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镀Al-Zn-Si合金中Si有什么作用?

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-27  浏览次数:759

铝液和Fe固体之间激烈的扩散和化合作用,一方面使镀层内部的化合物层厚度增加,另一方面又使镀浴中的渣相增多,这样无论对生产工艺,还是对产品质量都有很坏的影响。试验表明,在A1液中加Si,可使Al-Fe之间的扩散和化合作用大幅度受到抑制,有效地防止化合物层过度的生长。

 

就原子尺寸来看,Fe、Si、Al、Zn的原子直径分别为0.254nm、0.268nm、0.275nm和0.283nm,显然Si原子直径和Fe最为接近,形成Fe-Si固溶体的能量最低,相互之间的扩散最容易;其次是Fe-Al-Fe-Zn则因原子之间的尺寸已超过临界范围的15%,故Zn原子溶入Fe基体内时会引起较高的晶格变形能,因而在这三个元素中,是最困难的。所以钢板进入Al-Zn-Si镀浴之后,最先进行扩散和化合的是在Fe-Si两个元素原子之间进行,形成Fe-Si化合物,这种Fe-Si化合物会使Al-Fe之间的扩散形成障碍。当然,由于Al的含量百分比比Si高许多,AFFe之间的扩散还是会大量进行的。一旦Fe2A15化合物形成,扩散速度则决定于舢或Fe穿越Fe2Al5化合物层,达到生长前沿的传递速度。由于Fe2A15晶格中有30%左右的空位,Al或Fe原子可以方便地通过这些空位进行扩散,所以在没有其他元素作用时,扩散速度是很快的。但是有了S以后,si可以占据这些空位,就使灿或Fe穿过Fe2A15化合物层的速度变得很慢,因而也可以抑制化合物层的长大。硅含量对镀纯铝层的总厚度和化合物层的厚度影响曲线如图所示,从中可以看出,在Si含量<2%的范围内,含Si量对抑制化合物层厚度的作用最大,因而一般将si含量控制在1.2%~2.0%范围。

 

硅含量与化合物层厚度和镀层总厚度的关系

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