磁场对热镀锌过渡层金属间化合物生长机制的影响

Non-contacting electromagnetic wiping technology application in hot dip galvanizing industry applications, can achieve the high speed, low consumption and green production. This can improve the conomic benefits and Social results of hot galvanizing industry. Magnetic field can apply Lorenz power as the coating wiping force, and also can change the driving force of the atomic diffusion and interface reaction. This can affect intermetallic compound structure and growth kinetics of hot dip galvanized transition layer. Through the effects of magnetic field on the atomic diffusion and interface migration, the crystal structure, crystal orientation, growth kinetics and morphology evolution of intermetallic compounds in hot dip galvanizing coatings will be studied in this project. Study of this project can promote understanding the effects of magnetic field on atomic diffusion and interface migration, can enrich the growth dynamics theory of interface intermetallic compounds in magnetic field, also can contributed to understanding and analyzing metallurgical phenomenon. It also can improve the formation mechanism of hot dip galvanized transition layer, and can guide the hot metal plating industry technology innovation.

非接触式的电磁抹拭工艺在热镀锌行业的应用，可实现该行业高速、低耗、绿色生产。在提高热镀锌行业经济性的同时，对促进该行业节能、降耗具有重大的社会意义。磁场在提供洛伦兹力作为镀层抹拭力的同时，也通过改变原子扩散的驱动力和界面反应影响热镀锌过渡层金属间化合物的组织结构和生长动力学。本项目利用磁场对原子扩散和界面迁移的影响，研究磁场中热镀锌过镀层金属间化合物的微观晶体结构、晶体取向、生长动力学及组织形貌演变规律。通过本项目研究能够加深磁场对影响原子扩散和界面迁移的理解，丰富界面金属间化合物在磁场中生长动力学理论，对磁场下相关冶金现象的理解和分析提供理论指导依据，具有一定的科学指导意义。同时对于完善热镀锌过渡层形成机理，指导热镀金属行业技术革新也有着重要的作用。

电磁抹拭工艺在热镀锌行业的应用，可实现该行业高速、低耗、绿色生产。在提高热镀锌行业经济性的同时，对促进该行业节能、降耗具有重大的社会意义。磁场在提供洛伦兹力作为镀层抹拭力的同时，也通过改变原子扩散的驱动力和界面反应影响热镀锌过渡层金属间化合物的组织结构和生长动力学。本项目利用磁场对原子扩散和界面迁移的影响，研究了磁场中热镀锌过镀层金属间化合物的微观晶体结构、晶体取向、生长动力学及组织形貌演变规律，研究了磁场对热镀锌层耐蚀性能、力学性能等的影响。 研究结果表明，镀层总厚度和纯锌层厚度随抹拭电流的增大而减小，抹拭电流在0 A～30 A时，镀层厚度下降速率很快。过渡层随抹拭电流、磁场强度的增大而变厚。随着磁场强度的增大，过渡层中的ζ相（FeZn13）的厚度显著增大；δ相（FeZn7）的厚度也略有增大。电磁抹拭只是改变了过渡层中各相的生长进程，并没有改变镀层的相组成，其对过渡层的影响是由磁效应与热效应共同作用的结果。磁场的添加能够有效的提高过渡层中各相成分的均匀性，且抹拭的磁场强度越大，成分越均匀。随着抹拭时间的延长，ζ相向纯锌层运动的趋势越来越明显，在抹拭时间为20 s时完全进入η相。与未抹拭的钢丝相比，经过电磁抹拭的钢丝镀层的表面质量在平整度和均匀性上略有提高，抗拉强度下降了约27 MPa，伸长率升高了约2 %。镀层结合力略有下降，但是仍然符合行业标准要求。电磁抹拭后的过渡层在盐雾试验中能起到良好的作用，显著提高了镀锌工件的耐蚀性，弱磁场下抹拭钢丝的腐蚀速率为1.2302×10-4 g•m-2•h-1，比强磁场强度下抹拭效果更好。电磁抹拭能够降低镀锌钢板的摩擦系数，提高钢板的耐磨性，磁场强度越大，耐磨性能提高得越明显。通过本项目研究加深了磁场对影响原子扩散和界面迁移的理解，丰富界面金属间化合物在磁场中生长动力学理论，对磁场下相关冶金现象的理解和分析提供理论指导依据。