CN104651686A - 一种合金锭以及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种合金锭，其特征在于合金锭中包括锌、铝、铬、硅和铼元素,合金锭中按重量百分比计：铝50％～58％,硅1.2％～1.8％,铬0.5%～3%,镧铈混合稀土0.03％～0.7％,铼0.01%～0.5%，余量为锌。合金锭的制备方法：配料：按上述质量百份比进行配比，其中铬金属元素取铬含量为5％的铬锌合金锭；熔炼：把配比好的金属放进熔炼炉，升温至640～660℃，进行搅拌然后再炉口取样；浇注：采用移动式可移动锌溜槽浇注，每次在2～4分钟，浇注完毕后快速揉皮；冷却：当合金液中心温度下降到465～475℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；最后起模和物表处理。本发明能够提高镀层表面的耐磨性，增强镀层的耐蚀性能,减薄镀层厚度节省锌液质量。
Description
技术领域
本发明涉及金属合金技术领域，特别涉及一种合金锭以及制备方法。
背景技术
近年来，随着对钢铁产品耐蚀性和外观质量的要求越来越高，在热镀锌领域开发了许多锌合金镀层。其中研究最多、成果最突出的就是锌铝合金镀层的研究。热浸镀是一种无论从经济型还是实用性都较高的钢铁表面处理方法。这种镀层结合了铝的耐蚀性和锌的电化学保护作用，因此得到广泛的关注。由于其在工艺上的简单易实施,而防腐性能又较为优良而被普遍使用,但随着人类社会的不断发展,人类不断探知未知的领域和对钢铁表面防护要求的提高,寻求高性能的合金镀层的要求就应运而生。现有技术中的纯锌镀层存在耐蚀性能、机械加工性能等方面的缺陷。
同时现有技术中在制备合金锭的过程中，很容易出现铝的偏析，同时金属在结晶时会出现分布均匀的现象，使得合金锭的表面出现偏析带的现象，外面花纹不均匀，严重影响美感。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高镀层表面的耐磨性，改善镀层的表面形貌还能一定程度的增强镀层的耐蚀性能,对减薄镀层厚度节省锌液质量也能起到很好作用的合金锭以及制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种合金锭，其特征在于合金锭中包括锌、铝、铬、硅和铼元素,合金锭中按重量百分比计：铝50％～58％,硅 1.2％～1.8％,铬0.5%～3%,镧铈混合稀土0.03％～0.7％,铼0.01%～0.5%，余量为锌。
所述合金锭中按重量百分比计：铝55％,硅 1.5％,铬2%,镧铈混合稀土0.55％，铼0.3%，余量为锌。
一种制备合金锭的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）配料：按上述质量百份比对合金元素进行配比，其中铬金属元素取铬含量为5％的铬锌合金锭作为原料之一；
（2）熔炼：把配比好的金属放进熔炼炉，升温至640～660℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样；
（3）浇注：采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在2～4分钟，浇注完毕后快速揉皮；
（4）冷却：当合金液中心温度下降到465-475℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；
（5）起模和物表处理：在起模的过程中检查合金锭是否有毛刺，飞边，缩孔，裂纹，缩松，浮渣。
所述熔炼步骤中：先将配比好的金属放进熔炼炉，升温至650℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样。
所述浇注步骤中：采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在3分钟，浇注完毕后快速揉皮。
所述冷却步骤中：当合金液中心温度下降到469℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量。
所述冷却步骤中：当合金液中心温度下降到469℃时，往上表面未凝区域直径在180mm时缓慢洒水，并逐渐加大浇水量。
本发明所述的一种合金锭以及制备方法具有能够提高镀层表面的耐磨性，改善镀层的表面形貌还能一定程度的增强镀层的耐蚀性能,对减薄镀层厚度节省锌液质量也能起到很好作用的特点。
具体实施方式
一种合金锭，其特征在于合金锭中包括锌、铝、铬、硅和铼元素,合金锭中按重量百分比计：铝50％～58％,硅 1.2％～1.8％,铬0.5%～3%,镧铈混合稀土0.03％～0.7％,铼0.01%～0.5%，余量为锌。
所述合金锭中按重量百分比计：铝55％,硅 1.5％,铬2%,镧铈混合稀土0.55％，铼0.3%，余量为锌。
一种制备合金锭的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）配料：按上述质量百份比对合金元素进行配比，其中铬金属元素取铬含量为5％的铬锌合金锭作为原料之一；
（2）熔炼：把配比好的金属放进熔炼炉，升温至640～660℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样；
（3）浇注：采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在2～4分钟，浇注完毕后快速揉皮；
（4）冷却：当合金液中心温度下降到465～475℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；
（5）起模和物表处理：在起模的过程中检查合金锭是否有毛刺，飞边，缩孔，裂纹，缩松，浮渣。
所述熔炼步骤中：先将配比好的金属放进熔炼炉，升温至650℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样。
所述浇注步骤中：采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在3分钟，浇注完毕后快速揉皮。
所述冷却步骤中：当合金液中心温度下降到469℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量。
所述冷却步骤中：当合金液中心温度下降到469℃时，往上表面未凝区域直径在180mm时缓慢洒水，并逐渐加大浇水量。
具体实施时，合金锭中按重量百分比计：铝50％～58％,硅 1.2％～1.8％,铬0.5%～3%,镧铈混合稀土0.001％～0.7％,铼0.01%～0.5%，余量为锌。采用这样的配比，在镀层中加入铬元素有很多的优点，不仅能够提高镀层表面的耐磨性，改善镀层的表面形貌还能一定程度的增强镀层的耐蚀性能，对减薄镀层厚度节省锌液质量也能起到很好的作用。
合金锭中按重量百分比计最优选为：铝55％,硅 1.5％,铬2%,镧铈混合稀土0.55％，铼0.3%，余量为锌。当选用这样的配比时，镀层的耐磨性能将最高，镀层的耐腐蚀性能最高，同时在效果相同的前提下镀层最薄，也最节省锌液质量。
一种制备合金锭的方法，包括以下步骤：
（1）配料：按上述质量百份比对合金元素进行配比，其中铬金属元素取铬含量为5％的铬锌合金锭作为原料之一；采用铬锌合金锭作为原料能够结合铬和锌两种金属的优点，具有很强的抗高温氧化和抗熔蚀性。
（2）熔炼：把配比好的金属放进熔炼炉，升温至640～660℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样；采用640～660℃的温度，不仅能够达到预期效果同时也省燃料，不用采用过高温度而浪费燃料同时各成分也能够达到合金化，同时还能够避免铝的偏析。能够使得金属在结晶时分布均匀。
（3）浇注：采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在2～4分钟，浇注完毕后快速揉皮；
（4）冷却：当合金液中心温度下降到465～475℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；采用640～660℃的温度，不仅能够达到预期效果同时也省燃料，不过降到过低就能使得合金凝固同时洒水来使其均匀降温。
（5）起模和物表处理：在起模的过程中检查合金锭是否有毛刺，飞边，缩孔，裂纹，缩松，浮渣。
最优选的，在熔炼步骤中：先将配比好的金属放进熔炼炉，升温至650℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样。采用650℃的温度达到的效果最好也最省燃料。同时也能够达到各成分的均匀合金化以及铝的偏析。
最优选的，在浇注步骤中：采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在3分钟，浇注完毕后快速揉皮。采用3分钟时不仅能够最节约时间，同时也能达到预期的效果。
最优选的，在冷却步骤中：当合金液中心温度下降到469℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量。采用温度下降到469℃时，不仅能够达到最好的效果同时也最节约材料，以免造成不必要的浪费。
最优选的，在冷却步骤中：当合金液中心温度下降到469℃时，往上表面未凝区域直径在180mm时缓慢洒水，并逐渐加大浇水量。当直径达到180mm时开始缓慢洒水，能够使其降温效果更好同时更均匀降温，也避免了提早放水造成的水资源的浪费。
实施例1
取铝50克，硅1.2克，铬0.5克，铼0.01克，镧铈混合稀土0.001克，高纯度锌48.289克，混合在一起放入坩埚进行真空熔炼，其中铬为5％的铬锌合金锭作为原料之一；把配比好的金属放进熔炼炉，以30℃/min的速率升温至640℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样；采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在2分钟，浇注完毕后快速揉皮；当合金液中心温度下降到465℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；最后在起模的过程中检查合金锭是否有毛刺，飞边，缩孔，裂纹，缩松，浮渣后得到合金锭。
本实施例制备的合金锌锭在后续的热镀锌过程中产生锌渣少，而且基本无底渣。最后成品后，镀锌件表面没有铝的偏析现象并且表面光洁度高更美观，并且镀层附着性和滑动性也优良；经热镀锌后得到的镀锌件在耐腐蚀性方面与普通镀锌件相比，镀锌层厚度减薄为普通镀锌件镀层厚度五分之二，耐酸性盐雾腐蚀时间可达150小时以上(相同条件下普通热镀锌件的耐盐雾腐蚀时间为24小时～36小时)。
实施例2
取铝55克，硅1.5克，铬2克，铼0.3克，镧铈混合稀土0.55克，高纯度锌40.65克，混合在一起放入坩埚进行真空熔炼，其中铬含量为5％的铬锌合金锭作为原料之一；把配比好的金属放进熔炼炉，以30℃/min的速率升温至650℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样；采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在3分钟，浇注完毕后快速揉皮；当合金液中心温度下降到469℃时，往上表面未凝区域直径在180mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；最后在起模的过程中检查合金锭是否有毛刺，飞边，缩孔，裂纹，缩松，浮渣后得到合金锭。
本实施例制备的合金锌锭在后续的热镀锌过程中产生锌渣少，而且基本无底渣。最后成品后，镀锌件表面没有铝的偏析现象并且表面光洁度高更美观，并且镀层附着性和滑动性也优良；经热镀锌后得到的镀锌件在耐腐蚀性方面与普通镀锌件相比，镀锌层厚度减薄为普通镀锌件镀层厚度十分之三，耐酸性盐雾腐蚀时间可达180小时以上(相同条件下普通热镀锌件的耐盐雾腐蚀时间为24小时～36小时)。
实施例3
取铝52克，硅1.3克，铬1克，铼0.2克，镧铈混合稀土0.3克，高纯度锌45.2克，混合在一起放入坩埚进行真空熔炼，其中铬含量为5％的铬锌合金锭作为原料之一；把配比好的金属放进熔炼炉，以30℃/min的速率升温至645℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样；采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在3分钟，浇注完毕后快速揉皮；当合金液中心温度下降到470℃时，往上表面未凝区域直径在180mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；最后在起模的过程中检查合金锭是否有毛刺，飞边，缩孔，裂纹，缩松，浮渣后得到合金锭。
本实施例制备的合金锌锭在后续的热镀锌过程中产生锌渣少，而且基本无底渣。最后成品后，镀锌件表面没有铝的偏析现象并且表面光洁度高更美观，并且镀层附着性和滑动性也优良；经热镀锌后得到的镀锌件在耐腐蚀性方面与普通镀锌件相比，镀锌层厚度减薄为普通镀锌件镀层厚度五分之二，耐酸性盐雾腐蚀时间可达150小时以上(相同条件下普通热镀锌件的耐盐雾腐蚀时间为24小时～36小时)。
实施例4
取铝57克，硅1.7克，铬2.5克，铼0.4克，镧铈混合稀土0.6克，高纯度锌37.8克，混合在一起放入坩埚进行真空熔炼，其中铬含量为5％的铬锌合金锭作为原料之一；把配比好的金属放进熔炼炉，以30℃/min的速率升温至655℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样；采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在3分钟，浇注完毕后快速揉皮；当合金液中心温度下降到472℃时，往上表面未凝区域直径在180mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；最后在起模的过程中检查合金锭是否有毛刺，飞边，缩孔，裂纹，缩松，浮渣后得到合金锭。
本实施例制备的合金锌锭在后续的热镀锌过程中产生锌渣少，而且基本无底渣。最后成品后，镀锌件表面没有铝的偏析现象并且表面光洁度高更美观，并且镀层附着性和滑动性也优良；经热镀锌后得到的镀锌件在耐腐蚀性方面与普通镀锌件相比，镀锌层厚度减薄为普通镀锌件镀层厚度五分之二，耐酸性盐雾腐蚀时间可达150小时以上(相同条件下普通热镀锌件的耐盐雾腐蚀时间为24小时～36小时)。
实施例5
取铝58克，硅1.8克，铬3克，铼0.5克，镧铈混合稀土0.7克，高纯度锌40.65克，混合在一起放入坩埚进行真空熔炼，其中铬含量为5％的铬锌合金锭作为原料之一；把配比好的金属放进熔炼炉，以30℃/min的速率升温至660℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样；采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在4分钟，浇注完毕后快速揉皮；当合金液中心温度下降到475℃时，往上表面未凝区域直径在180mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；最后在起模的过程中检查合金锭是否有毛刺，飞边，缩孔，裂纹，缩松，浮渣后得到合金锭。
本实施例制备的合金锌锭在后续的热镀锌过程中产生锌渣少，而且基本无底渣。最后成品后，镀锌件表面没有铝的偏析现象并且表面光洁度高更美观，并且镀层附着性和滑动性也优良；经热镀锌后得到的镀锌件在耐腐蚀性方面与普通镀锌件相比，镀锌层厚度减薄为普通镀锌件镀层厚度五分之二，耐酸性盐雾腐蚀时间可达150小时以上(相同条件下普通热镀锌件的耐盐雾腐蚀时间为24小时～36小时)。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
综上所述，本发明的一种合金锭以及制备方法具有能够提高镀层表面的耐磨性，改善镀层的表面形貌还能一定程度的增强镀层的耐蚀性能,对减薄镀层厚度节省锌液质量也能起到很好作用的特点。
Claims (7)
1.一种合金锭，其特征在于合金锭中包括锌、铝、铬、硅和铼元素,合金锭中按重量百分比计：铝50％～58％,硅 1.2％～1.8％,铬0.5%～3%,镧铈混合稀土0.001％～0.7％,铼0.01%～0.5%，余量为锌。
2.根据权利要求1所述的一种合金锭，其特征在于：所述合金锭中按重量百分比计：铝55％,硅1.5％,铬2%,镧铈混合稀土0.55％，铼0.3%，余量为锌。
3.一种如权利要求1或2所述的合金锭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）配料：按权利要求1或2所述的质量百份比对合金元素进行配比，其中铬金属元素取铬含量为5％的铬锌合金锭作为原料之一；
（2）熔炼：把配比好的金属放进熔炼炉，升温至640～660℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，然后再炉口取样；
（3）浇注：采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在2～4分钟，浇注完毕后快速揉皮；
（4）冷却：当合金液中心温度下降到465～475℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量；
（5）起模和物表处理：在起模的过程中检查合金锭是否有毛刺，飞边，缩孔，裂纹，缩松，浮渣。
4.根据权利要求3所述的一种合金锭的制备方法，其特征在于：所述熔炼步骤中：先将配比好的金属放进熔炼炉，升温至650℃，进行搅拌，使各成分均匀合金化，避免铝的偏析，然后再炉口取样。
5.根据权利要求3所述的一种合金锭的制备方法，其特征在于：所述浇注步骤中：采用移动式可移动锌溜槽浇注，浇注锭每次在3分钟，浇注完毕后快速揉皮。
6.根据权利要求4或5所述的一种合金锭的制备方法，其特征在于：所述冷却步骤中：当合金液中心温度下降到469℃时，往上表面未凝区域直径在200mm以内缓慢洒水，并逐渐加大浇水量。
7.根据权利要求6所述的一种合金锭的制备方法，其特征在于：所述冷却步骤中：当合金液中心温度下降到469℃时，往上表面未凝区域直径在180mm时缓慢洒水，并逐渐加大浇水量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150527 |