專利名稱：鋅鋁偽合金防護膜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋼構件防腐產品的鋅鋁偽合金防護膜，尤 指一種主要用于橋梁、船舶、石油儲罐、海中平臺和其他海洋鋼結 構的防腐產品，用以降低鋼構件的腐蝕，是一種延長鋼構件使用壽 命的新產品。
背景技術：
目前，市場上有各種各樣用于鋼構件的防腐產品，品種繁多，用 途不一，且各有千秋，如
噴涂富鋅涂料鋅粉靠粘結劑與鋼鐵基體粘接連續(xù)，提供陰極保 護作用，但是其"陽極面積/陰極面積"小于1，陰極保護效果差。 鋅層厚度較薄，陰極保護作用短時間內被減弱，并逐漸失去作用。 新發(fā)展是將鋅粉改為片狀，亦未能消除其基本弱點。
先噴鋅后噴鋁鋅層與鋼鐵直接接觸，而鋁層附著在鋅層上面， 形成一種鋼鐵一鋅一鋁的層狀結構可以得到鋅層與鋼鐵之間較好的 粘結力，保護也比較好。但需要分為兩層噴涂。工藝復雜成本高。
噴純鋁鋁噴涂層與鋼鐵直接接觸，鋁噴涂層不宜太厚，因為厚 的鋁涂層容易出現坑蝕和起泡現象，降低涂層的保護效果，鋁涂層 對于基材的表面潔凈度要求較高， 一般不易做到，且附著力不高。
噴鋅鋁偽合金沈陽工業(yè)大學等用一根純鋅絲和一根純鋁絲，電 弧噴涂偽合金有13N/mi^粘結力，噴涂電壓用到150V，電弧霧化 電氣壓力達到0.6MPa，但未進一步改善涂層的成份和結構，沒有利
3用涂上去的材料得到最好的保護性能。 發(fā)明內容
為了克服上述不足之處，本實用新型的主要目的旨在提供一種 通過大功率電弧噴涂而得的鋅鋁偽合金防護膜，該產品既不受構件
結構的影響，既具有比較高的附著力；又有高的鋁含量和高的三氧 化二鋁含量的外表層，是一層具有長效防腐蝕功能的鋅鋁偽合金防 護膜。
本實用新型要解決的技術問題是要解決防護膜層狀結構間的結 合方式、與基體之間的附著力與其自身的硬度問題；要解決鋅、鋁 在體積比為50/50時(即鋅鋁重量比為72.6/27.4)，將鋁成份富集在 防護膜的最外層，(體積比鋁>70% ，重量比》43%)，且如何有大 量的鋁以三氧化二鋁形態(tài)存在，又如何能大幅度提高涂層耐蝕能力 等有關技術問題。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是該產品包括 底層與表層構成的層狀結構， 一層狀防護膜自下而上依次設有鋼鐵 基體、底層鋅鋁偽合金及表層鋅鋁偽合金結合為一組合式整體偽合 金防護膜的結構，且在該偽合金防護膜外面有一層致密的三氧化二
鋁保護膜，其中-
底層鋅鋁偽合金與表層鋅鋁偽合金之間以機械方式連接，底層 鋅鋁偽合金與表層鋅鋁偽合金兩者結合后以機械混合物的形式噴涂 在鋼鐵基體的表面，并粘結在一起。
所述的鋅鋁偽合金防護膜的底層鋅鋁偽合金與表層鋅鋁偽合金 均為鋅、鋁材質組成，并含二者的氧化物以及二者合金的連接結構。
本實用新型的有益效果是由于該鋅鋁偽合金防護膜中的鋅和 鋁以純鋅、純鋁、鋅鋁合金和兩者的氧化物的形態(tài)機械的混合在一
起，防護膜兼有二者的物理和化學性能，既有鋅的電化學性能同時又具有鋁的硬度和致密性，從而使該防護膜的耐腐蝕性能得到進一 步提高；此外防護膜以機械方式與基體之間的結合力強；該防護膜 最表面有形成三氧化二鋁氧化層，而Al203起堵孔作用，減少防護 膜表面的空隙率，形成細密有層次的金屬防護膜，使水和氧氣難以 透過，具有進一步延長鋼構件使用壽命等優(yōu)點。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。 附


圖1是本實用新型的層狀結構示意圖； 附圖2是本實用新型的成份掃描曲線附圖中標號說明 1_一鋼鐵基體；
2——底層鋅鋁偽合金；
3— 一表層鋅鋁偽合金；
具體實施方式
請參閱附
圖1、2所示，本實用新型是一種鋅鋁偽合金防腐蝕防 護膜，通過大功率電弧噴涂鋅、鋁絲，噴涂到基體表面獲得的鋅鋁 偽合金防護膜。
本實用新型包括底層與表層構成的層狀結構， 一層狀防護膜 自下而上依次設有鋼鐵基體1、底層鋅鋁偽合金2及表層鋅鋁偽合
金3結合為一組合式整體偽合金防護膜的結構，且在該偽合金防護
膜外面有一層致密的三氧化二鋁保護膜，其中-
底層鋅鋁偽合金2與表層鋅鋁偽合金3之間以機械方式連接， 底層鋅鋁偽合金2與表層鋅鋁偽合金3兩者以機械混合物的形式噴 涂在鋼鐵基體l的表面，并粘結在一起。所述的鋅鋁偽合金防護膜的底層鋅鋁偽合金2與表層鋅鋁偽合
金3為鋅鋁偽合金材質組成，并含二者的氧化物以及二者合金的連 接結構。
所述的鋅鋁偽合金防護膜的偽合金防護膜外表面有高的含鋁 量，其含鋁量高于偽合金防護膜的平均含鋁量。
所述的鋅鋁偽合金防護膜的偽合金防護膜內表面有高的含鋅 量，并與鋼鐵基體1為直接噴涂的粘結結構。
本實用新型的工作原理和技術特點
本產品通過①大功率電弧，電流達到400A;霧化電氣壓力〉 0.7Mpa;②二次高壓熱氣，因為電弧溫度可達6000°C，經過熱氣可 以將鋁通過氧化成三氧化二鋁。由于功率大，能將鋅鋁粒子擊破， 實現液態(tài)粘結。用光譜分析可以得出后表面成份，測出鋁成份大于 平均含量并且可以測出氧化物總含量，證明三氧化二鋁在噴涂過程 中大量生成。
在噴涂時，鋁與鋅熔融一 一次霧化一二次霧化一噴射到 鋼鐵表面，形成一種鋅鋁偽合金防護膜。該防護膜由鋅、鋁、少量
的鋅鋁合金和大量的氧化鋁等組成，主要以層狀結構底層鋅鋁偽
合金一一表層鋅鋁偽合金的結構構成。鋅、鋁兩者以機械混合物的 形式噴涂在鋼鐵表面，并含有其氧化物以及少量二者的合金，在該 防護膜前表面有較高的含鋅量與鋼鐵直接接觸，并且在防護膜最外 面有一層致密的三氧化二鋁保護膜。該防護膜的層狀結構以液態(tài)粘 結、機械方式結合，結合強度高。
金屬鋁在噴涂時處于富氧狀態(tài)下，最外層的鋁容易被氧化，形
成三氧化二鋁氧保護層，而Al203能起堵孔作用，減少防護膜表面
的空隙率，使水和氧氣難以透過，形成細密有層次的金屬防護膜， 而致耐腐蝕性能非常好。
6金屬鋁及其氧化物在防護膜的最外層，起到保護里層鋅及鋅鋁 層的作用，以防止金屬鋅的過度氧化和大量溶出，同時阻止水及氧 氣透過，達到金屬鋅的長期防銹效果，提高防護膜的耐腐蝕性能。
請參閱附
圖1所示，鋅鋁偽合金的結構是鋅和鋁兩種材料的機 械混合物，有時含有少量的二者合金。其金相組織由純鋅相、純鋁 相、 一些鋅鋁合金相和氧化物組成；
圖1中鋼鐵基體是1，底層鋅 鋁偽合金是2，表層鋅鋁偽合金是3;其中2與3之間以機械方式結 合，且鋅鋁偽合金防護膜與鋼鐵基體1的機械結合力強。
圖1為本實用新型的層狀結構示意圖，防護膜以底層防護膜與 表層防護膜構成，并且經過法定檢驗部門測定得出表層鋅鋁偽合金 的鋁的含量較平均含量要高，提高了鋅鋁偽合金層表面上的鋁的覆 蓋率；此外，防護膜中還含有鋅和鋁的氧化物，八1203達到一定含
量便連接起來，形成致密的保護膜，大大阻隔或減少介質通過，使 鋅層得到保護，延長整個防護膜的使用壽命，真正達到對鋼鐵基層 長效防腐蝕的目的。
由法定計量部門對該防護膜進行測定，由圖2數據說明鋅鋁偽合
金表面成份中鋁成份大于平均含量，并且可以測出三氧化二鋁含量。 本實用新型的后表面用掃描探針成份分析的電子能譜圖結果如
下
偽合金涂層表面成分的電子能譜圖分t^果
成分體積M %重量fft %
0 K39 , 1518 ， 34
Al K30 ， 9624 ， 45
Zn' K29. 905"7 ， 21
Total100 . 00100 . 00
以上是本實用新型的后表面成份分析結果，表中第一第二項之和
即氧化物總量和鋁含量之和達到70.11%。
權利要求1、一種鋅鋁偽合金防護膜，包括底層與表層構成的層狀結構，其特征在于一層狀防護膜自下而上依次設有鋼鐵基體(1)、底層鋅鋁偽合金(2)及表層鋅鋁偽合金(3)結合為一組合式整體偽合金防護膜的結構，且在該偽合金防護膜外面有一層致密的三氧化二鋁保護膜，其中底層鋅鋁偽合金(2)與表層鋅鋁偽合金(3)之間以機械方式連接，底層鋅鋁偽合金(2)與表層鋅鋁偽合金(3)兩者結合后以機械混合物的形式噴涂在鋼鐵基體(1)的表面，并粘結在一起。
專利摘要一種涉及鋼構件的防腐產品技術領域，尤指一種主要用于橋梁、船舶、石油儲罐、海中平臺和其他海洋鋼結構的鋅鋁偽合金防護膜。本實用新型包括底層與表層構成的層狀結構，一層狀防護膜自下而上依次設有鋼鐵基體、底層鋅鋁偽合金及表層鋅鋁偽合金組合為一組合式整體偽合金防護膜的結構，且在該偽合金防護膜外面有一層致密的三氧化二鋁氧化膜。主要解決如何大幅度提高涂層耐蝕能力等有關技術問題。本實用新型的優(yōu)點是既有鋅的電化學性能同時又具有鋁的硬度和致密性，從而使該防護膜的耐腐蝕性能得到進一步提高，此外防護膜以機械方式與基體之間的結合力強，具有進一步延長鋼構件使用壽命等優(yōu)點。
文檔編號C23F15/00GK201268722SQ200820152979
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月11日 優(yōu)先權日2008年9月11日
發(fā)明者張政權 申請人:上海潤馨化學工程技術發(fā)展有限公司