[發明專利]鋼線鉛浴用耐揮發含Sr和Mn覆蓋鋁合金

在審

• 申請號: 201810279770.2
• 申請日: 2018-04-01
• 公開（公告）號: CN108330348A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 楊長江
• 申請（專利權）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/02;C21D1/56
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本發明公開了鋼線鉛浴用耐揮發含Sr和Mn覆蓋鋁合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Sr:0.5?0.8wt.%,Mn:1.0?1.5wt.%,Sb:0.8?1.4wt.%,Si：3.0?5.0wt.%，Y:1.0?1.2wt.%,Eu:0.2?0.4wt.%,余量為鋁。該鋁鍶合金的研制將解決鉛浴熱處理工藝應用中的難題，可有效降低鉛污染危害的程度，使鉛煙鉛塵濃度控制在相應的標準規定指標以內。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體地說，涉及一種鋁鍶合金。

背景技術

將鋼件奧氏體化后，進入熔鉛中進行淬火冷卻完成組織轉變的過程，最終組織為細珠光體。其原理是根據鋼的等溫轉變曲線,讓過冷奧氏體在 600℃左右的鉛液中進行等溫轉變，產生適合深度拉拔的細珠光體組織（索氏體）。而鉛液所具有的高熱容、 耐熱沖擊的特性易于實現鋼絲的等溫轉變。這是在制造中碳鋼及高碳鋼的鋼絲工藝中，為了獲得適當組織以便容易拉拔及獲得高質量的一種常用工藝。這種技術對于提高鋼絲繩及彈簧的疲勞壽命有重要作用。適合直接拉拔高質量鋼絲。

鉛的熔點是327度，在400-500℃時即向空氣中散發大量鉛的蒸氣，并且隨著溫度的增高鉛蒸氣迅速地增長。鉛浴淬火溫度一般在500℃以上，因此會產生大量鉛蒸氣，由鉛鍋逸出的鉛蒸氣在空氣中迅速氧化，以氧化鉛的形態形成鉛煙塵凝集并彌漫于生產車問內。鉛浴的缺點也是很明顯的。（1）鉛浴淬火雖已在許多企業得到廣泛應用，但存在著許多缺陷，主要表現為鉛污染環境，危害人體健康；穿線很不方便，勞動強度大；鉛液易結渣，維護復雜，稍有不慎會因掛鉛而影響后續加工。（2）鉛浴淬火劑是早期采用的金屬淬火介質。浴溫越低，冷速越大。由于鉛浴會揮發出有毒氣體，對人體毒性較大。

但是鉛浴淬火作為一種傳統的熱處理方式，以較為接近等溫轉變要求，工藝易于控制，且處理后鋼絲性能好、質量較穩定等優點。國內外仍有很多企業在沿用這種傳統的熱處理工藝，尤其在鋼絲生產中，經過鉛浴處理的鋼絲，具有良好的索氏體組織，保證了鋼絲良好的拉拔性能，及拉拔后可獲得高強度、高韌性的綜合力學性能。故鉛浴爐還不能被其它熱處理方式完全取代，其將在較長時期內存在。在這種情況下，為了把鉛蒸氣對環境的污染和人類的傷害控制在最低限度，鉛污染的防治就成了人們一直探索的重要課題。通過鉛污染防治措施的采用，可有效降低鉛污染危害的程度，使鉛煙鉛塵濃度控制在相應的標準規定指標以內。

目前針對鉛淬火進行鉛污染防治的措施，主要以鉛鍋覆蓋劑法為主。也就是選用某種能夠對鉛鍋起到一定封閉作用的材料，覆蓋于鉛液之上，以防止和控制鉛蒸氣超量逸出，從而達到鉛污染超標治理的方法。常見的覆蓋劑有：（1）木炭粉（2）SRQF覆蓋劑。由多種硅酸鹽復合而成的一種覆蓋材料，其特點是無味、耐高溫，隔熱性能好，對鉛蒸氣具有較強的吸收抑制性能。（3）GBA液鉛覆蓋劑。它由兩部分組成:一部分是優質焦炭顆粒為主的固體載體，另一部分則是以各種低共熔無機鹽為主的高溫膠結劑。（4）煤渣覆蓋劑。

使用鉛鍋覆蓋劑法進行鉛污染防治的效果如何，關鍵取決于覆蓋劑的性能與特點。不同的鉛鍋覆蓋劑其效果也不盡相同。好的鉛鍋覆蓋劑不僅具有較好的鉛污染防治功能，而且能夠達到節能降耗，保證產品質量的效果。因覆蓋劑密封效果不理想，使得鉛浴熱處理的應用和推廣受到了很大的限制。總的說來，上述的方法各有缺點，并不能完全滿足現有的行業要求。降低鉛浴過程中鉛的揮發，以及對人和環境的危害，從材料學的角度講無非就是降低鉛的揮發速度或者鉛的飽和蒸氣壓。鉛浴淬火在還不能被其他方式完全取代之前，以它自身的優越性，仍將在較長時問內存在。對于鉛浴淬火造成的鉛污染的防治依然是我們研究探索的一個重要課題。

選用液體合金作為鉛浴覆蓋劑，是鉛浴合金領域的一大創新。該方法一方面可以解決各種固態顆粒覆蓋劑在密封性能上難以解決的問題。液體合金良好的流動性能，保證了在鋼絲進、出鉛浴池時，其合金液能夠以最快的速度自動彌合孔洞，阻止鉛蒸汽的溢出，同時氧化鉛的減少，避免了鋼絲掛鉛現象的出現。另一方面，液體合金覆蓋在鉛浴表面，將改變鉛浴表面的壓力平衡，進而影響液面的飽和蒸氣壓，進一步保證合金覆蓋劑的密封性，使鉛浴淬火能夠繼續得到推廣。