CN101985704A

CN101985704A - 一种高强度锌合金丝及其制备方法

Info

Publication number: CN101985704A
Application number: CN 201010569738
Authority: CN
Inventors: 谭棣朋; 姚军
Original assignee: FOSHAN NANHAI DALI GUODONG COPPER PRODUCT MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: FOSHAN NANHAI DALI GUODONG COPPER PRODUCT MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2011-03-16

Abstract

本发明提供一种高强度锌合金丝，其重量百分比的组分含量为：铝0.2-0.6%，混合稀土0.01-0.10%，其余为锌及总量不大于0.1%的杂质。所述铝的重量百分比含量为0.3-0.5%。所述混合稀土的重量百分比含量为0.02-0.05%。所述杂质中按重量百分比含量铅≤0.01%，镉≤0.001%。本发明还提供了所述高强度锌合金丝的制备方法，包括以下步骤：1)按成分比例配好原料；2)熔炼；3)铸造；4)热挤压；5)热处理；6)拉伸。本发明提供的高强度锌合金丝强度大、硬度高，价格便宜，可替代传统锌丝用于制作锌丸和喷涂防腐工程等领域。提供的所述高强度锌合金丝的制备方法进一步提高锌合金丝的强度。

Description

一种高强度锌合金丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及锌合金领域，尤其涉及一种高强度锌合金丝及其制备方法。

背景技术

目前市场上常用的锌及锌合金丝按化学成分不同分为：纯锌丝、锌铝合金丝ZnAl5、锌铝合金丝ZnAl5等，它们被广泛用在防腐工程、表面处理、电容器端面喷金等领域。

纯锌丝因价格便宜，生产方法简单，因此广为应用，但它的强度和硬度低，抗拉强度通常小于120MPa，因此作为锌丸材料时，存在强度硬度低、容易磨损变形、重复利用率低；同时当作为喷涂防腐材料时，由于材料强度硬度低，材料偏软，因此易弯曲变形而堵塞热喷涂喷枪。而锌铝合金丝如ZnAl5、ZnAl15等由于生产工艺复杂，生产成本和材料价格较高，因此作为喷涂防腐材料时用量较纯锌丝少；另外锌铝合金丝在生产细丝（通常直径在1.5mm以下）时拉伸易断而难以进行，同时切成锌丸后处理过程中表面易变色，因此较少用于锌丸材料，常用锌丸所用锌丝直径通常在0.5mm-1.5mm之间。所以市场上需要一种价格便宜、具有较高强度的可代替传统锌丝的用于制作锌丸和喷涂防腐工程等领域的锌合金丝材料。

发明内容

针对上述市场上对锌丝的特殊要求，本发明提供一种高强度锌合金丝，该高强度锌合金丝强度大、硬度高，价格便宜，可替代传统锌丝用于制作锌丸和喷涂防腐工程等领域。

本发明的另一目的是提供所述高强度锌合金丝的一种制备方法，该方法可以进一步提高锌合金丝的强度。

本发明的高强度锌合金丝，其重量百分比的组分含量为：铝0.2-0.6%，混合稀土0.01-0.10%，其余为锌及总量不大于0.1%的杂质。

对本发明进一步的改善为：所述铝的重量百分比含量为0.3-0.5%，其它含量不变。

对本发明进一步的改善为：所述混合稀土的重量百分比含量为0.02-0.05%，其它含量不变。

对本发明进一步的改善为：其它含量不变，所述杂质中按重量百分比含量铅≤0.01%，镉≤0.001%。

本发明所述高强度锌合金丝的制备方法，包括以下步骤：

1）按成分比例配好原料；

2）熔炼；

3）铸造；

4）热挤压；

5）热处理；

6）拉伸。

所述步骤4）的热挤压温度为250-350℃。

所述步骤5）的热处理温度为100-200℃，时间为30-60分钟。

在所述步骤6）后进行淬火，然后拉伸成成品。

所述淬火是在100-300℃的温度下加热30-60分钟，然后在室温水中进行水淬。

本发明提供的高强度锌合金丝强度大、硬度高，价格便宜，可替代传统锌丝用于制作锌丸和喷涂防腐工程等领域。提供的所述高强度锌合金丝的制备方法进一步提高锌合金丝的强度。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。

为了能更好的对实施例进行说明，下面以列表同对比例对比的方式进行：

本发明一种高强度锌合金丝的制备方法为：按化学组分（重量百分比）：铝 0.2-0.6%，混合稀土0.01-0.10%，其余为锌及总量不大于0.1%的杂质配好原料，采用合金化处理和覆盖保护方法熔炼合金，并连续铸造成合金坯，在250-350℃保温后进行热挤压，然后经热处理并反复拉伸加工成成品，所述的热处理和拉伸可以是两道次或多道次，热处理温度100-200℃，时间30-60分钟，每道次拉伸拔截面变形量控制在5-25%之间。

上述高强度锌合金丝的制备的一种优选方法为，采用在成品拉伸前进行淬火，然后拉伸成成品，可以进一步提高锌合金丝的强度和硬度，所述的淬火指在150-250℃加热30-60分钟，然后在室温水中水淬。

下面对上表中所列的对比例与实施例在制备过程中的特别之处进行逐一说明：

对比例1：按上表“对比例1”合金化学组分铸成的铸坯，经250℃，1小时保温，挤压成Φ11的锌杆，经热处理并最终拉伸成Φ2.0mm锌丝。

对比例2：按上表“对比例2”合金化学组分铸成的铸坯，经250℃，1小时保温，挤压成Φ11的锌杆，经150℃，45分钟的热处理并拉伸成Φ2.08mm线材，然后在分别在150℃、200℃、250℃加热60分钟后放入室温水中淬火，然后分别拉伸成Φ2.0mm锌合金丝。

实施例1：按上表 “实施例1”合金化学组分铸成的铸坯，经250℃，1小时保温，挤压成Φ11的锌杆，经150℃，45分钟的热处理并最终拉伸成Φ2.0mm锌合金丝。

实施例2：按上表“实施例2”合金化学组分铸成的铸坯，经250℃，1小时保温，挤压成Φ11的锌杆，经150℃，45分钟的热处理并拉伸成Φ2.08mm线材，然后在分别在150℃、200℃、250℃加热60分钟后放入室温水中淬火，然后分别拉伸成Φ2.0mm锌合金丝。

实施例3、5、7根据上表对应合金化学组分，然后按照实施例1方式分别加工成Φ2.0mm锌合金丝。

实施例4、6、8根据上表对应合金化学组分，然后按照实施例2方式分别加工成Φ2.0mm锌合金丝。

本发明所添加各元素作用：

铝：研究表明，锌中加入微量铝可以减少锌的氧化，提高铸造表面品质，并抑制FeZn7脆性化合物的形成，同时微量铝可以细化晶粒，提高锌的抗拉强度和塑性，当铝含量低于0.2%时，对锌强度的上升有一定影响，但难以提升到150MPa以上，而当铝含量高于0.6%时，虽然会继续提升锌的强度，但会影响使用效果，如制作锌丸时发生表面变色现象，同时对资源回收添加难度，因此本发明确定的铝含量为0.2-0.6%。

稀土：稀土是锌合金优良的晶粒细化剂，在锌合金中加入微量的稀土，除了可细化晶粒外，还可以消除铁元素对锌合金的有害作用，从而改善锌合金的强度和塑性，过低的稀土含量，当小于0.01%时，作用极其微小，但当大于0.1%时，对锌合金强度的继续上升不明显，且增加了材料成本，因此本发明确定的稀土含量为0.01-0.1%。

对上述对比例及实施例制得的丝材试样测试力学性能，结果见下表。

本发明的优点在于，采用在锌基体中加入微量铝及稀土的方法，并经挤压成型而非铸造成型的方法然后拉伸成成品，因此本发明的高强度锌合金丝相比传统锌丝具有更高的强度，经测定抗拉强度>150Mpa，本发明还可通过淬火工序，进一步提高锌合金丝的强度。本发明所提供的高强度锌合金丝可代替传统锌丝广泛用于制作锌丸和喷涂防腐工程等领域。

Claims

1.一种高强度锌合金丝，其重量百分比的组分含量为：铝0.2-0.6%，混合稀土0.01-0.10%，其余为锌及总量不大于0.1%的杂质。

2.根据权利要求1所述的高强度锌合金丝，其特征在于：按重量百分比的组分含量所述铝为0.3-0.5%，混合稀土为0.01-0.10%，其余为锌及总量不大于0.1%的杂质。

3.根据权利要求1所述的高强度锌合金丝，其特征在于：按重量百分比的组分含量所述混合稀土为0.02-0.05%，铝为0.2-0.6%，其余为锌及总量不大于0.1%的杂质。

4.根据权利要求1所述的高强度锌合金丝，其特征在于：按重量百分比的组分含量所述铝为0.2-0.6%，混合稀土为0.01-0.10%，其余为锌及总量不大于0.1%的杂质，所述杂质中铅≤0.01%，镉≤0.001%。

5.根据权利要求1-4中任一项所述高强度锌合金丝的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）按成分比例配好原料；

2）熔炼；

3）铸造；

4）热挤压；

5）热处理；

6）拉伸。

6.根据权利要求5所述高强度锌合金丝的制备方法，其特征在于所述步骤4）的热挤压温度为250-350℃。

7.根据权利要求5所述高强度锌合金丝的制备方法，其特征在于所述步骤5）的热处理温度为100-200℃，时间为30-60分钟。

8.根据权利要求5所述高强度锌合金丝的制备方法，其特征在于在所述步骤6）后进行淬火，然后拉伸成成品。

9.根据权利要求8所述高强度锌合金丝的制备方法，其特征在于所述淬火是在100-300℃的温度下加热30-60分钟，然后在室温水中进行水淬。