[發明專利]一種能降低鉛浴合金蒸發率的鋁鍺合金覆蓋劑

在審

• 申請號: 201810303522.7
• 申請日: 2018-04-07
• 公開（公告）號: CN108467926A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 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: C21D1/70
• 分類號: C21D1/70;C21D9/64;C22C21/00
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本發明公開了一種能降低鉛浴合金蒸發率的鋁鍺合金覆蓋劑及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Ba:1.8?2.0wt.%,Mn:0.5?1.0wt.%,V:0.5?0.8wt.%,Sc：0.4?0.8wt.%，Th:0.2?0.5wt.%,Ge:30.0?38.0wt.%,余量為鋁。該覆蓋合金降鉛效果最好，使用期長，且不影響鋼絲鉛淬火的質量，便于工人操作，為鋼絲鉛浴爐淬火生產中的首選降鉛方法。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體地說，涉及一種鋁鍺合金。

背景技術

鋼絲的熱處理生產一般有等溫冷卻和連續冷卻兩種冷卻方式，對于鋼絲繩用半成品鋼絲而言，一般選擇等溫冷卻。鋼絲中的奧氏體在臨界溫度以上是一種穩定相，一旦冷卻到臨界溫度以下，則處于熱力學的不穩定狀態，稱為過冷奧氏體。過冷奧氏體發生轉變，形成新的穩定相。鋼絲繩的制繩鋼絲在生產過程中，要對冷軋盤條進行多次拉拔；為了消除半成品鋼絲的加工硬化，保證鋼絲獲得良好的拉拔性能，就要對半成品鋼絲進行熱處理。

金屬線材制品行業生產鋼絲繩用鋼材基本都為中高碳鋼，一般使用亞共析鋼和過共析鋼的線材。制繩鋼絲的生產采用高（500-650℃）轉變，形成均勻的索氏體化組織，在實際生產過程中，通過控制轉變溫度和轉變時間即可得到適合鋼絲進一步拉拔的細小、均勻的索氏體組織。

傳統鉛浴淬火工藝的原理是根據鋼的等溫轉變C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索氏體組織。由于鉛在300℃以上開始融化，一直到900℃左右開始沸騰，有非常寬的液態狀態的溫度區間，又由于液態鉛的熱容量非常大，900℃左右的鋼絲一接觸液態鉛，即被快速冷卻至鉛液的溫度，只要保證鋼絲隨后在液鉛中停留足夠時間，則可完成鋼絲的索氏體化組織轉變。

鉛浴淬火工藝自問世以來，一直被金屬線材制品企業廣泛應用，國內制品生產對于中高碳鋼絲的中間或成品熱處理大多采用鉛浴淬火以達到鋼絲等溫處理的目的。可是，由于鉛對環境的污染、對人體的危害，以及投資高、能耗大等弊端，尋求一種新型、高效、節能、環保的無鉛化熱處理工藝取代鉛浴淬火已成為金屬線材制品領域亟待解決的課題。

國內外的科技工作者一直致力于金屬等溫熱處理工藝以及生產裝備的前沿化研發使用。到目前為止，雖然國外發達國家在鋼簾線和切割鋼絲等產品的生產方面已經成功實現用水浴淬火代替鉛浴淬火的工藝，但是對于大多數的金屬線材制品，如電梯用鋼絲繩、港口碼頭起重用鋼絲繩，以及大量的鍍鋅鋼絲繩而言，仍然采用鉛浴淬火處理，水浴淬火處理技術并沒有實現突破并廣泛應用。隨著鋼簾線行業的蓬勃發展，一些生產企業由原來的鉛浴淬火處理、流化床處理轉變為水浴淬火處理，但也僅限于簾線用細小規格的鋼絲，但水浴淬火不能廣泛應用于中粗規格的鋼絲。

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。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。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。

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。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。

發明內容