工业化粉末渗锌技术研究现状及应用.docx

1、工业化粉末渗锌技术研究现状及应用工业化粉末渗锌技术研究现状及应用工业化粉末渗锌技术研究现状及应用 2011年04月23日工业化粉末渗锌技术研究现状及应用 杨新岐 (天津大学材料科学与工程学院，天津，300072) 摘要： 粉末渗锌是一种固态多元热扩散涂层加工技术，它是利用加热状态下将锌(Zn)及合金元素扩散进入钢铁构件表面制备Zn-Fe合金保护层的一种化学热处理工艺。粉末渗锌涂层与钢铁基体的结合强度很高，具有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和抗磨损与抗冲击等特性，极大地提高金属构件的使用性能，在钢铁材料防腐工程领域具有广泛应用前景。本文详细分析综述了工业化粉末渗锌技术原理、工艺特点、研究现状、评定规

2、范及市场发展前景，为在钢铁结构防腐工程领域广泛应用这种先进的防腐蚀技术提供重要依据。 关键词：钢铁构件；粉末渗锌；热扩散涂层；防腐工程 1、引言 钢铁材料腐蚀是当今世界面临的迫切需要解决的问题。腐蚀不仅消耗了人类生活中不可缺少的自然资源，而且严重破坏了自然环境、工业生产及人类生活等许多活动的正常运行，腐蚀造成的巨大经济损失和严重环境污染，已成为影响现代社会和经济可持续发展的重要因素之一1,2,3。据统计，全世界每年因腐蚀造成的直接经济损失约在7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害总和的6倍；每年世界钢材腐蚀损失占钢材总产量的10%以上，工业发达国家腐蚀造成的经济损失占国民经济总产值(GD

3、P)的2%4%以上3；在全世界范围内，每90秒内就有1吨钢铁材料转变为铁锈，其中在钢铁材料制造的2吨结构中，就有1吨被铁锈所取代。在我国腐蚀造成的经济损失更为严重，2003年中国工程院的调查表明3，每年我国为腐蚀支付的直接与间接费用总和可达5000亿人民币，约占GDP的5%以上。因此，研究开发先进的防腐蚀技术，以减少腐蚀造成的经济损失、延长钢铁材料和设备的使用寿命，对促进先进技术、尖端科学和国防工业的发展、以及国民经济的可持续发展具有极为重要意义1,2,3。 在过去长期研究中已开发了许多工业化表面防腐蚀处理工艺，如热浸镀锌或铝等涂层、锌及铝等扩散涂层、电镀锌及其合金涂层和化学转化涂层等防腐蚀技

4、术1,2,3。由于金属锌具有耐腐蚀性好、附着强度高、熔点低、易于涂覆及阴极保护作用等特点，因而锌是钢铁构件中应用最广泛的防腐材料3-6。据统计，世界上锌总产量的70%用于镀锌工艺，在我国约65%的锌产量用于镀锌防腐工程4。目前已开发了多种锌防腐涂层：如电镀锌(离子镀或离子注入等)、冷镀锌(机械镀、化学镀、涂刷镀等)及热镀锌涂层等5,6。与上述涂层加工工艺比较，粉末渗锌具有独特的优势：如工艺过程简单、节省原料及不污染环境等。粉末渗锌涂层与基体的结合强度很高，具有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和抗磨损与抗冲击等特性，极大地提高金属构件的使用性能，因而在钢铁材料防腐工程领域具有极为广泛应用前景7-12,

5、15。 本文对工业化粉末渗锌技术原理、工艺特点、研究现状及应用领域进行了详细综述，为在钢铁结构制造工程领域广泛应用这种先进的防腐蚀技术提供重要依据。 2、工业化粉末渗锌技术原理及工艺特点 21技术原理 固态多元共渗表面强化技术是利用加热状态下金属原子的渗透扩散作用，将一种或多种金属元素渗入到金属工件表面形成一种合金防护层的一类化学热处理工艺5,6，2008年出版的美国ASTM标准将这种工艺形成的防护涂层称为热扩散涂层(Thermo-Diffusion CoatingsTDC)14。通过热扩散涂层处理工艺可以明显改善金属材料表面耐腐蚀、耐磨损、抗氧化及抗冲击等使用性能，有效扩大金属材料的应用范围

6、。因此多元热扩散表面改性及强化技术是机械制造领域最重要的热加工工艺和方法之一2,5,6。 粉末渗锌就是一种具体的热扩散表面强化技术，它是利用加热状态下将锌元素扩散进入钢铁构件表面制备Zn-Fe合金保护层的一种化学热处理工艺。粉末渗锌涂层可以有效改善和提高钢铁构件表面的抗腐蚀、抗表面氧化及耐磨损性能5,6。 粉末渗锌热扩散涂层主要由下列相组成：分布在基体金属与扩散层边界区的a相(Zn在Fe中的固溶体，其中溶解度为4.5%，a相为体心立方晶格)、直接在钢基体上以很窄带存在的Gamma(g)相、均匀的柱状Delta(d)相和外层Zeta(z)相。其中内层g相是含21%-28的Fe/Zn合金(Fe3Z

7、n10)、d相为含Fe8.5%-13%的Fe/Zn合金(Fe11Zn40)和外层 z相Fe/Zn合金(FnZn7)，d相具有较高的显微硬度，塑性也较好。一般d相厚度占镀层总厚的80%，其中含Fe量由里到外、从高到低逐渐变化，涂层较厚时最外层含Fe约为3%-5%，外层表面没有纯Zn层(h相) 5,6。 工业化粉末渗锌涂层采用以下工艺过程获得：将钢铁构件、锌粉及惰性冲击介质混合填充在密封的不锈钢容器中，并将容器放置在热处理炉中，在旋转容器下加热到360-450oC并保温一段时间，利用金属原子的热扩散作用，在构件表面形成Zn/Fe合金保护涂层5-9,15-17。与传统的粉末包埋化学热处理不同(将构件

8、包埋在粉末中在静止状态下加热)，工业化粉末渗锌过程是在不断滚动状态下进行加热处理，粉末混合物与工件之间的机械摩擦、冲击作用，不仅有利于新鲜扩散渗剂与被处理界面的紧密接触，而且使得被加热介质温度场均匀化、并有效促进冶金扩散化学反应15-17。 目前的工业化粉末渗锌涂层不需要惰性气体或低真空的加热环境15-21，一般在大气环境下的密封容器中就可以实现热扩散涂层加工处理，因而热处理设备简单、成本低，非常适合于复杂形状钢铁构件的大批量加工处理16,17。 必须强调的是：粉末渗锌涂层在大气环境或加速腐蚀试验环境下，在早期使用中可能在涂层表面局部呈现褐色斑块现象，但这种类似锈蚀的褐色斑不会影响涂层的防腐性

9、能(必须与钢铁基体的腐蚀区分开)，这是由于Zn-Fe合金涂层表面Fe离子释放而产生的氧化物。为避免上述现象，粉末渗锌热扩散涂层必须进行钝化后处理(磷钝化或无机封闭处理等)。因此，工业化粉末渗锌技术是指包括前处理、加热渗锌及后处理等完整工序的一种热扩散涂层加工工艺过程(图3示)14,15,18,19。 22工艺特点 粉末渗锌热扩散涂层与传统镀锌工艺比较，具有以下优势和特性5-9,15-17： 1)、涂层厚度均匀性好 粉末渗锌涂层厚度只取决于加热温度和保温时间，与构件的形状和不同位置基本无关。无论螺纹、内壁或凹槽等部位，通过控制规范都可获得在15-130mm之间变化均匀涂层(图4示)。热浸镀锌涂层

10、厚度一般在15-130mm，构件平面和边角镀层厚度有明显差别，厚度均匀性差、不易控制。电镀锌涂层厚度一般在5-25.4mm，平面镀层均匀性好，但对构件内部空腔、镀层薄有时无镀层。热喷涂锌层厚度一般为84-300mm，可以达3mm，涂层厚度均匀性差、致密性低。 2)、渗锌涂层硬度最高，耐磨损和抗划伤能力最强 试验表明粉末渗锌涂层显微硬度为250-420Hv。而热浸镀、电镀锌层表面为纯锌，涂层硬度一般为75-88Hv，热喷涂锌层也为纯锌并且具有1%-15%孔隙率，因而硬度更低；达克罗涂层硬度最低，仅为2-6H(H为铅笔硬度测量单位)。硬度越高表明镀层耐磨损性能越好、抵抗表面划伤能力也越强。 表 1

11、 粉末渗层硬度试验16 材料类型 显微硬度(Hv) 渗层内侧 渗层中部 渗层外层 一般碳钢 - - 140-165 热浸镀锌 265 147 71-88 粉末渗锌 404-587 309-365 224-283 3)、渗锌涂层与基体金属的结合强度最高 粉末渗锌层为扩散冶金结合，具有很好的附着强度，耐磨损抗划伤，涂层很难剥离掉，只有用化学酸洗方法才能除掉，其涂层与母材界面拉伸强度：600-700kg/mm2；涂层表面层拉伸强度为：300-350kg/mm2。 4)、渗锌涂层耐腐蚀性最强 粉末渗锌层为铁-锌合金组织，渗锌层与铁的电位差低于锌与铁的电位差。因而作为阳极性保护层，渗锌层具有更好的保护效

12、果。试验表明在海洋大气、恶劣的工业大气等多种环境下，渗锌层的耐蚀性高于电镀锌，比热浸镀锌的耐腐蚀性高10%-30%。 表 2 不同锌涂层耐腐蚀性比较 地 区 电镀锌 热浸镀锌 粉末渗锌 农 村 2-3年 18-22年 22-24年 城 市 1-2年 10-18年 12-24年 工业区 0.5年 4-5年 5-10年 滨海地区 0.5-1年 5-6年 5-10年 5)、渗锌涂层涂覆性能最好 粉末渗锌层均匀与油漆和高分子涂层材料之间具有很好附着强度，其复合涂层的耐腐蚀性均明显优于热浸镀、电镀锌和热喷涂锌层(图5示)。 6)、渗锌过程温度低，不影响构件机械性能，没有氢脆现象 渗锌处理的温度在350-

13、450oC，此温度下吸入钢基体的氢原子已扩散逸出。因此在应用中没有氢脆的危害，也能避免弹簧、高强度件因处理温度高造成机械性能下降的局限性，可以处理各种钢铁锻件、组装件、紧固件、铸件、铸钢件和型钢、对温度有特殊要求的高强钢构件和弹簧钢构件等。 7)、渗锌过程节约锌粉 粉末渗锌工艺耗锌量是热喷涂锌的30%、热浸镀锌的60%。热浸镀锌由于锌蒸汽、锌灰、锌渣及锌液飞溅、锌瘤毛刺等造成较多锌原料浪费；热喷涂过程由于锌粉氧化也会造成大量锌的损失，而粉末渗锌在密封容器中进行，所加锌粉可根据构件表面积和镀层厚度准确控制，耗锌量明显低于上述镀锌工艺。 8)、渗锌工艺过程无环境污染 粉末渗锌为固态热扩散过程，构件

14、与渗剂在密闭的容器中进行扩散和分离，没有锌蒸气产生，热处理炉用电、燃油或燃气作为能源，对周围环境没有污染。而热浸镀锌有锌废料和锌蒸汽等污染，电镀锌有“三废”排放严重污染，达克罗涂层由于存在“Cr6+”对环境产生严重污染，目前国外已限制达克罗涂层的工业应用。 表 3 电镀锌、热镀锌、热喷涂锌和粉末渗锌指标比较 技术指标 电镀锌 热浸镀锌 热喷涂锌 粉末渗锌 渗层厚度 5-25.4m 15-130m 84-300m 15-110m 厚度均匀性 较好 较差 差 好 表面状态 银白、表面光洁 银白色 银灰色 灰色或浅灰色 镀层特性 机械结合 冶金结合 机械结合 扩散冶金结合 硬 度 Hv75-88 H

15、v75-88 Hv70左右 Hv200-400 附着强度 4级 3级 3级 1级 氢脆性 有氢脆 较少氢脆 较少氢脆 无氢脆 耐腐蚀性 较低 2-10年左右 5-15年左右 5-20年以上 耐热性 差 较好 较好 好 尺寸变化 小 大 很大 小 螺 纹 不咬牙 易咬牙 不适合 不咬牙 3、 工业化粉末渗锌技术发展现状及评定规范 31研究现状及知识产权 传统粉末渗锌原理是1904年由英国冶金学家Sherard Cowper-Coles首先提出的，之后前苏联学者对此进行了深入研究并获得许多专利成果5-9。1940年在欧洲的一些国家得到推广并实现了工业化生产，1970年后在欧洲的工业发达国家得到普遍

16、推广应用，如英国、德国、法国及荷兰等均制定了有关粉末渗锌的标准，英国BS4921-1973钢铁粉末渗锌标准最早得到国际标准化组织(ISO)的认可，1988年该标准修订为BS4921-1988钢铁粉末渗锌18,19，2003年欧洲标准化委员会(CEN)提出适合整个欧洲共同体的最新标准EN 13811：2003铁制品的锌扩散涂层13，2008年美国出版了ASTM标准A1059/A1059 M - 2008钢铁紧固件、五金器具和其他产品的锌合金热扩散涂层14。粉末渗锌工艺作为钢铁材料的一种有效防腐技术目前在欧洲及工业发达国家获得广泛应用，英国每年有几万吨各类钢铁零件采用粉末渗锌工艺进行处理，如英国B

17、odycote Metal Technology Group是全世界最大的从事金属热处理加工企业18,19，其粉末渗锌产品广泛应用于许多工业防腐领域，在美国、日本、加拿大、荷兰及德国等国家都采用了大量的粉末渗锌钢铁材料构件。 我国武汉材料保护研究所于20世纪60年代就开展了粉末渗锌工艺的研究7-11；北京有色冶金设计研究总院于1984年对粉末渗锌工艺进行探索性试验研究，1986-1988年实现了工业化生产，开发出粉末渗锌成套设备和粉末渗锌产品等有关国家专利，为在国内全面推广这项新工艺提供技术基础。1991年正式颁布了JB/T 5067-1991钢铁制件粉末机械镀渗锌国家机械行业标准，1999年

18、该标准修订为JB/T 5067-1999钢铁制件粉末渗锌。这标志着国内粉末渗锌防腐技术进入工业化的应用阶段。目前粉末渗锌防腐涂层具有的优异长效耐腐蚀性能已获的工程界的普遍认可，并在交通(地铁工程、高速铁路)、电力、化工、电信等防腐领域获得广泛应用，2006年国家铁道部已将粉末渗锌工艺作为铁路钢支座和连接件的规定防腐蚀处理方法编入有关设计标准中16,17。粉末渗锌作为钢铁防腐领域一种有效表面防护方法、在工程应用中发挥越来越重要作用。 传统粉末渗锌原理属于公开技术，其一般过程可以在许多专著文献或手册5,6中找到，为了进行工业化的粉末渗锌加工，国内外已研究开发出许多改进的适合工业化加工的粉末渗锌处理

19、工艺。1993年以色列人Isaak Shtikan发明的Distek粉末渗锌工艺(WO 98/41346)在全世界范围内申请了专利保护20，采用这种工艺不仅能获得传统粉末渗锌的灰色涂层，而且能直接加工出具有不同外观颜色的涂层，其涂层硬度及耐腐蚀性明显高于原来工艺，目前DisTek工艺已推广应用到美国、英国、挪威、比利时、俄罗斯、南非及日本等许多国家20,21。1993年国内北京有色冶金设计研究总院提出的“粉镀(渗)锌方法及装置”是目前国内应用最广泛的粉末渗锌加工技术，目前随着该专利权终止(2005-12-14)已成为公开技术4,7-9。 在20世纪90年代后期国内许多单位对真空粉末渗锌工艺和设

20、备进行了研究12，其特征是将渗锌容器抽真空进行粉末渗锌热处理，如1997年冶金部洛阳耐火材料研究院申请的“一种真空渗锌炉”(目前该专利权终止2000-12-6)等。实际上早在20世纪60年代前苏联已进行过真空条件下的粉末渗锌工艺研究5,6，但由于真空热处理设备成本高及操作复杂等、并没有在工业生产获得应用，而后来国内提出的真空粉末渗锌工艺在实际生产中存在同样问题。由于只能在渗锌密封容器滚动加热前进行抽真空处理，滚动加热过程中很难保证高温下密封容器内的真空状态，因此目前所谓的真空粉末渗锌工艺只能在实验室条件下严格完成，在工业化生产中很难严格实现该工艺过程12。 机械滚动摩擦、冲击有助于固体粉末热扩

21、散过程、并能有效降低扩散温度，基于此原理2001年山东大学提出了“机械能助渗金属表面改性技术”，将滚动粉末渗锌工艺拓宽到渗铝、渗硅、渗铜、渗锰及锌铝共渗工艺，但目前尚未见到工业化生产过程。2004年以色列Greencote公司又提出了锌/铝复合涂层加工技术(WO2004/050942-A1)，这种改进的粉末渗锌工艺采用锌铝复合粉末制备热扩散涂层，非常适合各种紧固螺栓及连接件防腐处理。2005年天津市先知邦钢铁防腐工程申请的“一种纳米复合粉末渗锌加工方法”(目前该专利已授权2006-4-4)16,17。纳米复合粉末渗锌是通过在传统的粉末渗剂中添加纳米活化剂方式来改善粉末渗锌工艺，可以获得硬度较高

22、、耐腐蚀性能、抗高温氧化性能及力学等综合性能更为优异的渗锌涂层。 传统粉末渗锌工艺由于采用燃气或电加热的辐射传导加热方式，仍存在工艺周期长、能耗严重局限性，如在整个渗锌过程中从加热到保温至少要4小时以上(如锌铝包埋共渗工艺将达到10小时以上)，工艺时间长、生产效率很低；其次是在辐射传导加热过程中大量热量消耗在炉体和工件本身的加热与保温上，有效热量利用率低、能源浪费严重。2007年我们提出了利用微波热扩散的“一种快速粉末渗锌表面涂层加工方法”发明专利(CN101122005A)，可明显提高目前粉末渗锌工艺的生产效率、并极大地降低生产成本。目前，我们正与天津市先知邦渗锌制品合作共同开发工业化生产工

23、艺与微波扩散处理设备。 32粉末渗锌工艺评定规范 金属紧固件涂层：渗锌涂层规范(Coatings on metal fasteners. Specification for sherardized coatings)；法国The French standard NF A 1991- 469钢铁粉末渗锌涂层规范；荷兰The Dutch standard NEN 5253 et 2694钢铁粉末渗锌涂层规范；俄罗斯Russian standard GOST P 51163-1998；以色列渗锌涂层标准Israeli standard 4271等18,19。 2003年欧洲标准化委员会(CEN)出版

24、了粉末渗锌最新标准铁制产品的锌扩散涂层EN 13811：2003 Zinc diffusion coatings on ferrous products13，目前该规范已接受为ISO EN 13811标准，其中对粉末渗锌过程、涂层厚度及抽样检验等给出了明确定义，规定了15mm、30mm及40m三种渗锌涂层厚度标准和适用范围；2008年11月美国出版了ASTM钢铁紧固件、五金器具和其他产品的锌合金热扩散涂层A1059/A1059M -2008：Zinc Alloy Thermo-Diffusion Coatings (TDC) on Steel Fasteners, Hardware, and

25、Other Products标准14，其最大特点是明确规定了锌合金热扩散涂层(TDC)概念，明确规定锌及合金热扩散涂层的化学成分(图1示)为Zn-Fe合金层，以及渗锌涂层早期出现的类似锈蚀的色斑是一种固有特征，必须将这种现象与钢铁基体的腐蚀区分开，并提出更为细化的涂层厚度(12mm-130mm)评定标准。由于渗锌涂层具有优异的耐腐蚀性和附着强度，在上述规范中均未规定渗锌涂层的耐中性盐雾腐蚀时间及附着强度评定标准13,14。 我国的粉末渗锌评定规范研究与制订明显落后于国外先进水平，目前除了原中国国家机械行业局出版的JB/T 5067-1999 钢铁制件粉末渗锌标准外7,8,9，还没有相应的粉末渗

26、锌工艺国家标准规范，这显然对目前国内粉末渗锌工艺的推广应用产生很不利的影响。2008年中国工业防腐蚀技术协会、全国防腐蚀标准化技术委员会及天津市先知邦渗锌金属制品，结合国内粉末渗锌防腐蚀涂层现有工艺水平和未来发展需求，提出国家标准草案钢铁制件粉末渗锌防腐蚀涂层评定规范，期望为国内粉末渗锌防腐蚀涂层加工企业提供重要质量控制依据。 4、 在钢铁材料防腐工程领域市场发展前景17 钢铁材料表面防腐处理技术具有极为广泛的应用，目前全部工业领域用的大多数钢铁材料制造的各种零件都必须进行表面防腐处理。据统计，2003全国腐蚀防护市场的总费用估计可达5000亿元人民币，约占国民经济总产值的6%，其中采用金属涂

27、层表面防腐处理的市场总产值估计可达500亿元人民币以上。由此可见，金属工件的表面防腐处理具有极为广泛的市场发展前景，而应用长效防腐技术在降低生产成本、提高钢铁材料利用率、节约资源及保护环境方面将产生巨大的经济和社会效益。 粉末渗锌技术属于制备Zn-Fe合金涂层的表面工程领域，与其直接形成市场竞争的加工工艺主要有：电镀锌、热浸镀锌、机械镀锌、热喷涂锌和达克罗涂层工艺。 电镀工业是最为重要的金属构件表面处理行业。2005年估计产值约为120-130亿元，其中涉及最广的镀锌工艺市场产值为60亿元。电镀行业面临的最大困难是环境污染问题，据此国家环保部门已制订多项政策法规，鼓励发展的真正的绿色涂层技术取

28、代传统电镀工艺。而粉末渗锌工艺不含有Cd、Hg、Pb、Cr6+等有毒物质，不会产生环境污染，是对传统电镀行业进行改造并替代传统镀锌工艺的有效技术。 热浸镀锌由于其工艺简单、适应性强及镀层耐蚀性好等特点，占各类镀锌(电镀、机械镀、热喷镀及热渗镀等)总量的95%以上，是目前钢铁构件中应用最广泛的防腐方法。2006年国内结构钢(型钢及构造物)镀锌年产量估计为500-550万吨，市场产值估计为65-70亿元；金属制品(钢丝、铰丝、铁丝及铁链等)估计为100-110万吨，产值为12-13亿元；镀锌钢管产量估计为400万吨，产值为50亿元以上；2006年国内热镀锌钢板产量估计也在1000万吨以上，市场产值

29、估计在270亿元以上，这样2006年国内热镀锌市场总产值估计为390亿元以上。目前高速铁路建设发展迅速，许多城市都在建设地铁、城市轻轨等基础设施，这些基础设施建设中将用到大量的镀锌管和镀锌板。但热镀锌工艺具有明显锌耗高、能耗大及污染严重的局限性，应用先进表面处理技术替代传统热镀锌已成为目前镀锌行业发展的必然趋势。 机械镀锌是一种适合小尺寸工件的表面处理技术，如紧固件、射钉、环链、水暖管件等。据统计国内适合于机械镀的产品每年约100万吨，市场产值估计为28亿元。 达克罗涂层是我国1993年引进一种表面处理技术，主要适合于各种紧固件和小尺寸五金器具。目前国内已建成达克罗生产线100条以上总产量约2

30、5万吨/年，市场产值估计在6亿元以上。传统达克罗涂层存在六价铬(Cr6+)环境污染问题，近年来已开发出替代产品主要是美国MCI公司推出的Geomet涂层及德国Delta公司推出的Delta涂层等。表面完整的达克罗涂层具有很好的耐腐蚀性，但涂层具有硬度很低、抗划伤能力差及结合强度低等明显局限性。 综上所述，可以看出采用镀锌表面处理技术的市场总产值可达到490亿元以上(表4示)，其中粉末渗锌技术可直接进入的市场领域是：热镀锌结构钢构件、热镀锌钢管、部分电镀锌、机械镀锌与达克罗涂层领域，其市场产值可达200亿元以上。 表 4 国内2006年镀锌行业市场加工费用估计 镀锌产品类型 市场产值/亿元 粉末

31、渗锌市场/亿元 热镀锌钢板 270 热镀锌结构钢构件 65-70 65-70 热镀锌钢管 50 50 热镀锌金属制品 12-13 电镀锌 60 60 机械镀锌 28 28 达克罗涂层 6 6 合 计 492-498 209-214 粉末渗锌技术短期的直接市场总产值可达到200亿元/年以上，尤其近年来随着我国铁路“十一五”建设规划逐步实施，大规模铁路建设工程为应用粉末渗锌技术提供了更为广阔的市场前景。如地铁隧道中连接管片的U型螺栓，仅天津城市地铁和津滨轻轨所需要的U型螺栓可达7000吨/年；为保证地铁隧道的长效耐腐蚀要求，这些紧固螺栓都需要进行表面防腐处理，若按每吨2800元计算其产值可达196

32、0万元/年。 铁路建设所需要大量紧固件和连接件配件非常适合粉末渗锌防腐处理，欧洲及英国等工业发达国家的设计标准规定：在潮湿的隧道、沿海区域、车站站台区域、交叉口区域及严重的化学环境(即临近严重盐雾的道路)的铁路网线区域中，粉末渗锌是一种强制性防腐处理方法。在我国“十一五”期间，陆续开工建设的高速铁路客运专线将达到11000公里以上、城际轨道交通线(长江及珠江三角洲、环渤海区域)可达500公里以上，为保证高速铁路系统的安全可靠性，在设计规范中对铁路轨道所用各种紧固件和连接件的防腐蚀性能都提出很高的要求。如高速铁路所用的弹条扣件等，1公里铁路轨道至少需要5600套弹条扣件系统，“十一五”期间国内弹条扣件系统年市场需