酸洗清洗后的Q460鋼管在進(jìn)入鋅鍋進(jìn)行熱浸鍍鋅之前，為了避免鋼管從水洗槽到鋅鍋之間一段距離的搬運(yùn)過程中被氧化，必須進(jìn)入助鍍劑槽中做助鍍處理；而Q460 鋼管的特殊結(jié)構(gòu)，一般現(xiàn)有的助鍍劑達(dá)不到較好的防氧化效果(檢測(cè)結(jié)果表明氧化率達(dá) 109Γ389Ο，本發(fā)明根據(jù)Q460鋼管的物理特性，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)篩選不同的助鍍劑組成、助鍍劑處理時(shí)間，助鍍劑水溶液的PH值和助鍍劑處理溫度，大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)助鍍劑由氯化鋅和氯化銨配制成的總質(zhì)量濃度為25、0%的水溶液，且鋅和銨的質(zhì)量比值為1. 2^1. 5，助鍍劑水溶液的PH值為Γ5，在55 70°C下處理3(Γ60秒時(shí)具有最佳的效果，可以充分有效的防止Q460鋼管被空氣氧化(檢測(cè)結(jié)果表明氧化率為0%)，而又不會(huì)影響后續(xù)的鍍鋅質(zhì)量。作為優(yōu)選方案，以上所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，步驟(4)熱浸鍍鋅的鋅液中分別添加有重量百分比0. 001-0. 002%AL、0. 005-0. 05%Ni、0. 004-0. 01%Bi和 0. 001-0. 04%Re組成的合金。Q460鋼管的熱浸鍍鋅過程中，鍍鋅質(zhì)量的高低和鋅液直接相關(guān)，Q460鋼由于致密性提高，并且添加了細(xì)化晶粒的金屬元素，使鋼的表面張力改變，在熱浸鍍鋅的情況下降低了鋅液對(duì)鋼的潤濕能力，一般的鋅液在熱浸鍍之后常在鋼管表面出現(xiàn)直徑5mm大小的點(diǎn)狀漏鍍，本發(fā)明根據(jù)Q460鋼的特性，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)篩選不同的鋅液組成的熱浸鍍效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在鋅液中添加有重量百分比0. 00Γ0. 002%AL (鋁)、 0. 005 0. 05%Ni (鎳)、0. 004 0. 01%Bi (鉍)和0. 00廣0. 04%Re (錸)組成的合金后可以大大提高Q460鋼的熱浸鍍質(zhì)量，本發(fā)明使用的鋅為0#鋅錠，其雜質(zhì)含量不應(yīng)大于GB/T470標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)本發(fā)明優(yōu)選的鋅液熱浸鍍之后的Q460鋼鋅層表面光滑，鋅層連續(xù)、完整，色澤一致、附著能力強(qiáng)，未出現(xiàn)漏鍍現(xiàn)象，質(zhì)量得到大大提高。Q460鋼管浸鋅后，液態(tài)鋅受鋼管溫度影響形成固態(tài)鋅包裹于鋼管表面，當(dāng)溫度達(dá)到恒定時(shí)，鋅、鐵發(fā)生原子間擴(kuò)散反應(yīng)，隨著時(shí)間的延長進(jìn)而形成Y、\和ζ相合金層，鋼管提出鋅液時(shí)形成純鋅層η。作為優(yōu)選方案，以上所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，步驟(4)待Q460鋼管熱浸鍍鋅完成，將Q460鋼管迅速提出鋅液時(shí)用氯化銨吹掃，可以有效降低鋅液的表面張力，使鋅液及時(shí)回流至鋅鍋，經(jīng)過氯化銨吹掃可使鍍層顏色均勻一致，使鍍鋅后鋼管的表面光滑， 鋅層連續(xù)、完整，色澤一致，提高鍍鋅質(zhì)量。作為優(yōu)選方案，以上所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，步驟熱浸鍍鋅的工作溫度為430至440°C。本發(fā)明所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，在熱浸鍍鋅的實(shí)際操作中，要根據(jù)鋅液的溫度和實(shí)際鋼管的厚度以及焊接結(jié)構(gòu)來控制浸鋅時(shí)間，本發(fā)明經(jīng)實(shí)驗(yàn)篩選，浸鋅時(shí)間可按下表執(zhí)行
權(quán)利要求
1.Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，其特征在于，它包括以下步驟(1)酸洗分將Q460鋼管用濃度為15 20%鹽酸水溶液在15 30°C下浸泡15飛0分鐘；(2)清洗分取步驟(1)酸洗后的Q460鋼管放入濃度為2 5%的鹽酸水溶液中清洗；(3)助鍍劑處理分取步驟(2)清洗后的Q460鋼管放入助鍍劑中，在55 70°C處理3(Γ60 秒，所述的助鍍劑是由氯化鋅和氯化銨配制成的總質(zhì)量濃度為25、0%的水溶液，助鍍劑水溶液中鋅和銨的質(zhì)量比值為1. 2^1. 5，助鍍劑水溶液的ρΗ值為4飛；(4)熱浸鍍鋅分取步驟C3)助鍍劑處理過的Q460鋼管進(jìn)行熱浸鍍鋅處理，鍍鋅的鋅液中添加有AL、Ni、Bi和Re的合金；(5)水冷分取步驟(4)熱浸鍍鋅處理后的鋼管立即放入溫度為25 70度的溫水中進(jìn)行快速冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，其特征在于，步驟(1)所述的酸洗溫度為18 21°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，其特征在于，步驟(3)所述的助鍍劑水溶液中添加有0. 5%重量百分比的表面潤濕劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，其特征在于，步驟(4)熱浸鍍鋅的鋅液中分別添加有重量百分比0. ΟΟΓΟ. 002%AL、0. 005 0. 05%Ni、0. 004 0. 01%Bi和 0. ΟΟΓΟ. 04%Re組成的合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，其特征在于，步驟待Q460鋼管熱浸鍍鋅完成，將Q460鋼管提出鋅液時(shí)用氯化銨吹掃，以降低鋅液的表面張力，使鋅液及時(shí)回流至鋅鍋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，其特征在于，步驟(4) 熱浸鍍鋅的工作溫度為420至440°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，該方法先對(duì)Q460鋼管經(jīng)過優(yōu)選的酸液進(jìn)行酸洗，然后清洗后經(jīng)優(yōu)選助鍍劑處理后再經(jīng)優(yōu)選鋅液進(jìn)行熱浸鍍鋅，最后經(jīng)氯化銨吹掃和水冷處理，在Q460鋼管表面得到連續(xù)完整無漏鍍現(xiàn)象、結(jié)合力強(qiáng)、表面光亮的合金鍍層。本發(fā)明提供的Q460鋼管的熱浸鍍鋅方法，工藝設(shè)計(jì)合理，操作方便，工作效率高，合金鍍層質(zhì)量高，性能優(yōu)。
文檔編號(hào)C23C2/06GK102534449SQ201210067820
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者曲文剛, 王忠寶, 王毅, 鄭德軍, 鄭志軍 申請(qǐng)人:南京大吉鐵塔制造有限公司