一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金及其制備方法技術(shù)

一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金及其制備方法，屬于表面熱鍍技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有合金熱鍍板加工成形性差，鍍層的耐黑變性差的問題，本發(fā)明專利技術(shù)首先提供了一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金，包括以下重量百分比含量的組分：鋁54-59%，硅1.2-1.8%，稀土0.05-0.15%，鎂0.3-0.7%，其余為鋅和不可避免的雜質(zhì)；其中稀土是指鈰或鑭或鈰與鑭的混合稀土。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了制備上述合金的方法：在Galvalume合金熔體中加入鎂，以及鑭或鈰或鈰與鑭的混合稀土，得到的熔體澆入鑄模中，得到含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金。本發(fā)明專利技術(shù)產(chǎn)品提高了熱鍍層的耐蝕性、加工成形性和耐黑變性，細(xì)化了鍍層表面鋅花。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于鋼板及鋼結(jié)構(gòu)件表面熱鍍
，涉及一種熱鍍鋁鋅合金。
技術(shù)介紹
熱鍍鋁鋅合金，又稱Galvalume合金(A155%_Si1. 5%-余量Zn)，由美國(guó)伯利恒鋼鐵公司1970年專利技術(shù)，主要用于鋼板等熱鍍層保護(hù)，它綜合了鋁的優(yōu)異耐蝕性與鋅的陰極腐蝕保護(hù)性，耐蝕性是熱鍍鋅的2-6倍，由于合金以鋁為主，比重輕，在相同的熱鍍層厚度下，成本比熱鍍鋅要低得多，因而具有較高的性價(jià)比。目前在國(guó)內(nèi)，熱鍍鋁鋅合金(Galvalume合金)，主要用于電控柜用板等行業(yè)，還未在汽車、家電等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，主要原因是該合金熱鍍板加工成形性、耐蝕性、表面鋅花(粗大，不均勻)、表面外觀質(zhì)量(由于鍍層夾渣引起的顆粒缺陷等)以及鍍層的耐黑變性等方面還不能完全滿足要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有的合金熱鍍板加工成形性差，耐蝕性差，表面鋅花粗大、不均勻，表面外觀質(zhì)量差，以及鍍層的耐黑變性差的問題，本專利技術(shù)提供一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金，其實(shí)施方案如下一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金，包括以下重量百分比含量的組分鋁54-59%，硅1. 2-1. 8%,稀土 O. 05-0. 15%,鎂O. 3-0. 7%,其余為鋅和不可避免的雜質(zhì)；其中稀土是指 鈰或鑭或鈰與鑭的混合稀土。作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，其中各組分的重量百分比含量為鋁55. 0%，硅1. 5%，稀土 O. 07%,鎂O. 5%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，其中各組分的重量百分比含量為鋁55. 0%，硅1. 5%，稀土 O. 12%，鎂O. 5%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。本專利技術(shù)還提供了制備上述一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金的方法，包括以下步驟在Galvalume合金熔體中控制加入稀土和鎂，得到含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金熔體，其中稀土是指鈰或鑭或鈰與鑭的混合稀土，稀土的加入量為含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金熔體的重量百分比含量的O. 05-0. 15%，鎂的加入量為含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金熔體的重量百分比含量的O. 3-0. 7%，然后將含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金熔體澆入鑄模中，得到含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金。作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，其中各組分的重量百分比含量為所述稀土的加入量為含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金熔體的重量百分比含量的O. 12%或O. 07%，鎂的加入量為含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金熔體的重量百分比含量的O. 5%。本專利技術(shù)提供了一種比熱鍍鋁鋅合金性能更優(yōu)良的熱鍍合金及熔體。本專利技術(shù)提出在原有的熱鍍鋁鋅合金及熔體中通過加入稀土和鎂元素，從而明顯提高熱鍍層的耐蝕性、加工成形性和耐黑變性，細(xì)化鍍層表面鋅花，提高鍍層的綜合性能。本專利技術(shù)熱鍍稀土鋁鋅合金及熔體的制備方法以工業(yè)純鋁、工業(yè)純鋅、工業(yè)純硅、鋅鎂中間合金、工業(yè)純稀土或鋁稀土中間合金為基本原料。按54. (Γ59. 0wt%Al，1.2 1. 8wt%Si，O. 05 O. 15wt%La(或 Ce,或 La+Ce)，鎂 O. 3-0. 7%,余量為 Zn 的配比在中頻爐或工頻爐熔化后，澆入鑄鐵模(或鑄鋼模)中生產(chǎn)出熱鍍用合金錠；或按上述成分要求直接在熱鍍鋅鍋或預(yù)熔鍋中配制成熔體后用于熱鍍。本專利技術(shù)的熱鍍稀土鎂鋁鋅合金及熔體是在熱鍍鋁鋅合金(又稱Galvalume合金，其成分為54-59wt%Al，1. 2-1. 8%Si，余量Zn)的基礎(chǔ)上添加適量的鎂和稀土元素La(或Ce，或La+Ce)。加入的稀土含量在O. 05、. 09wt%時(shí)，不僅能提高鍍層的耐蝕性、加工成形性，提高熔體的流動(dòng)性，同時(shí)可明顯細(xì)化鍍層表面鋅花；加入的稀土含量在O. 1(T0. 15wt%時(shí)，熔體的流動(dòng)性更好，對(duì)鋼材表面的潤(rùn)濕性更好，可明顯提高鍍層的耐蝕性，加工成形性和表面外觀質(zhì)量；加入O. 5wt%Mg時(shí)，鍍層的耐黑變性明顯提高。本專利技術(shù)的熱鍍稀土鎂鋁鋅合金及熔體在熱鍍工藝上沒有特別要求，仍采用原Galvalume合金熱鍍工藝。具體來說,本專利技術(shù)熱鍍合金與原Galvalume合金相比,具有以下優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)之一熱鍍層的耐蝕性更好。由于在原Galvalume合金中添加了稀土元素La(或Ce，或La+Ce) ，凈化了熔體，消除了能在鍍層合金晶界富集的雜質(zhì)元素，從而提高了晶界的抗腐蝕能力，同時(shí)稀土與鋁形成復(fù)雜的稀土鋁氧化物，形成致密的保護(hù)膜覆蓋在鍍層表面延緩了腐蝕過程。通過對(duì)熱鍍板平板試樣中性鹽霧試驗(yàn)得知=Galvalume合金熱鍍層平板在1344小時(shí)出現(xiàn)腐蝕紅銹，而本專利技術(shù)添加稀土和鎂的合金熱鍍層平板在2484小時(shí)才出現(xiàn)腐蝕紅銹。由此看出加入稀土后鍍層耐蝕性明顯提高，使用壽命也明顯提高。優(yōu)點(diǎn)之二 熱鍍層的加工成形性更好，由于在原Galvalume合金中添加了稀土元素，稀土有突出的化學(xué)活性和很強(qiáng)的親和力，可提高鍍液的流動(dòng)性，降低鍍液的粘度，降低鍍液的表面張力，降低形成臨界尺寸的晶核所需要的功，從而提高對(duì)鋼基的浸潤(rùn)性，提高了鍍層的附著性和加工成形性；通過對(duì)熱鍍板試樣OT彎曲試驗(yàn)后得知與圖1中的現(xiàn)有技術(shù)Galvalume合金鍍板試驗(yàn)樣OT彎曲后微觀形貌相對(duì)比，如圖2所示的本專利技術(shù)加入稀土和鎂的熱鍍板彎曲處開裂程度明顯減輕；通過對(duì)熱鍍板試樣OT彎曲后中性鹽霧試驗(yàn)后得知=Galvalume合金鍍板OT彎曲后中性鹽霧試驗(yàn)672小時(shí)彎曲面出現(xiàn)腐蝕紅銹，而本專利技術(shù)添加稀土和鎂的合金鍍板OT彎曲后中性鹽霧試驗(yàn)1428小時(shí)彎曲面出現(xiàn)腐蝕紅銹。由此看出，加入稀土和鎂后鍍層加工成形性和鍍層附著性明顯提高。優(yōu)點(diǎn)之三熱鍍層表面鋅花更細(xì)小，更均勻。由于添加了稀土元素，降低形核的臨界尺寸，為合金結(jié)晶提供了異質(zhì)晶核，使形核更易、更多；稀土能富集在合金結(jié)晶前沿，阻礙晶粒長(zhǎng)大，這樣就使晶粒的過快長(zhǎng)大失去了機(jī)會(huì)；這兩方面的作用使得鍍層表面鋅花更細(xì)，更均勻。與圖3中的現(xiàn)有技術(shù)Galvalume合金鍍板鍍層表面鋅花形貌相對(duì)比，圖4中的本專利技術(shù)加入稀土的熱鍍板的鋅花明顯細(xì)小均勻，這對(duì)鍍層的外觀質(zhì)量及綜合性能均有較大提升。優(yōu)點(diǎn)之四熱鍍合金熔體的流動(dòng)性更好。添加了稀土元素后，熔體的流動(dòng)性有明顯提高，通過標(biāo)準(zhǔn)的“水平直棒試驗(yàn)法”試驗(yàn)，不加稀土的Galvalume合金熔體流動(dòng)長(zhǎng)度為33. 4mm ;而本專利技術(shù)加入稀土 0. 12wt%和鎂0. 5wt%后,熔體流動(dòng)長(zhǎng)度達(dá)到51. 6mm ;由此看出，添加了稀土元素和鎂后，熔體的流動(dòng)性有明顯提高，這會(huì)明顯減少鍍層夾渣等缺陷，提高鍍層表面質(zhì)量。優(yōu)點(diǎn)之五熱鍍層的耐黑變性更好，由于在原Galvalume合金中添加了 Mg元素，鍍層得耐黑變性明顯提高。耐黑變性采用鹽霧試驗(yàn)前后色差值ΔL進(jìn)行評(píng)價(jià)，ΔL值越小，說明耐黑變性越好。鹽霧試驗(yàn)時(shí)間為72小時(shí)，鹽霧試驗(yàn)前后試樣色差Λ L值如下Galvalume 合金鍛板31· 86 ；加稀土合金鍍板30· 63 ；加稀土和鎂合金鍍板20. 11 ;由此看出，加入鎂后鍍層的耐黑變性明顯提高。附圖說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的Galvalume合金鍍板試驗(yàn)樣OT彎曲后微觀形貌的示意圖；圖2為本專利技術(shù)加入稀土和鎂的熱鍍板試驗(yàn)樣OT彎曲后微觀形貌的示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的Galvalume合金鍍板鍍層表面鋅花形貌的示意圖；圖4為本專利技術(shù)加入稀土和鎂的熱鍍板鍍層表面鋅花形貌的示意圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :材料組成為55. 0wt%Al,1. 5wt%Si,0. 07本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金，其特征在于，包括以下重量百分比含量的組分：鋁54?59%，硅1.2?1.8%，稀土0.05?0.15%，鎂0.3?0.7%，其余為鋅和不可避免的雜質(zhì)；其中稀土是指鈰或鑭或鈰與鑭的混合稀土。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金，其特征在于，包括以下重量百分比含量的組分 鋁54-59%，硅1. 2-1. 8%，稀土 O. 05-0. 15%，鎂O. 3-0. 7%，其余為鋅和不可避免的雜質(zhì)；其中稀土是指鋪或鑭或鋪與鑭的混合稀土。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金，其特征在于，其中各組分的重量百分比含量為鋁55. 0%，硅1. 5%，稀土 O. 07%，鎂O. 5%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含稀土和鎂的熱鍍鋁鋅合金，其特征在于，其中各組分的重量百分比含量為鋁55. 0%，硅1. 5%，稀土 O. 12%，鎂O. 5%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。4.制備權(quán)利要求1所述的一種含稀土和...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙云杰，徐遠(yuǎn)志，朱良，陳昆，趙有才，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：云南科力新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：