CN103131997A

CN103131997A - 一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料

Info

Publication number: CN103131997A
Application number: CN 201110397102
Authority: CN
Inventors: 车云; 门三泉
Original assignee: GUIZHOU ALUMINIUM PLANT
Current assignee: GUIZHOU ALUMINIUM PLANT
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2013-06-05

Abstract

本发明公开了一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料按元素重量百分比计，该合金成分为Zn：25~30，Be:0.025～0.05，Li：0.8～1.0，Cr：0.5～1.0，In：0.35～0.5，Ti-B:0.15～0.3，La：0.01～0.05，Fe：0.8～1.0，Si：0.1~0.3，其余为Al和不可避免的微量杂质，本发明实现了镀层钢板的抗剥落、高强度、易加工、易焊接、耐更高温度、耐酸碱盐类腐蚀等优良性能于一体的低锌铝合金材料。

Description

一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料

技术领域

本发明属于铝合金镀层材料领域，特别涉及一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料。

背景技术

有关锌铝合金或铝锌合金为主体组分的新型高性能镀层材料专利，主要集中在欧美和日本等发达国家，国内也有一些本行业的专利。Galvalume是美国专利，成份为55%Al-43.4%Zn-1.6%Si，是目前得到实际产业化应用的高铝型锌合金镀层材料，虽然它对钢基的保护能力是纯锌镀层的2～7倍，又能大量节约锌资源，但由于浸镀温度高(590～600℃)、镀液对钢基的浸润能力差、易产生钢板针状漏镀、镀层对划伤、切口的阴极保护能力不足、成型加工、焊接以及涂装性能等方面与纯锌镀层存在差距等原因，抵消了很多优势，使之不能很好地为市场接受。Galfan是比利时研制的5%Al-Zn体系的镀层材料，含有Fe、Si、Pb、Cd、Sn和稀土等微量元素，它的熔点低于纯锌，解决了Galvalume镀液对钢基的浸润能力差的问题，依靠钢板的快速冷却产生细小的共晶组织，因此镀层具有高于锌的耐蚀性和良好的涂装性能、加工成型性能和和可焊性，但因Pb、Cd、Sn等低熔点金属容易引起镀层的晶间腐蚀(造成颜色改变)、对钢板冷却速度有着严格的限制、镀层容易产生大面积的坑凹、耐高温氧化能力差等问题，影响了Galfan的市场应用，加上它仍含有90%以上的Zn，在节约锌资源方面的意义不大，不能解决热浸镀行业长期发展的问题。近年来，出现了Zn-Al-Mg及其相关组成的多元体系合金镀层材料，美国有Zn-Al-Mg-Ti-B-Si、Zn-Al-Mg-Si专利产品；日本有铝含量5％～12％的热镀锌合金板、Zn-Al-Mg-Si、Zn-Al-Mg-Si-Mn-Cr和Zn-Al-Mg专利等等，但这些新产品和专利的铝含量大多在50%以下；而且基本上没有可以实现低成本产业化应用的新型镀层材料专利技术。

因此，围绕添加多种合金元素来改善镀层的综合性能，采用更多的Al组分来代替Zn，重点是实现铝的包覆保护能力与锌的牺牲阴极保护能力的最佳结合，并保证以尽可能简单的热浸镀工艺技术装备，实现镀层钢板的抗剥落、高强度、易加工、易焊接、耐更高温度、耐酸碱盐类腐蚀等优良性能于一体，研发和推广绿色钢铁热浸镀工艺流程，在镀层材料的生产和应用两个环节同时实现减污、降本、增效、提质，是一个急需解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服以上存在的问题，本发明提供一种实现镀层钢板的抗剥落、高强度、易加工、易焊接、耐更高温度、耐酸碱盐类腐蚀等优良性能于一体的低锌铝合金材料。

本发明的技术方案：

一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，按元素重量百分比计，该合金成分为Zn：25~30，Be:0.025～0.05，Li：0.8～1.0，Cr：0.5～1.0，In：0.35～0.5，Ti-B:0.15～0.3，La：0.01～0.05，Fe：0.8～1.0，Si：0.1~0.3，其余为Al和不可避免的微量杂质所述一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，Cr元素采用Cr(CO)₆形式加入。

所述一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，Cr(CO)₆的聚集态为粉末状20~50目。

本发明达到的有益效果：

（1）运用Be等多元素组合对低锌铝合金体系的立体变质作用，把镀层材料的综合性能提升到一个新水平，实现铝锌合金的组织结构形态优化，使镀层材料与钢铁基体产生良好的润湿性、固态附着性和基体强化性，实现镀层板易加工、易焊接、耐高温、耐酸碱盐类腐蚀，提高了循环效率和再利用价值，在镀层材料的生产和应用两个环节同时实现减污、降本、增效、提质，为实现宏观经济层面的技术升级、产品换代和产业聚集提供基础材料支撑，体现了在变温条件下以“溶液模型”研究铝合金在多元溶质的复杂组分结构中行为特征的最新技术方法，其制备方法采用的均是冶金行业的常用设备，不需特制，可提高循环效率和再利用价值；

（2）Cr(CO)₆在高温下分解出原子态的Cr，避免了中间合金，具有弥散均匀，变质效果好的特点，并且Cr(CO)₆在高温下还分解出CO，有净化炉体的作用。

具体实施方式

实施例1：

(1)按配方选定一组元素，按照重量百分比例为：Zn：25，Be:0.025，Li：0.8，Cr：0.5，In：0.35，Ti-B:0.15，La：0.01，Fe：0.8，Si：0.1，余量为Al；配制的合金总量为1000kg，则推算出所需的每种物质的重量为：Zn：250kg，Be:0.25kg，Li：8kg，Cr(CO)₆：21.2kg，In：3.5kg，Ti-B:1.5 kg，La：0.1 kg，Fe：8 kg，Si：1 kg，Al:722.65kg；

(2)先往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在700～800℃下保温；

(3)再按配方加入其它各种元素，最后再加入锌，搅拌均匀；现场取样分析，根据分析结果和配方范围，调整添加量；然后继续熔炼和搅拌，再次取样分析，直至各元素比例完全符合配方要求；

(4)然后对上述合金熔体进行炉内精炼；往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中完成；

(5)精炼后除渣、除气、静置、调温至660～720℃，合金液倾倒出炉，同时过滤；滤液平缓倾入铸造锭模中，通过顺序式结晶方式，使熔体在锭模中自下而上凝结，形成银白色锭型。

实施例2

按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：Zn：28，Be:0.037，Li：0.9，Cr：0.75，In：0.42，Ti-B:0.25，La：0.03，Fe：0.9，Si：0.2，余量为Al；配制的合金总量为1000kg，则推算出所需的每种物质的重量为：Zn：280kg，Be:0.37 kg，Li：9 kg，Cr(CO)₆：31.7 kg，In：4.2 kg，Ti-B: 2.5 kg，La：0.3 kg，Fe：9 kg，Si：2 kg，Al：685.13kg；

其余步骤同实施例1。

实施例3：

按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：Zn： 30，Be:0.05，Li：1.0，Cr：1.0，In：0.5，Ti-B:0.3，La：0.05，Fe:1.0，Si: 0.3，余量为Al；配制的合金总量为1000kg，则推算出所需的每种物质的重量为Zn：300kg，Be:0.5kg，Li：10 kg，Cr(CO)₆：42.3 kg，In：5 kg，Ti-B:3 kg，La：0.5 kg，Fe:10 kg，Si: 3 kg，Al：658.0kg；

其余步骤同实施例1。

Claims

1.一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，其特征在于：按元素重量百分比计，该合金成分为Zn：25~30，Be:0.025～0.05，Li：0.8～1.0，Cr：0.5～1.0，In：0.35～0.5，Ti-B:0.15～0.3，La：0.01～0.05，Fe：0.8～1.0，Si：0.1~0.3，其余为Al和不可避免的微量杂质。

2.根据权利要求1所述一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，其特征在于：Cr元素采用Cr(CO)₆形式加入。

3.根据权利要求2所述一种Cr配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，其特征在于： Cr(CO)₆的聚集态为粉末状20~50目。