CN106480337B - 一种热镀用锌铝镁合金及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热镀用锌铝镁合金及其制造方法。锌-铝-镁三元热镀锌合金的化学成分为:Al 1.4%~2.0%,Mg 1.4%~2.1%,Fe 0.001%~0.015%,Pb<0.008%,Cd<0.010%,Cu<0.008%,Sn<0.008%,余量为锌。在490~520℃熔化锌锭,然后加入锌-铝-镁中间合金,搅拌10~15min,静置10~15min后,去除表面浮渣,随后铸锭。获得的锌-铝-镁热镀锌合金具有成分均匀、杂质含量少、制造成本低的特点,可以满足高耐蚀、高表面质量锌-铝-镁合金镀层板带生产的需求。
Description
技术领域
本发明属于有色金属材料领域,特别涉及一种热镀用锌铝镁合金及其制造方法。
背景技术
热镀锌合金多采用中间合金熔炼技术:CN200810143660.X“一种锌-铝二元中间合金及其在热镀锌合金中的应用”,公开的是在560~680℃熔化制备铝含量为16%~24%、余量为锌的中间合金,然后再于480~520℃制备热镀锌合金;该发明可用于制备锌-铝二元热镀锌合金,铝含量一般为0.2%~1.0%。
CN200810143888.9“一种锌-铝-稀土中间合金及其在热镀锌合金生产中的应用”,公开的是在550~650℃熔化制备铝含量为3%~5%、RE含量为6%~10%、余量为锌的中间合金,然后再于470~480℃制备热镀锌合金;该发明可用于制备锌-铝-RE三元热镀锌合金。
CN200910259545.5“热镀锌合金熔炼方法”,公开了先在600~660℃制备锑含量为15%~25%、余量为锌的中间合金,再于500~540℃制备热镀锌合金;该发明可用于制备锌-锑合金,锑量一般为0.2%。
上述采用中间合金制备热镀锌合金的技术,可降低熔炼合金的温度,缩短熔炼及搅拌的时间,使热镀锌合金成分均匀。但是没有锌-铝-镁三元热镀锌合金的制造技术,而且上述技术方案均未对热镀合金中的杂质元素含量进行限定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锌-铝-镁三元热镀锌合金及其制造技术,满足生产热浸镀锌铝镁镀层钢板的需求。
本发明中锌-铝-镁三元热镀锌合金的化学成分为:Al1.4%~2.0%,Mg 1.4%~2.1%,Fe 0.001%~0.015%,Pb<0.008%,Cd<0.010%,Cu<0.008%,Sn<0.008%,余量为锌。
锌-铝-镁三元热镀锌合金的制造技术,在490~520℃熔化锌锭,然后加入锌-铝-镁中间合金,搅拌10~15min,静置10~15min后,去除表面浮渣,随后铸锭。
锌-铝-镁中间合金的化学成分为:Al 4%~10%,Mg 4%~10%,余量为锌和不可避免的杂质。
锌-铝-镁中间合金的制造技术为,在熔化锌锭后加热至640~680℃,按照配比加入铝锭,待铝锭全部熔化后,降温至590~610℃,按照理论镁含量配比的1.05~1.10倍,以压入方式加入镁锭,待镁锭全部溶解后,降温至490~520℃,去除表面浮渣,随后可以铸锭,也可以直接加入熔化的锌液中。
本发明中,限定锌-铝-镁三元热镀锌合金化学成分的理由如下:
铝含量低于1.4%时,热镀后的镀层Zn-Al、Zn-Al-MgZn2共晶共组织过少,镀层耐腐蚀性能不足,镀液中的镁易烧损,浮渣较多;铝含量高于2.0%,成本高,因此,将本发明中Al含量控制在1.4%~2.0%之间。
镁含量低于1.4%时,热镀后的镀层Zn-Al-MgZn2共晶共组织过少,镀层耐腐蚀性能不足;镁含量高于2.1%,镀液浮渣增加,镀层表面质量差,因此,将本发明中Mg含量控制在1.4%~2.1%之间。
铁含量低于0.001%,镀液对钢板和沉没辊的浸蚀性大;铁含量高于0.015%,镀液的锌渣增加,镀层表面质量差,且镀液与钢板的反应速度降低,镀层附着性能不好,因此,将本发明中Fe含量控制在0.001%~0.015%之间。
铅、铜、锡含量高,易造成镀层组织粗大,镀层耐蚀性和硬度不足,因此需要限制在<0.008%。
镉是对人体有害元素,其含量需要限制在<0.010%。
本发明中锌-铝-镁三元热镀锌合金的制造技术说明如下:
熔锌温度低于490℃时,中间合金溶解速度慢;熔锌温度高于520℃时,熔锌炉内壁耐材易腐蚀,寿命低。因此,将锌锭熔化温度规定在490~520℃之间。
锌锭熔化后,加入锌-铝-镁中间合金,进行搅拌,搅拌时间低于10min时,锌液中铝、镁分布不均匀;搅拌时间高于15min时,锌液氧化严重,能耗增加。因此将搅拌时间定为10~15min。
静置时间低于10min时,锌液中杂质不易上浮,锌合金锭中杂质较多;静置时间高于15min时,锌液中易铝、镁上浮,锌合金锭成分不均匀。因此将静置时间定为10~15min。
锌-铝-镁中间合金的化学成分说明如下:
中间合金铝、镁含量低于4%时,制造锌铝镁热镀锌合金需要的中间合金量过多,热镀锌合金的成本高;中间合金铝、镁含量高于10%时,中间合金熔点高,不易于在温度较低的锌液中溶解,热镀锌合金的生产效率过低。因此,将锌-铝-镁中间合金的铝、镁含量均规定为4%~10%。
制造中间合金过程中,各工艺参数说明如下:
加入铝锭时锌液温度低于640℃时,铝溶解速度低;温度高于680℃时,能耗较高,设备损耗大。因此要将熔化锌锭后的锌液加热至640~680℃加入铝锭。
加入镁锭时锌合金液温度低于590℃时,镁溶解速度低;温度高于610℃时,镁不仅易烧损,而且易燃并造成安全事故,因此要将锌合金液降温至590~610℃加入镁锭。
若加镁锭不采用压入方式,镁在锌合金液表面易燃烧损失,镁的烧损量不易掌握,因此镁锭要采用压入方式加入。
镁的配比低于理论镁含量的1.05倍时,锌合金锭的镁含量易偏低;镁的配比高于理论镁含量的1.10倍时,锌合金锭的镁含量易偏高。因此要按照理论镁含量配比的1.05~1.10倍加入镁锭。
除渣时温度低于490℃时,锌合金液中易析出金属间化合物,易混入锌渣;除渣时温度高于520℃时,锌合金液中的铁溶解度高,不易析出并被去除。因此,要在490~520℃去除表面浮渣。
本发明可以获得如下有益效果:
本发明获得的锌-铝-镁热镀锌合金具有成分均匀、杂质含量少、制造成本低的特点,可以满足高耐蚀、高表面质量锌-铝-镁合金镀层板带生产的需求。
具体实施方式
本发明中锌-铝-镁三元热镀锌合金的化学成分为:Al1.4%~2.0%,Mg 1.4%~2.1%,Fe 0.001%~0.015%,Pb<0.008%,Cd<0.010%,Cu<0.008%,Sn<0.008%,余量为锌。在490~520℃熔化锌锭,然后加入锌-铝-镁中间合金,搅拌10~15min,静置10~15min后,去除表面浮渣,随后铸锭。
锌-铝-镁中间合金的化学成分为:Al 4%~10%,Mg 4%~10%,余量为锌和不可避免的杂质。锌-铝-镁中间合金的制造技术为,在熔化锌锭后加热至640~680℃,按照配比加入铝锭,待铝锭全部熔化后,降温至590~610℃,按照理论镁含量配比的1.05~1.10倍,以压入方式加入镁锭,待镁锭全部溶解后,降温至490~520℃,去除表面浮渣,随后可以铸锭,也可以直接加入熔化的锌液中。
以下实施例用于具体说明本发明内容,体现获得的效果。这些实施例仅为本发明内容的一般描述,并不对本发明内容进行限制。表1为本发明中热镀锌合金锭化学成分,表2为热镀锌合金的熔炼工艺,表3为中间合金的化学成分,表4为中间合金的熔炼工艺。从热镀锌合金锭上不同位置取10个试样进行检测,结果如表5所示,其中Av(Me)表示所测量元素测量结果的平均值,σ(Me)表示所测量元素测量结果的标准偏差。
表1热镀锌合金锭的化学成分
实施例 | Al/% | Mg/% |
1 | 1.4 | 1.4 |
2 | 1.5 | 1.5 |
3 | 1.6 | 1.6 |
4 | 1.8 | 1.8 |
5 | 1.9 | 1.9 |
6 | 2.0 | 2.0 |
7 | 2.0 | 2.1 |
表2热镀锌合金锭成分与熔炼工艺
实施例 | 熔炼温度/℃ | 搅拌时间/min | 静置时间/min |
1 | 490 | 15 | 15 |
2 | 495 | 14 | 14 |
3 | 500 | 13 | 13 |
4 | 505 | 12 | 14 |
5 | 510 | 11 | 13 |
6 | 515 | 12 | 11 |
7 | 520 | 11 | 11 |
表3中间合金的化学成分
实施例 | Al,% | Mg,% |
1 | 4 | 4 |
2 | 5 | 5 |
3 | 6 | 6 |
4 | 7 | 7 |
5 | 8 | 8 |
6 | 9 | 9 |
7 | 10 | 10 |
表4中间合金熔炼工艺
实施例 | 加铝温度/℃ | 加镁温度/℃ | 除渣温度/℃ |
1 | 640 | 590 | 490 |
2 | 645 | 595 | 495 |
3 | 650 | 595 | 500 |
4 | 660 | 600 | 510 |
5 | 670 | 605 | 510 |
6 | 675 | 605 | 515 |
7 | 680 | 610 | 520 |
表5热镀锌合金锭的成分检测结果
根据热镀锌合金锭的成分检测结果,Al、Mg元素测量结果的标准偏差均在0.04以下,杂质含量均满足要求。此外,按上述工艺熔炼的热镀锌合金,除成分均匀外,还具有良好的外观质量(表面无锌灰、锌渣、缩孔等缺陷,颜色均匀),用于板带热浸镀时,具有溶解快、锌渣少等特点。
Claims (3)
1.一种热镀用锌铝镁合金的制造方法,包括,熔化锌锭、加入锌铝镁中间合金、搅拌、静置、去浮渣、铸锭,其特征在于,
热镀用锌铝镁合金的化学成分按重量百分比计为:Al 1.4%~2.0%,Mg 1.4%~2.1%,Fe 0.001%~0.015%,Pb<0.008%,Cd<0.010%,Cu<0.008%,Sn<0.008%,余量为锌;
在490~520℃熔化锌锭,然后加入锌铝镁中间合金,搅拌10~15min,静置10~15min后,去除表面浮渣,随后铸锭。
2.如权利要求1所述的热镀用锌铝镁合金的制造方法,其特征在于,所述锌铝镁中间合金的化学成分按重量百分比计为:Al 4%~10%,Mg 4%~10%,余量为锌和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的热镀用锌铝镁合金的制造方法,其特征在于锌铝镁中间合金的制造方法为,在熔化锌锭后将锌液加热至640~680℃,加入铝锭,待铝锭全部熔化后,将锌铝合金液降温至590~610℃,按照理论镁含量配比的1.05~1.10倍,以压入方式加入镁锭,待镁锭全部溶解后,将锌铝镁合金液降温至490~520℃,去除表面浮渣,随后可以铸锭,也可以将去除浮渣后的锌铝镁合金液直接加入熔化的锌液中。
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