CN109207808A - 一种热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭及其使用方法，其成分重量百分比为：Si 13.5‑15.5％，Fe 0.1‑2.0％，Cu≤0.10％，Mn≤0.10％，Mg≤0.10％，Ni≤0.10％，其余Zn、Sn、Ti、Zr、Pb、Ca、Na、Sr、V、Cd、Cr6+、Hg等元素进行了限定，余量为Al和不可避免杂质，杂质合计≤0.20％，单个杂质≤0.05％。本发明通过高硅设计及对杂质元素量的控制，解决采用现有热镀铝硅产品生产时出现Si含量低不易调节的问题；特别是，采用本发明所述铝硅合金锭获得的热镀铝硅产品镀层，具有优异镀层质量，镀层附着性满足ISO5000:2011、JISG3314等国际标准要求；镀层盐雾试验满足连续观察240小时以上无红锈；镀层Pb、Cd、Cr(Ⅵ)含量满足RoHS标准要求。
Description
技术领域
本发明涉及铝硅合金锭生产工艺，特别涉及一种热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭及其使用方法。
背景技术
热镀铝硅产品生产采用铸造铝硅合金锭，目前铸造铝硅合金锭成分如国家标准GB/T8733-2007标准和ISO3522-2006标准如表1所示：
表1
在热镀工艺中镀层质量与镀液成份有密切关系，如果镀液成份不合理就会出现镀层附着性不良、镀层耐蚀性降低等问题。
现有标准锭用于热镀铝硅产品生产时，由于标准锭成分中Si范围比较大，最高范围也10.5-13.5％，当出现Si成分异常时调节需要的调解锭量多；而且，铝硅液中Fe元素有一定的溶解度，如果不在合金锭中残留一部分Fe的话，铝硅液就具有极强的腐蚀性，将对锅内的沉没辊设备进行强烈腐蚀；杂质分元素Cu、Mn、Mg、Ni、Cr、Zn在调节锭中如果没有进行特殊管控，将影响杂质元素总量的控制；此外，镀层表面锌花也是用户关心的问题，锌花大小与Ca、Na、Sr、V含量有关系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭及其使用方法，解决采用现有标准铝硅锭来生产热镀铝硅产品存在的Si含量低时不易调节的问题，特别是，采用本发明所述铝硅合金锭获得的热镀铝硅产品镀层，具有优异镀层质量，镀层附着性满足ISO5000:2011、JISG3314等国际标准要求；镀层盐雾试验满足连续观察240小时以上无红锈；镀层Pb、Cd、Cr(Ⅵ)含量满足RoHS标准要求。
为达到上述目的，本发明的技术方案
一种热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭，其成分重量百分比为：Si 13.5-15.5％，Fe 0.1-2.0％，Cu≤0.10％，Mn≤0.10％，Mg≤0.10％，Ni≤0.10％，Zn≤0.10％，Sn≤0.10％，Ti≤0.10％，Zr≤0.10％，，Ca≤0.10％，Na≤0.10％，Sr≤0.10％，V≤0.10％，Pb≤0.003％，Cd≤0.003％，Cr6+≤0.10％，Hg≤0.003％，余量Al和其余杂质，其余杂质合计≤0.20％，单个杂质≤0.05％。
本发明通过高硅设计及对杂质元素量的控制，解决采用现有热镀铝硅产品生产时出现Si含量低不易调节的问题。
本发明所述的热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭的使用方法，其包括如下步骤：
1)计算铝锅液体质量
锅锅内液体质量＝锅体积(长*宽*液面高度)*铝液液态密度；
2)检测铝锅液体中硅含量(％)、铁含量(％)
3)计算调整前铝锅液体中含有硅含量、铁含量
硅含量＝锅内液体质量*硅含量(％)
铁含量＝锅内液体质量*铁含量(％)；
4)判断是否需要进行调节以及调节方向
如果低于目标范围，则添加所述铸造铝硅合金锭---高硅合金锭；
5)计算添加高硅合金锭质量及块数
添加高硅合金锭质量＝(添加后硅含量目标(％)*添加前锅内液体质量-硅含量)/(低硅锭硅含量(％)-添加后硅含量目标(％))
添加高硅合金锭块数＝添加高硅合金锭质量/高硅合金锭单重；
6)检测添加后硅含量(％)、铁含量(％)
通过取样检测分析添加后的硅含量(％)、铁含量(％)，判定是否符合管控范围；如果不符合管控范围，则重新步骤5)、6)。
本发明铝硅合金锭与相关标准铸造铝硅合金锭对比：
1)现有标准锭成分中Si含量10.5-13.5％，本发明铝硅合金锭的Si的成分范围更高，高达13.5-15.5％，可以实现相同的调解锭数量实现对Si的大幅度的调节。
2)现有标准锭成分中Fe含量0.6％，本发明铝硅合金锭的Fe的成分范围0.1-2.0％，一方面可以降低铝硅合金锭的处理成本，同时让铝硅液中有一定溶解度，可以防止铝硅液对沉没辊的设备的腐蚀程度，提高沉没辊的使用寿命。
3)现有标准锭成分中Cu含量0.6％、Mn含量0.5％、Mg含量0.05％、Ni元素未规定、Cr含量0.25％、Zn含量0.50％、Sn元素未规定、Ti含量0.25％、Zr元素未规定，本发明铝硅合金锭的对这些成分范围都相对在0.10％，这些元素中Cu、Mg、Sn、Zn使得镀层韧性和粘附性恶化，其他元素考虑到铝硅产品中除Si外的总的杂质元素量的控制，因此进行了限定。
4)现有标准锭成分没有考虑镀层晶粒细化的元素，本发明增加了晶粒细化的制定元素Ca、Na、Sr、V等，这些元素不会使得镀层韧性和粘附性恶化，考虑到铝硅产品中除Si外的总的杂质元素量的控制，因此进行了限定。
5)现有标准锭成分没有考虑RoHS指令有害元素的要求，本发明增加了RoHS指令有害元素Pb、Cd、Cr6+、Hg的要求，按照RoHS指令要求，本发明提出锭中Pb≤0.003％、Cd≤0.003％，Cr6+≤0.10％，Hg≤0.003％要求。
附图说明
图1为采用本发明获得的镀层T弯试验图片。
图2为采用本发明获得的镀层盐雾试验图片。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
本发明所述的热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭的使用方法，其包括如下步骤：
1)计算铝锅液体质量：
锅锅内液体质量＝锅体积(长*宽*液面高度)*铝液液态密度
实例：锅长4020mm、锅宽3920mm、锅液面高度2300mm，铝液液态密度2500Kg/m3，通过计算锅内液体质量＝90.61吨；
2)测量铝锅液体中硅含量(％)、铁含量(％)
实例：硅含量(％)＝8.5％、铁含量(％)＝2.8％；
3)计算调整前铝锅液体中含有硅含量、铁含量
实例：硅含量＝锅内液体质量*硅含量(％)＝90.61*8.5％＝7.70吨
铁含量＝锅内液体质量*铁含量(％)＝90.61*2.8％＝2.53吨；
4)判断是否需要进行调节以及调节方向
实例：低于目标范围，添加所述铸造铝硅合金锭---高硅合金锭，确定添加后硅含量目标9.0％；
5)计算添加高硅合金锭质量及块数；
添加高硅合金锭质量＝(添加后硅含量目标(％)*添加前锅内液体质量-硅含量)/(低硅锭硅含量(％)-添加后硅含量目标(％))；
实例：添加高硅合金锭质量＝(9.0％*90.61-7.70)/(14.5％-9％)＝8.27吨；
添加高硅合金锭块数＝8.27吨/0.5吨/块＝16块；
6)检测添加后硅含量(％)、铁含量(％)
通过取样检测分析添加后的硅含量(％)、铁含量(％)，判定是否符合管控范围；
实例：检查发现硅含量为8.98％、铁含量为2.61％，一次调整到位。
本发明实施例成分参见表2。本发明实施例镀层质量检测和试验结果见表3。
由表3可见，本发明所述的热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭的所生产的热镀铝硅产品镀层，具有优异镀层质量，包括：
1)镀层附着性满足ISO5000:2011、JISG3314等国际标准要求；
2)镀层盐雾试验满足连续观察240小时以上无红锈；
3)镀层Pb、Cd、Cr(Ⅵ)含量满足RoHS标准要求。
Claims (2)
1.一种热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭，其成分重量百分比为：Si 13.5-15.5％，Fe 0.1-2.0％，Cu≤0.10％，Mn≤0.10％，Mg≤0.10％，Ni≤0.10％，Zn≤0.10％，Sn≤0.10％，Ti≤0.10％，Zr≤0.10％，Pb≤0.003％，Ca≤0.10％，Na≤0.10％，Sr≤0.10％，V≤0.10％，Cd≤0.003％，Cr6+≤0.10％，Hg≤0.003％，余量Al和其余杂质，其余杂质合计≤0.20％，其中单个杂质≤0.05％。
2.如权利要求1所述的热镀铝硅产品生产用的铸造铝硅合金锭的使用方法，其特征是，包括如下步骤：
1)计算铝锅液体质量
锅锅内液体质量＝锅体积(长*宽*液面高度)*铝液液态密度
2)检测铝锅液体中硅含量(％)、铁含量(％)
3)计算调整前铝锅液体中含有硅含量、铁含量
硅含量＝锅内液体质量*硅含量(％)
铁含量＝锅内液体质量*铁含量(％)
4)判断是否需要进行调节以及调节方向
如果低于目标范围，则添加所述铸造铝硅合金锭--高硅合金锭；
5)计算添加高硅合金锭质量及块数
添加高硅合金锭质量＝(添加后硅含量目标(％)*添加前锅内液体质量-硅含量)/(低硅锭硅含量(％)-添加后硅含量目标(％))
添加高硅合金锭块数＝添加高硅合金锭质量/高硅合金锭单重；
6)检测添加后硅含量(％)、铁含量(％)
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