[發明專利]Sr-Be與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料

無效

• 申請號: 201110386834.7
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN103131989A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 門三泉;車云
• 申請（專利權）人: 貴州鋁廠
• 主分類號: C23C2/12
• 分類號: C23C2/12;C22C21/10
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種鋁合金鍍層材料，特別涉及一種Sr-Be與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料。

背景技術

目前，鋁合金鍍層材料圍繞添加多種合金元素來改善鍍層的綜合性能，采用更多的Al組分來代替Zn，重點是實現鋁的包覆保護能力與鋅的犧牲陰極保護能力的最佳結合，并保證以盡可能簡單的熱浸鍍工藝技術裝備，實現鍍層鋼板的抗剝落、高強度、易加工、易焊接、耐更高溫度、耐酸堿鹽類腐蝕等優良性能于一體，研發和推廣綠色鋼鐵熱浸鍍工藝流程，在鍍層材料的生產和應用兩個環節同時實現減污、降本、增效、提質，是一個急需解決的技術難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：實現鍍層板易加工、易焊接、耐高溫、耐酸堿鹽類腐蝕，可提高循環效率和再利用價值，在鍍層材料的生產和應用兩個環節同時實現減污、降本、增效、提質，為實現宏觀經濟層面的技術升級、產品換代和產業聚集提供基礎材料支撐的Sr-Be與多組合變質的低鋅熱浸鍍鋁合金鍍層材料及其制備方法。

本發明的技術方案：

一種Sr-Be與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≤30，Sr:10^-4～0.05，Be:10^-4～0.05，合金強化劑10^-4～6.0，溶劑鈍化劑10^-4～1.0，沉淀硬化劑10^-4～0.5，晶粒細化劑10^-4～1.0，稀土添加劑10^-4～1.0，基體界面反應緩沖劑0.001～2.0，其余為Al和不可避免的微量雜質。

合金強化劑包括Cu或Li，以及含有Cu或Li的合金。?

溶劑鈍化劑包括Co、Cr或Nb，以及含有Co、Cr或Nb的合金；每種元素每種可以單獨使用，也可以混合使用。

沉淀硬化劑包括Bi、In或Tl，每種元素可以單獨使用，也可以混合使用。

晶粒細化劑包括C或Zr和它們相互形成的化合物，以及C或Zr與高熔點過渡元素形成的高硬度高穩定性化合物。

稀土添加劑包括作為稀土元素的Pr或Nd，及一種以上稀土元素形成的混合稀土。

基體界面反應緩沖劑包括Fe或Si，以及含有Fe或Si的合金。

再通過常規的熔鑄加工工藝，制成成Al-Zn合金鍍層材料。

本發明與現有技術相比，達到的有益效果：

與現有技術相比，本發明的主要優點是：運用Sr-Be與基體界面反應緩沖劑、溶劑鈍化劑、晶粒細化劑、高溫強化劑、稀土添加劑和沉淀硬化劑等多元素組合對低鋅鋁合金體系的立體變質作用，把鍍層材料的綜合性能提升到一個新水平，實現鋁鋅合金的組織結構形態優化，使鍍層材料與鋼鐵基體產生良好的潤濕性、固態附著性和基體強化性，實現鍍層板易加工、易焊接、耐高溫、耐酸堿鹽類腐蝕，提高了循環效率和再利用價值，在鍍層材料的生產和應用兩個環節同時實現減污、降本、增效、提質，為實現宏觀經濟層面的技術升級、產品換代和產業聚集提供基礎材料支撐，體現了在變溫條件下以“溶液模型”研究鋁合金在多元溶質的復雜組分結構中行為特征的最新技術方法，其制備方法采用的均是冶金行業的常用設備，不需特制，可提高循環效率和再利用價值。

多組分變質劑的具體作用如下：

Sr的作用：在合金中加入一定量的鍶可以增加金屬的強度和抗腐蝕性能，鍶還是表面活性元素，是Al合金的優良的變質劑和晶粒細化劑，在結晶學上能改變金屬間化合物的行為。在鋁合金中加入一定量的Sr，能使合金中的β-AlFeSi相變為，α-AlFeSi相，從而使鋁合金均勻化時間減少60~70%，提高了材料力學性能和塑性性能。

Be是原子半徑最小的堿金屬元素之一，同時也是比重最小的金屬元素之一。Be的比重比Al小三分之一，強度跟鋼差不多，傳熱性能是鋼的三倍，是金屬中良好的導體；Be的氧化物比重小，硬度大，熔點高達攝氏二千四百五十度，因此具有高溫防腐能力，鈹的氧化物、鹵化物都具有明顯的共價性，Be還能形成聚合物以及具有明顯熱穩定性的共價化合物，即使在紅熱時，Be在空氣中也很穩定，其覆蓋在基體表面，形成致密穩定的表面氧化保護層，保護基體不被氧化且導熱性能良好，強化了基體的耐熱效果；利用Be元素對溶劑元素Al和Al+Zn的原子極化變徑作用，在微觀狀態下有效調整原子尺寸和近程有序的結構，使熔體在宏觀上結構均勻，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。