[發(fā)明專利]復(fù)合鋅鋁合金鍍層材料及熱浸鍍方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710075384.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN106893888B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳廣新;彭望君;張捷宇;楊志良;丁德建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C18/04
• 分類號(hào): C22C18/04;C22C1/03;C23C2/06;C23C2/16
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種降低熱浸鍍鋁鋅底渣量及提高鍍層表面質(zhì)量的熱浸鍍方法，其特征在于，包括如下步驟：

a.熱鍍液制備過程：

1)按照制備復(fù)合鋅鋁合金鍍層材料所需的以下元素組成及其重量百分比稱量配制原料：Al的含量控制在22.3wt.％，Si含量控制在0.1～0.3wt.％，Mg含量控制在3.5wt.％，Ti含量為0.5～1wt.％，余量為Zn，將合金原料熔煉得到復(fù)合鋅鋁合金鍍層合金熔體，澆鑄于模具中冷卻成型，制成復(fù)合鋅鋁合金鍍層材料備用，具體的：

在進(jìn)行復(fù)合鋅鋁合金鍍層材料制備時(shí)，首先按照制備復(fù)合鋅鋁合金鍍層材料所需的元素組成及其重量百分比稱量配制原料，主要包括Zn塊、Al塊、Si塊和Mg塊，然后采用如下制備工藝步驟：

(1)Al-Mg中間合金制備：

①首先稱量一部分的一定量的Al塊，然后加入一定含量的鹽類覆蓋劑，鹽類覆蓋劑為經(jīng)過脫水處理的質(zhì)量百分含量為30-50％的CaCl₂、20-40％的KCl和質(zhì)量百分含量為20％-30％NaCl的均勻混合的固態(tài)粉末；

②開始升溫直至700～900℃，保溫至使Al塊全部熔化，然后開始加入Mg塊，然后加以設(shè)定次數(shù)的攪拌，經(jīng)氬氣處理后，爐冷至室溫，得到Al-Mg中間合金；(2)Al-Si中間合金制備：

①首先取用已經(jīng)稱量好的剩余的一定量的Al塊，然后加入一定含量的鹽類覆蓋劑，鹽類覆蓋劑為經(jīng)過脫水處理的質(zhì)量百分含量為30-50％的CaCl₂、20-40％的KCl和質(zhì)量百分含量為20％-30％NaCl的均勻混合的固態(tài)粉末；

②開始升溫直至700～900℃，保溫至Al塊全部熔化，然后開始加入Si塊，然后加以一定次數(shù)的攪拌，經(jīng)氬氣處理后，爐冷至室溫，得到Al-Si中間合金；

(3)Al-Ti中間合金制備：

①首先取用已經(jīng)稱量好的一部分的一定量的Al塊，然后加入一定含量的鹽類覆蓋劑，鹽類覆蓋劑為經(jīng)過脫水處理的質(zhì)量百分含量為30-50％的CaCl₂、20-40％的KCl和質(zhì)量百分含量為20％-30％NaCl的均勻混合的固態(tài)粉末；

②開始升溫直至700～900℃，保溫至Al塊全部熔化，然后開始加入Ti金屬材料，再加以一定次數(shù)的攪拌，經(jīng)氬氣處理后，爐冷至室溫，得到Al-Ti中間合金；(4)復(fù)合鋅鋁合金鍍層材料制備：

①將稱量好的Zn塊放入坩堝中，然后覆蓋一定含量的合金覆蓋劑；

②將坩堝放入電阻爐內(nèi)，開始加熱，使溫度達(dá)到700～900℃，待Zn塊全部熔化后，在700～900℃保溫至少2h時(shí)間，開始加入在所述步驟(2)中制備的Al-Si中間合金，之后進(jìn)行保溫至少0.5h，得到Zn-Al-Si合金熔體；然后向所制備的Zn-Al-Si合金熔體中主要加入在所述步驟(1)中制備的Al-Mg中間合金的同時(shí)，還向Zn-Al-Si合金熔體中加入步驟(3)制備好的Al-Ti中間合金，使Al-Mg中間合金和Al-Ti中間合金同時(shí)在Zn-Al-Si合金熔體中熔融，進(jìn)行保溫至少1h，并且加以攪拌，得到Zn-Al-Si-Mg-Ti復(fù)合鋅鋁合金鍍層合金熔體，澆鑄于模具中冷卻成型，制成復(fù)合鋅鋁合金鍍層合金材料；

2)將在所述步驟1)中制備的復(fù)合鋅鋁合金鍍層材料置入鋅鍋中，熔融后形成熱鍍液；

b.熱浸鍍過程：

ⅰ.熱浸鍍工序：將待進(jìn)行熱浸鍍的基體材料件在置入鋅鍋前進(jìn)行預(yù)還原過程，還原氣氛采用含氫體積百分比濃度為5～50％的氫氮混合氣，還原溫度為500～680℃，基體材料件的預(yù)熱時(shí)間為3～10min；然后將基體材料件進(jìn)入鋅鍋，進(jìn)入鋅鍋時(shí)的鋅鍋溫度控制在580～610℃，浸鍍時(shí)間控制在3s～30min；

ⅱ.鍍后冷卻工序：將覆有鍍層的基體材料件移出鋅鍋后，采用氣刀控制鍍層厚度，使氣刀氣氛為空氣或惰性氣體，控制氣刀溫度為10～100℃，控制氣刀吹氣壓力為0.2～0.5MPa，控制氣刀的氣流噴射方向與待吹掃的鍍膜之間的角度保持為78～90°，使鍍層厚度控制在20～35μm，在氣刀吹掃控制鍍層的厚度處理工藝結(jié)束后，用水或者空氣將鍍層快速卻至室溫，得到預(yù)期的Zn-Al-Si-Mg-Ti熱浸鍍材料件。