一種Li-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料的製作方法

2023-10-24 14:47:52 1

專利名稱：一種Li-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金鍍層材料，特別涉及一種L1-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料。
背景技術：
由於全世界每年熱浸鍍用鋅消耗量達到鋅金屬總產量的70%以上，造成鋅資源短缺的形勢越來越嚴峻。2 008年以來世界鋅產量平均每年保持在1200萬噸左右，熱鍍鋅產業的消費量就達到850萬噸以上，而鍍鋅鋼鐵製品的覆蓋面還不到全世界鋼產量的1/5。隨著經濟社會的發展，高端的鍍層鋼鐵製品所佔比例越來越大，但即使把全世界的鋅都用來做鍍層材料，也遠遠不能滿足鋼鐵熱浸鍍需要。這種情況，在中國顯得尤其突出。也就是說，開發可替代鋅的鋼鐵熱浸鍍用新材料，是世界和中國技術經濟發展的必然趨勢和要求；而最有希望作為代鋅的材料，是鋁鋅合金和鋁合金。可知目前鋼鐵熱浸鍍行業存在的主要問題是:①鋁鋅合金鍍層沒有克服與鋼鐵基體的潤溼性差、結合力弱的問題，致使在浸鍍後出現漏鍍、鍍層易剝落等更加嚴重的問題；②從工藝和裝備方面改進熱浸鍍的方式投入大，風險高，難以取得顯著的技術經濟效果大量取代鋅的低成本高性能鍍層材料的開發仍沒有取得實質性突破。

發明內容
本發明解決的技術問題是:上述熱浸鍍材料存在的問題，本發明提供一種L1-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料。本發明的技術方案:
一種L1-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，按元素重量百分比計，該合金成分為 Zn:25"28,Ru:0.01 0.015，Cu:2.0 2.5,Li:1.2 1.4,Mn2 (CO) 10:0.9 1.0，Cd:0.45 0.5，Co-B:0.08 0.1，稀土添加劑0.1 0.2，基體界面反應緩衝劑0.8 1.0，其餘為Al和不可避免的微量雜質。一種L1-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，稀土添加劑為17種稀土元素中的某一種稀土元素，或一種以上的混合稀土元素。—種L1-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，基體界面反應緩衝劑包括 Fe、S1、Se 或 Te。與現有技術相比，本發明的主要優點，
貴金屬Ru可在鋼鐵及鐵合金表面形成美觀耐蝕，Cu、L1、Mn、Cd、Co-B和稀土添加劑可使合金材料具有耐磨性好、強度和延展性高，與基體冶金結合好的輕薄型高品質鍍層，可用於鋼鐵和鐵合金製品表面防腐鍍層；整個生產設備不需特製，原料來源豐富，啟動成本低、便於工業廢料循環利用。Mn2 (CO) 10在高溫下，分解出原子態的Mn具有更好地提高合金材料的性能，分解出的CO基團還具有淨化爐體的作用。
基體界面反應緩衝劑可以有效抑制在浸鍍時Al與Fe基體之間劇烈的化合反應，減少或杜絕生成「透鏡狀Fe2Al5」，強化「薄層狀Fe2Al5」的生成機制，建立Fe—Al—Zn均勻梯度的反應機制，從而提高鍍層質量、減薄鍍層厚度，節省材料。實施例1:
(1)按配方選定一組元素，按照重量百分比例為:Zn:25, Ru:0.01，Cu:2.0，L1:1.2，Mn2(CO)10:0.9, Cd:0.45, Co-B:0.08，稀土添加劑 Ce: 0.l,S1:0.8，餘量為 Al ;配製的合金總量為1000kg，則推算出所需的每種物質的重量為:Zn:250kg, Ru:0.lkg, Cu: 20kg, L1:12kg，Mn2 (CO) 10:9kg, Cd:4.5kg, Co-B:0.8kg, Ce: lkg, S1: 8kg, Al: 694.6kg;
(2)先往熔煉爐中加入鋁錠或熔融鋁液，加熱使之完全融化並在700 800°C下保溫；
(3)再按配方比例加入其它物質，最後再加入鋅，攪拌均勻；現場取樣分析，根據分析結果和配方範圍，調整添加量；然後繼續熔煉和攪拌，再次取樣分析，直至各元素比例完全符合配方要求。(4)然後對上述合金熔體進行爐內精煉；往合金熔體中加入精煉劑，並攪拌均勻，溶體精煉在封閉環境中完成；
(5)精煉後除渣、除氣、靜置、調溫至660 720°C，合金液傾倒出爐，同時過濾；濾液平緩傾入鑄造錠模中，通過順序式結晶方式，使熔體在錠模中自下而上凝結，形成銀白色錠型。實施例2:
按配方選定一組元素，按照重量百分比例為:Zn:27.5，Ru:0.012，Cu:2.25，L1:1.3，Mn2(CO)10:0.95，Cd:0.47，Co-B:0.09，稀土添加劑 La:0.15，基體界面反應緩衝劑 Fe:0.9，餘量為Al ;配製的合金總量為1000kg,則推算出所需的每種物質的重量為:Zn:275kg, Ru:
0.12 kg, Cu: 22.5 kg, Li:13 kg, Mn2 (CO) 10:9.5 kg, Cd:4.7 kg, Co-B:0.9 kg, La: 1.5 kg,Fe:9 kg, Al:334.7kg;
其餘步驟同實施例1。
權利要求
1.一種L1-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，其特徵在於:按重量百分比計，該合金成分為 Zn:25 28，Ru:0.0l 0.015，Cu: 2.0 2.5，Li:1.2 1.4，Mn2(CO)10:0.9 1.0, Cd:0.45 0.5, Co-B:0.08 0.1，稀土添加劑:0.I 0.2，基體界面反應緩衝劑0.8 1.0，其餘為Al和不可避免的微量雜質。
2.根據權利要求1所述的一種L1-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，其特徵在於:稀土添加劑為17種稀土元素中的某一種稀土元素，或一種以上的混合稀土元素。
3.根據權利要求1所述的一種L1-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，其特徵在於:基體界面反應緩 衝劑包括Fe、S1、Se或Te。
全文摘要
本發明公開了一種Li-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，按重量百分比計，該合金成分為Zn25~28，Ru0.01～0.015，Cu:2.0～2.5，Li1.2~1.4，Mn2(CO)100.9～1.0，Cd0.45～0.5，Co-B0.08～0.1，稀土添加劑:0.1～0.2，基體界面反應緩衝劑0.8～1.0，其餘為Al和不可避免的微量雜質，本發明提供了一種Li-Cu與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料具有綜合性能好，克服了鋼鐵基體的潤溼性差、結合力弱的問題。
文檔編號C22C21/10GK103147031SQ201110400318
公開日2013年6月12日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者張中可, 門三泉, 車雲 申請人:貴州華科鋁材料工程技術研究有限公司