CN101104916A - 含有调整合金的二元合金镀覆材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有调整合金的二元合金镀覆材料及其制造方法，其中二元合金由Zn－Al或Zn－Sb或Zn－Ni或Zn－Mg元素组成，所述的调整合金由选自Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi中的一种或几种组成，并且所述调整合金占二元合金锌镀覆材料总质量的0.5％以下，还公开了一种制造方法，包括将各组按配比在熔炼炉中熔炼，熔炼温度为650－750℃，经非接触式搅拌再经过精练、除渣，最后浇铸的合金锭，本发明镀覆钢材有高的耐蚀性和优良的抗疲劳性能，与基体金属结合力强，能广泛应用于家电、建材、汽车行业。

Description

含有调整合金的二元合金镀覆材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种含有调整合金的二元合金镀覆材料及其制造方法，尤其是一种高耐蚀性镀覆钢材的二元合金镀覆材料及其制造方法。
背景技术
在当前国内外市场上，由于家电、建材、汽车等领域内对热镀锌或热镀锌合金钢板需求量越来越大，但大部分厂家仍在生产和使用传统的热镀锌钢板(带)或仅含0.1～0.2％Al的热镀锌钢板(带)，即所谓的二元合金热镀锌钢板(带)。这种产品存在很多缺陷，使用寿命短，仅10年左右时间即产生锈蚀的缺陷，而且机械加工性能差，镀层因拉伸容易造成损伤，特别是在高于室温的条件下抗蚀性能差，镀层与基体金属结合处易脆化，易氧化生成鳞皮，抗疲劳性能差，在弯曲数次后容易产生龟裂，出现镀层脱皮现象。
为解决上述技术问题，现有技术提出很多相关的技术方案，如作者吴俊琳、余仲兴、朱永达在期刊名为“上海有色金属”上发表的“微量添加元素对热镀锌层性能的影响”和“微量添加稀土对锌基合金镀层性能的影响”两篇文章中，均提到在热度锌层中加入微量元素如添加铝、镍、稀土、铅和锑、钛、镁元素可以起到有益效果，但这两篇文章仅仅停留于学术上的研究，涉及到各种具体元素到底应如何加入目前尚无定论，其中，添加铅的含量甚至未给出一适当的数值范围，这是由于各种元素对热镀锌钢板所产生的影响作用不尽相同，甚至是相反的作用，因此并不能简单在二元(如Zn-Al)合金的基础上任意添加其他微量元素，因此该两份期刊文献中尽管从学术理论上已经意识到添加某些元素可以起到有益效果，但仍然未给出这些元素添加到二元合金中最佳的组成比例，因此目前的镀覆材料多数仍然仅由二元合金组成，不包含任何其他微量元素，正如在“微量添加元素对热镀锌层性能的影响”结尾所述“目前国内外研究大多数仍停留在实验室阶段，只有少数合金已应用于生产”，因此，如何形成好的镀覆材料一直是悬而未决的技术问题。
发明内容：
针对现有技术中二元合金镀覆材料性能不理想的技术难题，本发明目的在于提供一种含有调整合金的二元合金镀覆材料及其制造方法，以更好的提高镀覆钢材的抗腐蚀性能与耐高温性能，延长钢材的使用寿命，改善钢材的表面质量。
本发明提供一种含有调整合金的二元合金镀覆材料，所述的二元合金由Zn-Al或Zn-Sb或Zn-Ni或Zn-Mg元素组成，其中所述的调整合金由选自Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi中的一种或几种组成，并且所述调整合金占二元合金锌镀覆材料总质量的0.5％以下。
其中所述二元合金各成份占总质量的百分比为：
Al：1～15％，Zn为余量；
或Sb：1～20％，Zn为余量；
或Ni：1～5％，Zn为余量；
或Mg：1～5％，Zn为余量。
其中所述调整合金中各组成成份的具体含量：Fe＜0.2％，Pb＜0.1％，Mn＜0.1％，Ca＜0.1％，Cu＜0.1％，Sn＜0.1％，Bi＜0.1％。
同时，还提供了一种制造含有调整合金的二元合金镀覆材料的方法，所述的二元合金由Zn-Al或Zn-Sb或Zn-Ni或Zn-Mg元素组成，其中所述的调整合金由选自Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi中的一种或几种组成，将所述的二元合金按比例配比后，再加入占二元合金镀覆材料总质量0.5％以下的所述调整合金，分别加入熔炉中进行熔炼，温度650-750℃下，经非接触式搅拌，再经过精炼、除渣，最后浇注成锭。
其中非接触式搅拌采用电磁搅拌。
采用本发明技术方案，与现有技术相比，加入调整合金后，不仅成本降低，锌锅底渣生成量减少，而且镀层表面质量提高，使用方便。
具体实施方式：
表1-4列出了本发明各组成成份质量百分比的一些优选的具体实施例，但本发明各组成成份的含量不局限于表1-4所列数值，对于本领域技术人员来说，完全可以在表中所列的数值范围的基础上进行合理概括和推导。
表1 Zn-Al各组成份占总重量的质量百分含量(％)
    Al     调整合金(总量)Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi     Zn
    1     0.49     余量
    3     0.4     余量
    7     0.3     余量
    11     0.05     余量
    15     0.01     余量
表2 Zn-Sb各组成份占总重量的质量百分含量(％)
    Sb     调整合金(总量)Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi     Zn
    1     0.49     余量
    5     0.4     余量
    9     0.3     余量
    14     0.05     余量
    20     0.01     余量
表3 Zn-Ni各组成份占总重量的质量百分含量(％)
    Ni     调整合金(总量)Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi     Zn
    1     0.49     余量
    2     0.4     余量
    3     0.3     余量
    4     0.05     余量
    5     0.01     余量
表4 Zn-Mg各组成份占总重量的质量百分含量(％)
    Mg     调整合金(总量)Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi     Zn
    1     0.49     余量
    2     0.4     余量
    3     0.3     余量
    4     0.05     余量
    5     0.01     余量
从表1可以看出，本发明镀锌用的调整合金，各组成份最佳质量百分比为：Al：1-15％，调整合金(Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi)总量＜0.5％，Zn为余量。
从表2可以看出，本发明镀锌用的调整合金，各组成份最佳质量百分比为：Sb：1-20％，调整合金(Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi)总量＜0.5％，Zn为余量。
从表3可以看出，本发明镀锌用的调整合金，各组成份最佳质量百分比为：Ni：1-5％，调整合金(Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi)总量＜0.5％，Zn为余量。
从表4可以看出，本发明镀锌用的调整合金，各组成份最佳质量百分比为：Mg：1-5％，调整合金(Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi)总量＜0.5％，Zn为余量。
其中所述调整合金中各组成成份的具体含量Fe＜0.2％，Pb＜0.1％，Mn＜0.1％，Ca＜0.1％，Cu＜0.1％，Sn＜0.1％，Bi＜0.1％。
一种制造镀锌用成份的调整合金的方法，按照表1-4所述组成分别配比，分别将上述所配置的原材料加入熔炼炉中熔炼，熔炼温度在650-750℃，经非接触式搅拌，再经过精炼、除渣，最后浇注成锭。
其中所述非接触式搅拌采用电磁搅拌，精炼剂为惰性气体，精炼结束检查含气量，方可出炉，浇注成680×90×60mm铸锭。
采用本发明技术方案与现有技术相比，加入调整合金后，不仅成本降低，锌锅底渣生成量减少，而且镀层表面质量提高，使用方便，能广泛适用与家电、建材、汽车行业。

Claims (5)

1.一种含有调整合金的二元合金镀覆材料，所述的二元合金由Zn-Al或Zn-Sb或Zn-Ni或Zn-Mg元素组成，其特征在于所述的调整合金由选自Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi中的一种或几种组成，并且所述调整合金占二元合金锌镀覆材料总质量的0.5％以下。
2.如权利要求1所述二元合金镀覆材料，其中所述二元合金各成份占总质量的百分比为：Al：1～15％，Zn为余量；或Sb：1～20％，Zn为余量；或Ni：1～5％，Zn为余量；或Mg：1～5％，Zn为余量。
3.如权利要求1所述二元合金镀覆材料，其中所述调整合金中各组成成份的具体含量：Fe＜0.2％，Pb＜0.1％，Mn＜0.1％，Ca＜0.1％，Cu＜0.1％，Sn＜0.1％，Bi＜0.1％。
4.一种制造含有调整合金的二元合金镀覆材料的方法，所述的二元合金由Zn-Al或Zn-Sb或Zn-Ni或Zn-Mg元素组成，其特征在于所述的调整合金由选自Fe，Mn，Pb，Ca，Cu，Sn，Bi中的一种或几种组成，将所述的二元合金按比例配比后，再加入占二元合金镀覆材料总质量0.5％以下的所述调整合金，分别加入熔炉中进行熔炼，温度650-750℃下，经非接触式搅拌，再经过精炼、除渣，最后浇注成锭。
5.如权利要求4所述的方法，其中非接触式搅拌采用电磁搅拌。
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