熱鍍鋅鋼絲的換代產(chǎn)品———Galfan鍍層雖已問世20多年，但長期以來在我國一直沒有得到很好地推廣和普及。同時(shí)，近年來國內(nèi)關(guān)于Galfan和稀土鋅鋁（鋅鋁稀土）鍍層鋼絲的真?zhèn)巍?yōu)劣之爭一直持續(xù)不斷。圍繞這一關(guān)系我國線材制品行業(yè)鍍層鋼絲產(chǎn)品發(fā)展方向的問題，記者專訪了中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會熱浸鍍專業(yè)委員會常務(wù)副主任、河北省冶金學(xué)會秘書長陳冬。

陳冬認(rèn)為，回顧Galfan鍍層的研發(fā)背景，分析影響鋅鋁鍍層耐腐性的因素，剖析熱鍍鋅中稀土和鋁的作用，有利于去偽存真，也有助于Galfan鍍層鋼絲的進(jìn)一步推廣和普及。

在回顧Galfan鍍層材料的研發(fā)背景時(shí)，陳冬介紹說，熱鍍鋅鍍層具有優(yōu)秀的電化學(xué)保護(hù)作用（又稱犧牲保護(hù)性），當(dāng)鍍層受到破壞時(shí)，鍍層的電化學(xué)保護(hù)作用可以有效地保護(hù)基體并阻止腐蝕，鍍鋅層還有較好的涂裝性、焊接性、成型性。熱鍍鋁鍍層有優(yōu)異的耐大氣腐蝕性和耐熱性，但其焊接性和犧牲保護(hù)性極差。因此，世界各國熱鍍鋅工作者一直在研究開發(fā)新型鍍層材料，希望新材料能綜合鍍鋅和鍍鋁層的優(yōu)點(diǎn)，既有優(yōu)異的耐腐蝕性又有可靠的電化學(xué)保護(hù)性，即對切邊和鍍層破壞處有犧牲保護(hù)性。由于鋅和鋁的熔點(diǎn)低，在液態(tài)中有無限互溶，鋅鋁之間又不形成金屬間化合物，因此鋅鋁、鋁鋅合金成為研發(fā)新材料的首選。

20世紀(jì)60年代美國伯利恒公司曾對含1%～70%（質(zhì)量濃度）Al和3%Si的多種成分的鋅鋁硅鍍層鋼板在一般工業(yè)環(huán)境、焦化廠工業(yè)環(huán)境、海洋環(huán)境進(jìn)行了5年的大氣暴露試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，一是鋁含量在21%左右時(shí)，腐蝕速率最高，在有的環(huán)境下其腐蝕速率超過不含鋁的純鋅對比鍍層；二是在上述各種環(huán)境下鋁含量為4%～7%的鍍層，其腐蝕速率均低于純鋅鍍層；三是鋁含量超過25%時(shí)，在各種環(huán)境下均優(yōu)于純鋅鍍層，隨著鋁含量的增加，腐蝕速率幾乎以線性關(guān)系降低。上述試驗(yàn)結(jié)果表明，鍍層耐腐蝕性和鋁含量不成線性關(guān)系。在此研究的基礎(chǔ)上，伯利恒公司開發(fā)出Galvalume鍍層（國內(nèi)名為鋁鋅硅鍍層），其成分為Zn-55%Al-1.6%Si。鋁鋅硅鍍層的耐腐性為純鋅鍍層的2～6倍，但其熱浸鍍溫度高，不適合鋼絲鍍層，其切邊保護(hù)性和焊接性也不好。

從鋅鋁的二元相圖可知，鋅鋁合金共晶點(diǎn)的鋁含量為5%，其共晶溫度為382℃，因此鋅鋁二元共晶合金具有熔點(diǎn)低、流動性好、耐腐性好的優(yōu)點(diǎn)，引起了眾多熱鍍工作者的關(guān)注。研究者紛紛在Zn-5%Al二元共晶成分基礎(chǔ)上添加其他元素，以改善鍍層的耐蝕性、成型性和工藝性能、潤濕性等。同時(shí)，研究者還希望新型鍍層材料能在稍作改進(jìn)的傳統(tǒng)板帶生產(chǎn)線上生產(chǎn)，并能用溶劑法工藝生產(chǎn)新鍍層鋼絲。

1978年，國際鉛鋅組織（ILZRO）和比利時(shí)列日研究中心（CRM）共同開發(fā)了商品名為Galfan的新型鍍層材料。Galfan合金可用于鋼板、鋼絲、鋼管和型鋼的熱浸鍍中。Galfan鍍層具有優(yōu)良的耐蝕性、成型性、電化學(xué)保護(hù)性、焊接性和可涂性，幾乎集中了鍍鋅層和鍍鋁層的全部優(yōu)點(diǎn)。特別是Galfan鍍層有良好的耐蝕性。鹽霧實(shí)驗(yàn)表明，在鍍層厚度相同時(shí)，其耐蝕性為純鋅層的2～3倍，同時(shí)，在濕熱和SO2氣體腐蝕試驗(yàn)中耐蝕性優(yōu)異。Nisshin鋼鐵公司將常規(guī)熱鍍鋅板和Galfan鍍層板在工業(yè)大氣環(huán)境下進(jìn)行了10年的暴露試驗(yàn)，對此試驗(yàn)表明，熱鍍鋅的腐蝕失重與時(shí)間成線性關(guān)系，而Galfan鍍層成拋物線關(guān)系。Galfan鍍層在8.5年內(nèi)其耐蝕性為純鋅的2倍，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)外推可知15年為2.5倍，25年為3倍，50年約為4倍。

由于Galfan合金熔點(diǎn)比純鋅低37.5℃，因此其浸鍍鋅溫度也比鍍純鋅相應(yīng)低40℃左右，低的熱鍍溫度有利于改善鋼絲的力學(xué)性能。即便采用二次浸鍍（雙鍍）工藝，同樣可以達(dá)到鍍鋅鋼絲的力學(xué)性能。因此，Galfan鍍層鋼絲能實(shí)現(xiàn)耐蝕性和力學(xué)性能的完美結(jié)合，這也是鋁含量較高的鋅鋁、鋁鋅系鍍層所無可比擬的。

采用常規(guī)溶劑法雙鍍工藝生產(chǎn)Galfan鍍層鋼絲，其生產(chǎn)工藝可靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品性能優(yōu)異，耐腐蝕性和力學(xué)性能兼顧，可用溶劑法生產(chǎn)。因此，Galfan鍍層鋼絲是鍍鋅鋼絲的最佳換代產(chǎn)品。

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