一种多元素粉末共渗剂及其应用

1.一种多元素粉末共渗剂，原料组成为：ZnAl15合金粉10-25份、ZnAl19Cr1合金粉3-15份、Zn粉0-5份、ZnBi5合金粉0-5份、氯化铵活化剂0.3-2份、稀土催化剂0.1-1份、余量为填充粉料，总份数为100份；所述稀土催化剂选自镧和铈中的一种，所述填充粉料选自Al 2 O 3 颗粒或石英砂；所述多元素粉末共渗剂，所述ZnAl15合金粉、ZnAl19Cr1合金粉、Zn粉、ZnBi5合金粉平均粒径都小于75μm。 2.根据权利要求1所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述多元素粉末共渗剂，原料组成为：ZnAl15合金粉12-18份、ZnAl19Cr1合金粉5-10份、Zn粉2-4份、ZnBi5合金粉2-4份、氯化铵活化剂0.8-1.5份、稀土催化剂0.4-0.8份、余量为填充粉料，总份数为100份；所述稀土催化剂选自镧和铈中的一种，所述填充粉料选自Al 2 O 3 颗粒或石英砂。 3.根据权利要求1或2所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述ZnAl19Cr1合金粉通过如下工艺制备得到：将纯锌锭80份、AlCr5合金20份放入中空感应电炉中进行熔炼，熔炼温度730-800℃，充分熔化并搅拌均匀后，将获得的ZnAlCr合金熔液通过闭环绝氧离心雾化冷却，过筛去除粗颗粒，得到平均粒径小于75μm的ZnAl19Cr1合金粉。 4.一种多元素粉末共渗剂，原料组成为：ZnAl15合金粉10-25份、ZnCu6.4Ni1.8合金粉3-15份、Zn粉0-5份、ZnBi5合金粉0-5份、氯化铵活化剂0.3-2份、稀土催化剂0.1-1份、余量为填充粉料，总份数为100份；所述稀土催化剂选自镧和铈中的一种，所述填充粉料选自Al 2 O 3 颗粒或石英砂；所述多元素粉末共渗剂，所述ZnAl15合金粉、ZnCu6.4Ni1.8合金粉、Zn粉、ZnBi5合金粉平均粒径都小于75μm。 5.根据权利要求4所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述多元素粉末共渗剂，原料组成为：ZnAl15合金粉12-18份、ZnCu6.4Ni1.8合金粉5-10份、Zn粉2-4份、ZnBi5合金粉2-4份、氯化铵活化剂0.8-1.5份、稀土催化剂0.4-0.8份、余量为填充粉料，总份数为100份；所述稀土催化剂选自镧和铈中的一种，所述填充粉料选自Al 2 O 3 颗粒或石英砂。 6.根据权利要求4或5所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述ZnCu6.4Ni1.8合金粉通过如下工艺制备：将纯锌锭90份、市售锌白铜粉末10份放入中空感应电炉中进行熔炼，熔炼温度880-950℃，充分熔化后，将获得的ZnCuNi合金熔液通过闭环绝氧离心雾化冷却，过筛去除粗颗粒，得到平均粒径小于75μm的Zn91.8Cu6.4Ni1.8合金粉；其中，所述市售锌白铜粉末为CuNi18Zn18，细度300目。 7.一种多元素粉末共渗剂，原料组成为：ZnAl15合金粉10-25份、ZnCu1Ti0.2合金粉5-15份、Zn粉0-5份、ZnBi5合金粉0-5份、氯化铵活化剂0.3-2份、稀土催化剂0.1-1份、余量为填充粉料，总份数为100份；所述稀土催化剂选自镧和铈中的一种，所述填充粉料选自Al 2 O 3 颗粒或石英砂；所述多元素粉末共渗剂，所述ZnAl15合金粉、ZnCuTi合金粉、Zn粉、ZnBi5合金粉平均粒径都小于75μm。 8.根据权利要求7所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述多元素粉末共渗剂，原料包括：ZnAl15合金粉12-18份、ZnCuTi合金粉5-10份、Zn粉2-4份、ZnBi5合金粉2-4份、氯化铵活化剂0.8-1.5份、稀土催化剂0.4-0.8份、余量为填充粉料，总份数为100份；所述稀土催化剂选自镧和铈中的一种，所述填充粉料选自Al 2 O 3 颗粒或石英砂。 9.根据权利要求7或8所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述ZnCu1Ti0.2合金粉由市售的ZnCu1Ti0.2合金通过如下工艺制备：将市售ZnCu1Ti0.2合金板切成直径5mm以下块状，将小块状锌铜钛合金转移入中空感应电炉中进行熔炼，熔炼温度600-700℃，充分熔化后，将ZnCuTi合金熔液通过闭环绝氧离心雾化冷却，过筛去除粗颗粒，得到平均粒径小于75μm的ZnCu1Ti0.2合金粉。 10.根据权利要求1、2、4、5、7或8所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述ZnAl5合金粉通过如下工艺制备：Zn和Al按质量百分比Zn：Al=85%：15%进行配料，转移入中空感应电炉中进行熔炼，熔炼温度660-730℃，保温0.5-1h，充分搅匀，将ZnAl15合金熔炼液通过闭环绝氧离心雾化冷却，过筛去除粗颗粒，得到粒径小于75μm的ZnAl15合金粉。 11.根据权利要求1、2、4、5、7或8所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述ZnBi5合金粉通过如下工艺制备：Zn和Bi按质量百分比Zn：Bi=95%：5%进行配料，转移入中空感应电炉中进行熔炼，熔炼温度420-500℃，保温0.3-0.5h，充分搅匀，将ZnBi5合金熔炼液通过闭环绝氧离心雾化冷却，过筛去除粗颗粒，得到粒径小于75μm的ZnBi5合金粉。 12.根据权利要求1、2、4、5、7或8所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述稀土催化剂为镧。 13.根据权利要求1、2、4、5、7或8所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述氯化铵为无水氯化铵。 14.根据权利要求1、2、4、5、7或8所述的多元素粉末共渗剂，其特征在于，所述填充粉料粒度为75-500μm。 15.权利要求1至14中任一项所述的多元素粉末共渗剂的制备方法，包括按照配比准备各原料，将除填充料的其它原料混合均匀，得到混合合金料，备用；用时将所述混合合金料与所述填充料按比例混合，即得。 16.权利要求1至14中任一项所述多元素粉末共渗剂在金属防腐中的应用；所述应用是指所述多元素粉末共渗剂通过机械助渗在金属基材上形成厚度30-150μm的多元合金渗层。 17.一种在金属基材表面形成多元合金渗层的方法，包括如下步骤：1）金属工件表面预处理：除去表面油污，用0.1-0.3mm直径钢丸进行抛丸处理，露出金属基材；2）机械助渗：先将25%-35%权利要求1至14中任一项所述多元素粉末共渗剂或者根据权利要求15所述制备方法制备的多元素粉末共渗剂均匀放入渗锌炉炉胆底部，再装好步骤1）预处理好的金属工件，最后放入剩余所述多元素粉末共渗剂，所述金属工件和所述多元素粉末共渗剂总体积占炉胆内空间的70-80％；密封炉胆，然后将炉胆推入炉膛内进行共渗处理，1h内匀速升温至390-430℃，炉胆转速为5-7r/min且正反交替转动的工况下保温2.5-4.5h；3)冷却分离：将炉胆退出炉膛，并保持继续旋转，直至炉胆空冷至室温，停止转动，开盖取出金属工件，清除表面浮灰。 18.一种具有多元合金渗层的金属工件，所述多元合金渗层以权利要求1至14中任一项所述多元素粉末共渗剂或者根据权利要求15所述制备方法制备的多元素粉末共渗剂为原料，通过权利要求17所述方法在金属工件表面形成，厚度30-150μm；所述金属工件包括但不限于交通领域混凝土桥梁用金属部件。 19.根据权利要求18所述的金属工件，其特征在于，所述交通领域混凝土桥梁用金属材料与部件包括混凝土桥梁预埋件、桥梁墩台吊围栏、桥梁栏杆和铁路简支T梁人行道钢横梁。