本發明專利技術公開了一種含Mn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：15～18，Si：1.5，Cu:3.0，Pd：0.2，Mn:0.5，Sn:0.1，晶粒細化劑0.01，稀土添加劑：0.3，其余為Al和不可避免的微量雜質；解決了鍍液中鋁組分的增加，鍍層的附著能力和對鐵基體的潤濕能力變壞等問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋁合金鍍層材料，尤其涉及一種含Mn多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料。
技術介紹
鋼鐵材料長期暴露在空氣中容易腐蝕，使壽命大大縮短，為了提高鋼鐵材料的使用壽命，通常采用鍍鋅材料熱浸鍍在表層進行保護，由于純鍍鋅材料成本高，而且鋅資源短缺，現在逐漸采用在鋅材料里面加鋁，形成鋅鋁合金作為鍍層材料，然而當鍍液中有Al存在時，因Al的化學活性遠高于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，對于浸鍍的效果，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濕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濕性和附著力問題，是鋅鋁合金鍍層材料所必須解決的問題。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是:提供一種含Mn多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，以解決:鍍液中鋁組分的增加，鍍層的附著能力和對鐵基體的潤濕能力變壞等問題。本專利技術的技術方案: 一種含Mn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: 15 18，S1: 1.5，Cu: 3.0，Pd:0.2, Mn: 0.5, Sn: 0.1，晶粒細化劑 0.01，稀土添加劑:0.3，其余為Al和不可避免的微量雜質。晶粒細化劑為B、Ti或其混合物。稀土添加劑為La、Ce或其混合物。本專利技術的有益效果: 本專利技術中，各種變質劑的作用如下: Cu:銅是在金屬元素里屬于不太活潑的重金屬元素。在常溫下不與干燥空氣中的氧反應，本專利技術利用Cu或含有Cu的合金與鋁液和鋅液，生成強化相，最大程度地提高鍍層的強度；增加Cu元素能夠增強鋁鋅合金熔體流動性和充型性，消除鑄造缺陷，降低含氣量。它主要通過與其他元素形成可溶解的金屬化合物強化相，起到提高合金強度和耐熱性的作用。S1:作為基體界面反應緩沖劑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。Pd:作為極化變質劑對溶劑元素Al和Al+Zn的原子極化變徑作用，有效調整原子尺寸和近程有序的結構，使熔體結構均勻，降低表面張力，并改善熔體與鍍件基體的親和性，達到改善鍍層與基體附著性溶劑鈍化劑Mn，可在溶劑表面富集一層耐酸、堿、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。晶粒細化劑B、Ti或其混合物，在高溫時通過溶解、擴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。稀土添加劑為La、Ce或其混合物，稀土元素在鋁合金中可形成穩定的高熔點金屬間化合物這些高熔點金屬化化合物彌散分布于呈網狀或骨架狀的晶間和枝晶間，并與基體牢固結合，起到了強化和穩定晶界的作用。同時，合金中還形成一定數量的AlSiLa相，由于其熔點和硬度很高，因此對提高合金的耐熱性和耐磨性均有良好的作用，同時具有原子極化、合金強化、晶粒細化、表面美化、除氫和增強抗腐蝕性的多種輔助作用，合金強化劑、溶劑鈍化劑、晶粒細化劑的作用，并彌補其不足。沉淀硬化劑Sn:其化學活性不高，加入少量的這類元素，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 征，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(沉淀硬化或析出硬化)提供了條件；其作用是使銻與鈉生成高熔點化合物，降低并防止合金產生鈉脆性，提高合金抗熱裂紋的能力，同時會賦予合金優良的加工性能和耐磨性能；通過控制沉淀硬化元素的添加量，還可以得到鍍件表面花紋。鋅在本專利技術鍍層材料中所占比例小于18%，大大降低了鋅金屬的使用，節約了鋅資源，由于鋁資源豐富而且成本低，降低了鍍層材料的綜合成本；利用Mn及以上各類金屬元素，與低鋅鋁合金進行混合煉制，獲得了具有對鋼基潤濕性好、結合力強、強度高、耐高溫等優質鋼鐵熱浸鍍用鋁合金鍍層材料，解決了鍍液中鋁組分的增加，鍍層的附著能力和對鐵基體的潤濕能力變壞等問題。具體實施例方式本專利技術按元素重量百分比計，該合金成分為Zn:15 18，S1:1.5，Cu:3.0, Pd:0.2，Mn:0.5, Sn:0.1，晶粒細化劑0.01，稀土添加劑:0.3，其余為Al和不可避免的微量雜質。晶粒細化劑為B、Ti或其混合物。稀土添加劑為La、Ce或其混合物。實施例1:按配方組合表選定一組元素，按照重量百分比例為:基體界面反應緩沖劑S1:1.5，極化變質劑Pd:0.2，合金強化劑Cu:3.0,溶劑鈍化劑Mn:0.5，沉淀硬化劑Sn:0.1，晶粒細化劑0.01，稀土添加劑選La:0.03，第二溶劑元素Zn: 18，余量為Al ； 配制的合金總量為1000kg，則推算出所需的每種物質的重量為: Si:15Kg, Pd:2Kg，Cu:3Kg,Mn: 5Kg，Sn:lKg,晶粒細化劑 B、Ti 和其混合物:0.lKg，稀土添加劑 La:0.3 Kg, Zn:180Kg, Al:793.6 Kg。實施例2:按配方組合表選定一組元素，按照重量百分比例為:基體界面反應緩沖劑S1:1.5，極化變質劑Pd:0.2，合金強化劑Cu:3.0,溶劑鈍化劑Mn:0.5，沉淀硬化劑Sn:0.1，晶粒細化劑0.01，稀土添加劑選La:0.03，第二溶劑元素Zn: 15，余量為Al ； 配制的合金總量為1000kg，則推算出所需的每種物質的重量為:Si:15Kg, Pd:2Kg，Cu:3Kg,Mn: 5Kg，Sn:lKg,晶粒細化劑 B、Ti 和其混合物:0.lKg，稀土添加劑 La:0.3 Kg, Zn:150Kg, Al:823.6 Kg。實施例1和實施例2的制備方法相同，均按照常規鍍層材料制備方法，先往熔煉爐中加入鋁錠或熔融鋁液，加熱使之完全融化并在700 800°C下保溫； 再按配方比例加入基體界面反應緩沖劑、極化變質劑、溶劑鈍化劑、晶粒細化劑、合金強化劑、稀土添加劑和沉淀硬化劑，最后再加入鋅，攪拌均勻；現場取樣分析，根據分析結果和配方范圍，調整添加量；然后繼續熔煉和攪拌，再次取樣分析，直至各元素比例完全符合配方要求。然后對上述合金熔體進行爐內精煉；往合金熔體中加入精煉劑，并攪拌均勻，熔體精煉在封閉環境中完成。精煉后除渣、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。按照本專利技術配方，采 用常規鍍層材料制備工藝，即可實現本專利技術。權利要求1.一種含Mn多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，其特征在于:按元素重量百分比計,該合金成分為 Zn: 15 18，S1: 1.5，Cu: 3.0，Pd:0.2, Mn: 0.5, Sn: 0.1，晶粒細化劑0.01，稀土添加劑:0.3，其余為Al和不可避免的微量雜質。2.根據權利要求1所述的一種含Mn多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，其特征在于:本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種含Mn多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料，其特征在于：按元素重量百分比計，該合金成分為Zn：15～18，?Si：1.5，?Cu:3.0，?Pd：0.2，?Mn:0.5，?Sn:0.1，晶粒細化劑0.01，稀土添加劑：0.3，其余為Al和不可避免的微量雜質。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張中可，門三泉，車云，
申請(專利權)人：貴州華科鋁材料工程技術研究有限公司，
類型：發明
國別省市：
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