[發(fā)明專利]含有Ce和Nd的鋅鋁合金絲及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210014960.4
• 申請(qǐng)日: 2012-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN102703762A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮立新;張敏燕;張平則
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇麟龍新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C18/04
• 分類號(hào): C22C18/04;C22C21/10;B21C1/00;C21D8/06;C22F1/053;C22F1/16;C23C4/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多元鋅鋁合金絲及其制造方法，尤其是涉及一種含有Ce和Nd的鋅鋁合金絲及其制造方法。

背景技術(shù)

眾所周知，除少數(shù)貴金屬外，金屬材料會(huì)與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)而遭受腐蝕。金屬腐蝕已成為大型鋼結(jié)構(gòu)建筑的最大危害，嚴(yán)重影響其使用安全和壽命。此外，金屬表面受各種機(jī)械作用而引起的磨損也極為嚴(yán)重。大量的金屬構(gòu)件因腐蝕和磨損而失效，造成極大的浪費(fèi)和損失。據(jù)一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家統(tǒng)計(jì)，每年鋼材因腐蝕和磨損而造成的損失約占鋼材總產(chǎn)量的10％，損失金額約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2～4％。因此，發(fā)展金屬表面防護(hù)和強(qiáng)化技術(shù)，是各國(guó)普遍關(guān)心的重大課題。

常用的防腐蝕方法主要采用化學(xué)方法和物理熱噴涂金屬涂層的方法。化學(xué)方法主要是指采用防腐蝕涂料涂層等，如無(wú)機(jī)或有機(jī)漆等涂層組成的防腐蝕涂層；而用于防腐目的的熱噴涂金屬涂層，目前市場(chǎng)上常用的熱噴涂金屬涂層材料為鋅及鋅合金絲，其按化學(xué)成分不同分為：純鋅絲、鋅鋁合金絲ZnAl₅、鋅鋁合金絲ZnAl₁₅等，它們被廣泛用在防腐工程、表面處理、電容器端面噴金等領(lǐng)域。它們對(duì)鋼鐵材料的保護(hù)機(jī)理主要有兩個(gè)：一是具有與涂料涂裝防腐機(jī)理類似的阻擋腐蝕介質(zhì)的隔離作用，二是具有通過(guò)涂層材料自我犧牲實(shí)現(xiàn)的陽(yáng)極保護(hù)作用，因此，熱噴涂金屬涂層及其復(fù)合涂層防護(hù)技術(shù)在煤礦、港口碼頭、民用大型鋼結(jié)構(gòu)建筑、橋梁、高速鐵路、大型船舶以及其他大型工業(yè)化項(xiàng)目(如石化、電力、海洋)上已普及應(yīng)用，取得了優(yōu)異的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

上述的熱噴涂金屬涂層材料中，純鋅絲因價(jià)格便宜，生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單而廣為應(yīng)用。然而它的強(qiáng)度和硬度低，抗拉強(qiáng)度低，當(dāng)作為噴涂防腐材料時(shí)，材料強(qiáng)度硬度低，材料偏軟，易彎曲變形。而鋅鋁合金絲如ZnAl₅、ZnAl₁₅等由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本和材料價(jià)格較高，因此作為噴涂防腐材料時(shí)用量較純鋅絲少。

事實(shí)上，鋅鋁合金絲較少采用的另一個(gè)主要原因就是在生產(chǎn)細(xì)絲時(shí)拉伸易斷而難以進(jìn)行。因?yàn)殡S著鋁含量的提高，由于因組分差距的增大而引起偏析現(xiàn)象增大，難以保證其組織均勻，變形抗力增大，所以鋁含量越高，拉拔成絲越困難，因而高鋁含量與拉拔困難是制備絲材的主要難題，而更高鋁含量的鋅鋁合金絲的研制也未見(jiàn)報(bào)道。

針對(duì)這一問(wèn)題，有人提出，稀土元素在金屬領(lǐng)域可以顯著改善合金的物理和機(jī)械性能，稀土元素在腐蝕防護(hù)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已得到了廣泛關(guān)注。如中國(guó)專利CN1718836A，將占絲材總重量0.05-0.3％的稀土鈰(Ce)加入到Mg、Al金屬中，制得一種稀土鋁鎂合金噴涂防蝕絲材，用于鋼結(jié)構(gòu)尤其是水利工程閘門的長(zhǎng)效防腐上，取得了積極防護(hù)效果，但其采用的是添加單一稀土元素鈰(Ce)，從而影響了絲材防護(hù)性能的進(jìn)一步提高，不利于推廣應(yīng)用。并且實(shí)驗(yàn)表明，采用類似的技術(shù)方案，如稀土含量接近下限時(shí)，例如當(dāng)小于0.08％時(shí)，稀土所起的作用極其微小；而當(dāng)大于0.1％時(shí)，稀土對(duì)鋅合金強(qiáng)度的繼續(xù)上升又不明顯，因此，這種技術(shù)應(yīng)用非常有限，也未能有效的應(yīng)用熱噴涂金屬涂層的鋅鋁合金絲中。

所以市場(chǎng)上仍然需要一種價(jià)格便宜、具有較高強(qiáng)度的可代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋅絲的用于制作噴涂防腐工程等領(lǐng)域的鋅合金絲材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中鋅絲或鋅鋁絲存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種多元熱噴涂鋅鋁合金絲及其制造方法，不僅成功地制備了高鋁含量的多元熱噴涂鋅鋁合金絲，而且成功地將該絲材噴涂于鋼的表面，取得了優(yōu)良的防腐效果。

本發(fā)明提供一種多元鋅鋁合金絲，按重量百分比計(jì)，其組分為：鋁Al：15％-69％；硅Si：0.2-3％；鎂Mg：0.1-5％；鈰Ce：0.01-0.7％，釹Nd：0.01-0.2％，該兩種稀土元素的總量：0.02-0.76％，以及總量不超過(guò)1％的微量添加元素；余量為鋅Zn，所述鋅鋁合金絲的電阻率為2.0-6.0μΩ·cm，所述鋅鋁合金絲的比重為3.18-5.69g/cm³，所述鋅鋁合金絲的延伸率10-25％。

優(yōu)選的，其中所述兩種稀土元素的總量：0.30-0.72％，所述鋅鋁合金絲的電阻率為2.8-5.5μΩ·cm，所述鋅鋁合金絲的比重為3.50-4.94g/cm³，所述鋅鋁合金絲的延伸率10-20％。

優(yōu)選的，其中所述鋅鋁合金絲的直徑為1.5-4.0mm，所述鋅鋁合金絲經(jīng)180-280℃退火1.5-3小時(shí)及多次拉拔后的抗拉強(qiáng)度為75-115Mpa。

優(yōu)選的，其中所述兩種稀土元素的質(zhì)量比為Ce/Nd＝2/1～9/1。