[發明專利]一種高效熔煉Galfan合金的方法

有效

• 申請號: 201310588145.3
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103614580A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 蘇旭平;楊廷志;吳長軍;王建華;涂浩;劉亞;彭浩平
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C18/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及Galfan合金，特指一種高效熔煉Galfan合金的方法。

背景技術

Galfan合金是國際鉛鋅組織上世紀七十年代開發出來的，于1984?年正式投產的，用以代替熱鍍鋅的新一代防腐鍍層，該合金是在5wt.%Al-Zn?共晶合金的基礎上發展而來的，并在原來合金的基礎上添加了稀土元素（La、Ce等）；Galfan合金結構致密均勻，工藝性能良好，耐蝕性能優異，使用壽命長，可節約有色金屬，此外，由于操作溫度低及生產過程中所產生的渣與底渣少；從而可改善工作環境與節約消耗，在汽車工業、以及家用設備具有廣泛用途；通用使用熔鹽保護法和包裹法熔煉Galfan合金，但熔鹽法熔鹽粘度較大，稀土氧化燒穿比較嚴重；包裹法，由于稀土金屬在熔體中的溶解速度較快，即使熔體表面氧化程度較小，但熔化溫度稍有變化，熔體表面氧化程度影響嚴重，所以給操作帶來了不便，這對提高合金收率是不利；熔煉稀土中間合金是一種增加稀土的吸收率的方法，Zn-RE中間合金有（1）對摻法；稀土易氧化并且偏析嚴重；（2）液態陰極熔鹽電解法；文獻資料顯示在氯化稀土濃度30wt.%，電解溫度725℃，陰極電流密度1.75A/cm2是我最佳電解工業條件下的獲得的平均電流效率僅僅只有84%；液態陰極熔鹽電解法不僅操作復雜，條件限制也比較局限，稀土吸收率不高；Al-RE中間合金有（1）對摻法；在合理的技術工藝保障下，直接用對摻法生產鋁稀土中間合金，對只擁有常規金屬熔煉設備的廠家是一條經濟效益、社會效益都可行的工藝方案，但是稀土的燒穿氧化比較嚴重；（2）鋁液陰極熔鹽電解法；（3）工業鋁電解槽加稀土氧化物直接電解法，雖然能在一定程度上能防止稀土嚴重的氧化，但是稀土的吸收率氧化率還是偏高。

隨著科學技術的不斷發展，工業產品質量的不斷提高，Galfan合金的需求量也越來越大，目前一般的Galfan合金生成工藝中存在以下問題：

一是難以保證準確的鋁含量：鋁容易發生偏析，鋅鋁比重相差較大從而會出現鋁的出浮現象，在合金液中會產生含鋁量不同的鍍層。

二是難以保證稀土金屬的含量：稀土金屬熔點較高，易燃，極易氧化，在一定溫度下，直接將稀土金屬加入到Zn-5%Al共晶熔體中，稀土燒損嚴重，鍍層內稀土幾乎全部氧化燒損。

發明內容

為克服以上技術問題，本發明給出了Galfan合金熔煉方法，以下為技術方案：

1、熔煉中間合金

所述中間合金為Zn-RE中間合金，其組成重量百分比如下：鋅95-97%，稀土3-5%。

先將鋅稀土混合物在氬氣保護下真空封裝，確保稀土不被氧化，放爐中升溫到500℃，然后保溫2小時。

升溫至820℃-860℃，然后保溫5-8小時。

取樣時充分搖勻，使其成分均勻，然后淬火處理。

2、配料

將配置好的中間合金成份分析，計算出稀土的吸收率，根據目標Galfan合金的金屬元素成份，計算好所需鋅、鋁的含量，確保準確無誤，其組成重量百分比如下：

鋅90%-94%

鋁?4.5%-6%

Zn-RE中間合金???1%-5%。

3、熔煉

裝料融化：將中間合金與計算好配比的鋅鋁備好，首先將爐溫調整680℃，加入鋁進行熔煉，30-50分鐘，熔煉Al時，不要攪拌，防止氧化增加燒損；待Al熔煉完畢后，將爐溫調整600℃，加入鋅進行熔煉，?15-25分鐘，待鋅熔煉完畢后，溫度仍然保持在600℃，最后加入Zn-RE中間合金進行熔煉，25-35分鐘。

精煉：爐前質量檢查，用0.2%的ZnCl₂精煉，實施清渣、除氣，精煉時間為10-20分鐘。

出爐：溫度調整450℃，保溫15-25分鐘，澆鑄，出爐溫度為450℃。

本發明解決了高熔點合金、低燃點合金在有色金屬合金配制過程中的加入問題，特別是解決了低燃點金屬在配制過程中的氧化燃燒問題，效果明顯；由于在熔煉鋅稀土中間合金采用了隔離方法，防止稀土的燒損與氧化，燒損率低、合金元素吸收率高，此外熔煉鋅鋁合金時，降低了鋅的百分比，降低了鋅鋁質量比重，降低了鋁的偏析，確保了化學成分準確均勻，達到合金成份的要求，適合大批量的Galfan合金生成。

附圖說明

圖1是為0.1wt%Ce的Galfan合金凝固組織（淬火），實驗結果顯示鋁含量的質量分數為5.26%,稀土元素的質量分數為0.09%，吸收率高達90%以上。