[發明專利]一種微合金化高強度鋅合金

有效

• 申請號: 200710156297.0
• 申請日: 2007-10-19
• 公開（公告）號: CN101139672A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 戴國水;錢國統
• 申請（專利權）人: 戴國水
• 主分類號: C22C18/00
• 分類號: C22C18/00;C23C4/08
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所
• 代理人: 戴曉翔

技術領域

本發明涉及一種微合金化高強度鋅合金，屬金屬件表面處理和金屬化薄膜電容器端面噴金材料的制造技術領域。

背景技術

噴丸已經被廣泛應用于金屬零件的表面清理，傳統噴丸是二氧化硅砂顆粒，能夠徹底地清除金屬件表面所有的雜質，如氧化皮、銹蝕和舊漆膜，具有除銹效率高等優點，但是在噴砂的過程中產生一系列問題：噴丸重復使用率低；在處理過程中產生大量對人體有害和對作業環境有污染的硅酸粉塵，這種粉塵一旦被人體吸入，很容易導致矽肺病，且現場清理也較麻煩。近年來這種噴丸逐漸被限制使用，國外已基本被禁止使用。

現在使用較普遍的有不銹鋼、碳鋼、鋁、鋅等材料，制成0.5-1.5mm直徑的絲，再分切成顆粒，作為噴丸。現有鋅丸主要用于清洗有色金屬精密鑄件表面，其硬度(HV?28-32)適中，能夠在不破壞鑄件表面的前提下除去鑄件表面的毛刺、氧化物等雜質。清洗后的精密鑄件表面粗糙度精度較高，特別是在清洗的過程中能夠在零件表面形成一層0.0013mm厚度的鋅金屬膜，在潮濕的氣候環境中，能起到臨時防腐蝕的作用。鋅丸產生的粉塵較少，且粉塵不會四處飛濺。粉塵爆炸、起火的危險極低，是比較環保且安全性能較高的噴丸。但因易變形破碎，其重復利用率較低，相對價格成本較高，給使用廠家帶來成本壓力。

隨著鋅原材料價格的不斷提高，市場希望鋅丸在使用性能基本不變的情況下，適當增加其硬度(≥HV32)，以提高重復利用率。

在金屬件防腐噴涂和金屬化薄膜電容器端面噴金行業中，為了提高作業效率，目前正在逐步使用高性能噴槍，使送絲裝置與噴嘴之間距離和送絲速度增加，該種噴槍使用現有鋅絲材料(抗拉強度＜120N/mm²)時，在送絲力的作用下，極易使絲彎曲產生堵槍。市場希望有一種抗拉強度較高的鋅絲(≥120N/mm²)。

發明內容

本發明的目的是提供一種能有效提高抗拉強度和硬度，滿足金屬件表面處理和電容器端面噴金要求的微合金化高強度鋅合金。

本發明為一種微合金化高強度鋅合金，以鋅為基體，其特征在于還同時包含鐵和鋁中的任一種或兩種，各組份的組成按重量百分比為：鐵0.001-0.1％，鋁0.01-0.1％，其余為鋅及總量不大于0.1％的雜質，各組份的重量百分比總和為100％。

所述鐵的含量優選可為各組份總重量百分比的0.003-0.03％。

所述鋁的含量優選可為各組份總重量百分比的0.03-0.06％。

所述雜質中各組份的組成按重量百分比計可分別為：鉛≤0.03％，鎘≤0.002％。

所述的微合金化高強度鋅合金可包括鋅丸或鋅絲。

微合金化是近幾年迅速發展起來的一種金屬材料加工技術，其主要是在基體金屬中加入其它的微量元素，以獲得特定的力學性能，該項技術具有高效、節約合金元素等特點，已經被公認為“環境保護材料”，而純鋅是一種非冷作硬化金屬，不同的加工工藝不會改變其力學性能。本發明利用微合金化原理，通過添加微量的鐵和鋁元素，可以大幅度改善其力學性能。

研究發現，在純鋅(Zn)中加入鐵(Fe)，可以明顯提高合金抗拉強度和硬度的性能，但如果鐵的含量小于0.001％，其效果不是很明顯，當含量超過0.1％時，鐵與鋅生成脆性金屬間化合物FeZn₇，而嚴重影響其加工性能，使成品率大幅度下降，因此綜合考慮和比較，本發明確定鐵的含量在0.001-0.1％范圍內，優選含量為0.003-0.03％。

研究發現，在純鋅中加入鋁(Al)，也可以改善合金的的力學性能，但當鋁的含量小于0.01％時，其效果不是很明顯，當含量超過0.1％時，其提高合金硬度和抗拉強度的能力明顯下降，且過多的鋁含量，會給本發明使用后的資源回收添加難度。因此綜合考慮和比較，本發明確定鋁的含量為0.01-0.1％，優選含量為0.03-0.06％。

本發明規定雜質總量的重量百分比小于0.1％，考慮到無鉛化要求，本發明所述雜質中：鉛(Pb)≤0.03％、鎘(Cd)≤0.002％，其它元素種類和組份不作要求。

研究表明，本發明所添加的微量元素，在本發明設計范圍內，不會對金屬化薄膜電容器產生不良影響。