一種含Ru配合物變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料的製作方法

2023-05-20 02:29:56

專利名稱：一種含Ru配合物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，特別涉及一種含Ru配合物變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料。
背景技術：
作為Zn對鐵基保護的理論基礎，在鐵基面上Fe-Zn反應及其生成物的性質已經過詳細研究，並已取得眾所周知的結論。具體情況是，在純鋅與鐵充分反應後，在自內向外的順序方向，依次生成8種物相，分別是α (鐵基鋅固溶體層)、α + Υ (生成溫度較高的共晶混合物層)、Y (生成溫度最高、緊靠基體的硬脆相、粘附層)、Y + S (高溫包晶混合物層)、δ (硬度較高、塑性較好的中間金屬化合物層)、δ + ζ (530°C時形成的包晶混合物層)、ζ(塑性較差的漂移層)和n(鋅基鐵固溶體層或純鋅層)。但如果反應不充分，在最終的鋼板鍍層上出現的，則不一定8種物相都存在；控制溫度和浸鍍時間，可以減少乃至完全杜絕某些有害物相的生成，並使之轉化為更多的硬度較高、塑性較好的δ中間金屬化合物相組織，提高保護能力；而當鍍液中有Al存在時，因Al的化學活性遠高於Zn，優先與鐵基發生Fe-Al反應，從而改變了 Fe-Zn反應機制及其生成物結構，對於浸鍍的效果，Al的加入既有增強鍍層保護能力的預期作用，也有降低鍍液對鐵基體潤溼和附著能力的非預期作用，隨著鍍液中鋁組分的增加，鍍層的附著能力往往也變壞。因此，對鋁鋅合金鍍層材料來說，解決鍍液與鍍層對基體的潤溼性和附著力問題，成為長期以來技術進步圍繞的軸心。

發明內容
本發明解決的技術問題是:目前鋁鋅合金鍍層材料存在的鍍液與鍍層對基體的潤溼性和附著力問題，本發明提供了一種含Ru配合物變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料。本發明的技術方案:一種含Ru配合物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:20 25，Cu:5.0 5.5，N1:0.5 0.65，Pb:0.08 0.1，Co-B:0.01 0.02，稀土添加劑:0.04 0.05，S1:0.7 0.8，其餘為Al和不可避免的微量雜質，Ru3(CO)12:為爐料總量的0.005 0.01%。所述的一種含Ru配合物變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，稀土添加劑為La、Ce、Pr、Nd中的一種或多種。再通過常規的熔鑄加工工藝，製成成Al-Zn合金鍍層材料。與現有技術相比，本發明的主要優點 本發明的Al-Zn合金鍍層材料很好其解決了鍍液與鍍層對基體的潤溼性和附著力問題，其中Cu:提高了合金的強度，N1:可在溶劑表面富集一層耐酸、鹼、鹽和高溫環境大氣腐蝕、兼有微觀下網格固定保護和流動性自動覆蓋損傷面而起保護功能的鈍化膜層；Pb:在合金體系中保持近單質狀態，在體系雖然凝固但溫度仍較高的狀態下，它們依然保持液態，從而使體系在宏觀上具備了半固態特徵，為時效強化過程中加速合金中強化元素轉化為實際的強化態(沉澱硬化或析出硬化)提供了條件；利用晶粒細化元素Co-B，在高溫時通過溶解、擴散和彌散，成為納米級乃至更為細小的異類原子團簇和穩定的分子團簇，在熔體冷卻結晶時提供大量分布均勻的細小「晶種」、間隙相和間隙化合物，高效細化基體的結晶粒度，提高了鍍件的鍍液與鍍層對基體的潤溼性和附著力 』金屬Ru:具有不同尋常的室溫塑性、力學性能和優異的抗蠕變能力，使之能夠應用於高溫、高磨損等較為苛刻的環境，Ru3 (CO) 12在高溫下分解出金屬Ru，在熔體中迅速擴散，均勻彌散在合金中，起到更好的變質作用。實施例1:
(I)按配方選定一組元素，按照重量百分比例為:Zn:20, Cu:5.0，N1:0.5，Pb:0.08，Co-B:0.01，稀土添加劑Nd:0.04，S1:0.7，其餘為Al和不可避免的微量雜質，Ru3(CO)12:為爐料總量的0.01% ;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:200kg,Cu:50 kg，N1:5 kg,Pb:0.8 kg，Co_B:0.1 kg，稀土添加劑Nd:0.4 kg,Si:7 kg,Al:736.7kg, Ru3(CO)12:0.1kg。(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，熔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:22.5, Cu:5.25，N1:0.575，Pb:0.09，Co-B:0.015，稀土添加劑Ce:0.045，S1:0.75，其餘為Al和不可避免的微量雜質，Ru3 (CO) 12:為爐料總量的0.0075% ;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:225kg,Cu:52.5 kg，Ni:5.75 kg，Pb:0.9 kg，Co_B:0.15 kg, Ce:0.45 kg，S1-J.5 kg,Al:707.75kg, Ru3(CO) 12:0.075kg。其餘步驟同實施例1。實施例3:
按配方選定一組元素，按照重量百分比例為:Zn:25, Cu: 5.5，N1:0.65，Pb:0.1, Co-B:0.02，稀土添加劑La+Nd:0.05，S1:0.8，其餘為Al和不可避免的微量雜質，Ru3(CO)12:為爐料總量的0.005% ;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，Cu: 55kg，N1:6.5kg，Pb:1kg，Co-B:0.2kg，La:0.2kg，Nd:0.3kg，S1:8kg，Al:678.5kg，Ru3 (CO) 12:0.05kg。其餘步驟同實施例1。
權利要求
1.一種含Ru配合物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:20 25，Cu:5.0 5.5，Ni:0.5 0.65，Pb:0.08 0.1，Co-B:0.01 0.02，稀土添加劑:0.04 0.05，S1:0.7 0.8，其餘為Al和不可避免的微量雜質，Ru3(CO)12:為爐料總量的0.005 0.01%。
2.根據權利要求1所述的一種含Ru配合物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La、C e、Pr、Nd中的一種或多種。
全文摘要
本發明公開了一種含Ru配合物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Zn20~25，Cu:5.0～5.5，Ni0.5～0.65，Pb0.08～0.1，Co-B0.01～0.02，稀土添加劑0.04～0.05，Si0.7～0.8，其餘為Al和不可避免的微量雜質，Ru3(CO)12為爐料總量的0.005~0.01%，本發明的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料具有良好的鍍件的鍍液與鍍層對基體的潤溼性和附著力。
文檔編號C22C21/10GK103147026SQ20111039974
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
發明者車雲, 門三泉, 張中可 申請人:貴州華科鋁材料工程技術研究有限公司