[發明專利]鋼材熱浸鍍用Al-Zn-Mg-Si合金

無效

• 申請號: 200910044817.8
• 申請日: 2009-01-04
• 公開（公告）號: CN101457320A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 李謙;趙陽子;趙云鶴;楊帆;張捷宇;周國治
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C23C2/12
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種鋼材熱浸鍍用Al-Zn-Mg-Si合金，可廣泛應用于腐蝕環境中的鋼材防護。

背景技術

鋼材暴露在大氣環境中很容易被腐蝕，這個問題不僅給社會帶來巨大經濟損失，而且因為腐蝕而造成的金屬斷裂和失效還會帶來很大的安全問題。因此世界各國都在如何提高鋼材的耐腐蝕性這一問題上進行了廣泛的研究。

近幾年鋁鋅合金熱浸鍍層得到了快速發展，研究發現，在鋁鋅鍍層中加入Mg和稀土元素，可以極大地提高鍍層的耐腐蝕性，相關產品主要有：Zn-6％Al-3％Mg，Zn-11％Al-3％Mg-0.2％Si，Zn-0.2％Al-0.5％Mg，Zn-6％Al-3％Mg-RE。可以發現，添加Mg和稀土元素的研究大都集中在鋅基合金上。

鋁含量高的鋁鋅合金也早有研究，在Al含量為25-75％的鍍層專利中，其中55％Al-Zn-1.6％Si合金(Galvalume合金)鍍層被公認為綜合性能最好。它兼備了鍍鋅層的耐腐蝕性和鍍鋁層的抗高溫性等多種優異性能，因此發展迅速，應用范圍極為廣泛。但這類高鋁鋅鍍層的抗腐蝕性能，鍍液質量及鍍層外觀還有待改善。雖然各種改進的高鋁含量鋁鋅合金鍍層在一定程度上解決了一些問題，但仍然存在一定的缺陷。比如鍍液中加入一定量的稀土元素后可凈化鍍液，降低鍍液粘性以及改善鍍液對鋼基的浸潤性，從而大大提高鍍層質量，但稀土對鍍層的耐蝕性的提高及晶粒的細化效果不夠突出。加入一定量的Mg和Si元素雖然可以提高鍍層的耐蝕性，但因此生成的粒度較大的Mg₂Si和肉眼可見的Mg₂Zn₁₁會惡化鍍層表面性能及加工性能。綜上所述，高鋁含量鋁鋅熱浸鍍層需要進一步改進。

隨著近幾年原材料鋅錠的價格飛漲，研制該高鋁鋅合金可幫助降低鍍層材料的生產成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋼材熱浸鍍用的高鋁含量Al-Zn-Mg-Si合金，其鍍液流動性明顯改進，在保障鍍層具有良好抗腐蝕性能和加工性能的同時降低鍍層厚度。

本發明的另一個目的在于提供一種鋼材熱浸鍍用的高鋁含量Al-Zn-Mg-Si合金，使用這種合金浸鍍后的鋼材表面形成鍍層，此鍍層表層平滑，無結瘤現象，且沒有肉眼可見的Mg₂Zn₁₁化合物出現。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

1.鋼材熱浸鍍用Al-Zn-Mg-Si合金，其特征是含有以下比例的組分，按重量百分比為：Al：50-75％，Mg：1-5％，Si：0.5-2.5％，余量為Zn和不可避免的雜質。

2.鋼材熱浸鍍用Al-Zn-Mg-Si合金，其特征是含有以下比例的組分，按重量百分比為：Al：50-75％，Mg：1-5％，Si：0.5-2.5％，Ti：0.002-0.1％，B：0.001-0.045％，余量為Zn和不可避免的雜質。

3.鋼材熱浸鍍用Al-Zn-Mg-Si合金，其特征是含有以下比例的組分，按重量百分比為：Al：50-75％，Mg：1-5％，Si：0.5-2.5％，Ti：0.002-0.1％，B：0.001-0.045％，稀土(La或Ce)：0.05-1％，余量為Zn和不可避免的雜質。

4.鋼材熱浸鍍用Al-Zn-Mg-Si合金滿足3≥Mg/Si≥2(質量比)，使鋼板表面熱浸鍍層中的Si不以初晶相出現，且有部分Mg₂Si直接從液相析出，彌散分布在鍍層中。

5.鋼材熱浸鍍用Al-Zn-Mg-Si合金滿足3≥Mg/Si≥2(質量比)，使鋼板表面熱浸鍍層中觀察到的Mg₂Si面積總量占鍍層的3-15％，且直接從液相析出的Mg₂Si不小于Mg₂Si總量的1％。

以下結合附圖1-6詳細說明本發明的高鋁含量Al-Zn-Mg-Si合金的成分組成，相組成及結構性能。

眾所周知，Al具有優良的耐蝕性能，其含量限定為50-75％的理由是：Al含量不足50％時，鍍層耐蝕性提高效果不充分。如圖1所示，易造成Si直接從液相析出，惡化鍍層耐蝕性。當Al含量超過75％時，熱浸鍍工藝的溫度升高，鍍層耐蝕性提高效果達到飽和，并且鍍液的浸潤性和流動性由于溫度升高而惡化。