CN109536779A - 一种建筑用锌基合金板材及其制备方法 - Google Patents

一种建筑用锌基合金板材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109536779A
CN109536779A CN201910080283.8A CN201910080283A CN109536779A CN 109536779 A CN109536779 A CN 109536779A CN 201910080283 A CN201910080283 A CN 201910080283A CN 109536779 A CN109536779 A CN 109536779A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zinc
alloy plate
rolling
building
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910080283.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109536779B (zh
Inventor
任玉平
李洪晓
李松
秦高梧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN201910080283.8A priority Critical patent/CN109536779B/zh
Priority to PCT/CN2019/077954 priority patent/WO2020155316A1/zh
Publication of CN109536779A publication Critical patent/CN109536779A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109536779B publication Critical patent/CN109536779B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/02—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • C22C18/04—Alloys based on zinc with aluminium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/165—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon of zinc or cadmium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本发明的一种建筑用锌基合金板材及其制备方法，锌基合金板材包括组分及重量百分比为：Mn：0.5～1.2％，Al：0.1～0.6％，Ti：0.05～0.4％，Mg：0.05～0.2％，不可避免杂质≤0.2％，余量为Zn。制法步骤为：按配比，将纯金属锌熔化后先后加入各中间合金及金属Al，混均得锌合金熔体，向其中加入六氯乙烷静置降温后，浇铸成锭，控制相应温度与时间，分两段进行加热保温处理，经热轧退火和冷轧退火，控制压下量与轧制速度，制得建筑用锌基合金板材。本发明方法制备工艺简单，通过热挤压或轧制工艺控制合金动态再结晶过程，并利用第二相颗粒钉扎晶界阻碍晶粒长大，从而使基体晶粒显著地细化至几百纳米，使得锌基合金板材具备室温超塑性。

Description

一种建筑用锌基合金板材及其制备方法
技术领域：
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种建筑用锌基合金板材及其制备方法。
背景技术：
金属锌在钢铁材料防腐、五金器件、汽车和建筑行业等工业领域具有非常广泛的应用。其中，在空气、水或其他溶液中，锌优先于钢铁材料发生腐蚀，所以一直以来大部分的锌消费量被应用于钢铁材料的防腐蚀保护层。锌合金作为结构材料常被用于机场、学校和展览馆等建筑物的屋顶、外墙和排水系统，特别是在欧美国家锌合金在建筑物上已有200年的使用历史，而且主要是Zn-Cu-Ti合金板材(厚度为0.5～1.0mm)。Zn-Cu-Ti合金作为建筑材料具有非常显著的优势，包括板材的使用寿命可长达80～100年，板材表面腐蚀产物呈蓝灰色与大多数材料十分协调，同时还具有创伤自愈能力从而降低日常维护费用与工作量。
Zn-Cu-Ti合金中添加少量的Cu和Ti能够明显改善Zn合金的抗蠕变性能，同时获得良好的综合力学性能。通常Cu和Ti的添加量分别为0.5％～2.0％和0.05％～0.4％，此外还有少量的Al、Mg、Cr、Fe等元素。除少量Cu元素固溶之外，大部分Cu和Ti以第二相CuZn4和Zn16Ti(或Zn15Ti)形式存在于合金中。目前，大部分Zn-Cu-Ti合金板材的抗拉强度沿纵向达到160～210MPa、沿横向达到220～300MPa，延伸率沿纵向达到28％～54％、沿横向达到16％～47％。目前，Zn-Cu-Ti合金板材主要产地包括美国与德国、法国等欧洲国家；国内一些企业单位也在从事相关产品开发与生产，但大部分Zn-Cu-Ti合金板材仍需要进口。所以，开发新型Zn合金及其制备被工艺，进一步扩大锌合金应用范围都具有极其重要的意义和价值。为此，本专利公开了一种新型的Zn-Mn-Al-Ti-Mg合金板材及其制备方法。
发明内容：
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供具有高强度、高塑性的锌合金及其板材的制备方法，通过原料熔铸、均匀化处理、热轧与冷轧获得一定厚度的、具有良好室温力学性能的板材。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种建筑用锌基合金板材，包括组分及重量百分比为：Mn：0.5～1.2％，Al：0.1～0.6％，Ti：0.05～0.4％，Mg：0.05～0.2％，不可避免杂质≤0.2％，余量为Zn。
所述的建筑用锌基合金板材，在室温、应变速率为10-3s-1的拉伸试验条件下进行拉伸试验。结果显示：
沿轧制方向：热轧Zn合金板材的抗拉强度为370～470MPa，拉伸屈服强度为300～420MPa，延伸率20～40％；冷轧Zn合金板材的抗拉强度为400～450MPa，拉伸屈服强度为320～400MPa，延伸率25～50％。
垂直于轧制方向：热轧Zn合金板材的抗拉强度为460～540MPa，拉伸屈服强度为350～470MPa，延伸率15～25％；冷轧Zn合金板材的抗拉强度为470～500MPa，拉伸屈服强度为390～470MPa，延伸率20～35％。
中性盐雾试验测得建筑用锌基合金板材腐蚀速率为0.5～1mm/year。
所述的建筑用锌基合金板材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，熔铸：
(1)配料：按照锌合金的质量百分比，称量配料；
(2)将纯金属锌加热至600-640℃，熔化后依次加入金属Zn-Ti中间合金和Zn-Mn中间合金；待全部金属熔化后，熔体温度降低至540-580℃，将金属Al、Zn-Mg中间合金压入合金熔体中，搅拌至混合均匀并静置15-30min，获得锌合金熔体；
(3)将锌合金熔体温度降至500-540℃，向熔体中加入六氯乙烷，之后静置10-30min，其中：所述的六氯乙烷的加入质量为熔体质量的0.4～0.8％；
(4)将熔体温度降至480-500℃，进行浇铸，获得铸锭；
所述的步骤1(3)中，浇铸过程中模具通水冷却，获得铸锭。
步骤2，均匀化处理：
(1)将铸锭，在300-340℃保温4～6h；
(2)随炉升温至350-390℃保温3～5h；
(3)冷却至室温，获得锭坯；
所述的步骤2(3)中，冷却方式为水冷。
步骤3，热轧：
(1)将锭坯，在200～350℃保温30-60min；
(2)将锭坯从加热炉中取出后，直接进行轧制，其中，单道次压下量8～20％，轧制速度100～300mm/s；
(3)轧制3～6道次之后，在200-300℃保温10-20min，之后重复(2)继续进行轧制，直到板材厚度达到2～5mm；
(4)冷却至室温，获得热轧态锌合金板材；
所述的步骤3(4)中，冷却方式为空冷。
所述的步骤3(4)中，热轧态锌合金板材厚度为2～5mm，热轧态锌合金板材中晶粒平均粒径为1-2μm。
步骤4，冷轧：
(1)将热轧态锌合金板材在室温下继续进行轧制，其中，单道次压下量5～15％，轧制速度50～150mm/s；
(2)轧制3～6道次之后，对板材进行中间退火，退火工艺为150～300℃下保温5-15min，退火态板材重复(2)继续进行轧制，获得冷轧态锌合金板材，所述冷轧态锌合金板材厚度为0.3～2mm；
所述的步骤4(2)中，冷轧态锌合金板材中晶粒平均粒径为0.1-0.8μm。
(3)冷轧态锌合金板材冷却至室温，最终获得建筑用锌基合金板材。
所述的步骤1～4中，采用的加热设备均为电阻炉。
所述的步骤4(3)中，冷却方式为空冷。
所述的步骤4(3)中，建筑用锌基合金板材厚度为0.3～2mm。
本发明的有益效果：
1.针对目前锌合金板材综合力学性能(强度、塑性以及抗蠕变性能)尚不能完全满足应用需求的现状，本发明公开了一种新的锌合金体系及其不同厚度板材的制备工艺，所得产品同时具备高强度、高塑性以及良好抗蠕变能力，可满足不同领域的应用需求。
2.本发明的建筑用锌基合金板材中，合金元素主要包括锰、钛、铝、镁，通过本发明制备的合金中，部分Mn元素与全部Al元素固溶于Zn基体，同时还可以形成细小的第二相MnZn13、Zn16Ti(或Zn15Ti)和Mg2Zn11。通过轧制工艺控制合金动态再结晶过程，并利用第二相颗粒钉扎晶界阻碍晶粒长大，从而使基体晶粒显著地细化至0.1～2μm之间。通过第二相强化与细晶强化作用提高合金强度，同时保持较高的延伸率，特别是大量细小第二相MnZn13、Zn16Ti(或Zn15Ti)的形成极大地改善合金的抗蠕变性能。
3.本发明的建筑用锌基合金板材可通过常规的轧制、中间退火工艺制备，获得厚度在0.3～5mm之间的板材，制备工艺简单适合工业化生产，且比目前应用较多的Zn-Cu-Ti合金板材具有更高的强度与塑性。
附图说明：
图1为本发明实施例5中热轧态锌合金板材产品的微观组织照片(观察区域为板材侧面，轧向沿竖直方向)；
图2为本发明实施例5中热轧态锌合金板材产品的晶粒尺寸分布图；
图3为本发明实施例5中热轧态锌合金板材产品的室温拉伸工程应力应变曲线(沿轧制方向拉伸)；
图4为本发明实施例5中冷轧态锌合金板材产品的微观组织照片(观察区域为板材侧面，轧向沿水平方向)；
图5为本发明实施例5中冷轧态锌合金板材产品的晶粒尺寸分布图；
图6为本发明实施例5中冷轧态锌合金板材产品的室温拉伸工程应力应变曲线(沿轧制方向拉伸)。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例中采用的金属锌的纯度为99.995％，Zn-Mn中间合金Mn含量为10％，Zn-Ti中间合金Ti含量为3％，Zn-Mg中间合金Mg含量为50％，金属Al的纯度为99.99％。
本发明实施例中采用JEOL公司生产的JSM-7800F型场发射SEM上配置的OxfordHKL Channel 5 EBSD系统对板材侧面试样进行微观组织观察与分析。
本发明实施例中拉伸实验采用的标准为国标GB/T228-2002《金属材料室温拉伸实验方法》，设备为岛津制作株式会社所生产的AG-X100kN电子万能材料试验机。
以下实施例中中性盐雾实验采用的标准为国家标准GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验——盐雾试验》，并根据腐蚀增重测定腐蚀速率，其具体参数为：配制NaCl溶液浓度为5％，pH值在6.5～7.2之间，在盐雾箱中放置7天之后计算其腐蚀速率。
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于实施例。
以下实施例中采用的电阻炉设备温度精度具有±5℃的误差。
实施例1
一种建筑用锌基合金板材，包括组分及质量百分比为：Mn 1％，Al 0.5％，Ti0.3％，Mg 0.15％，其他杂质总量不超过0.2％，余量为Zn；金属锌、Zn-Mn中间合金、Zn-Ti中间合金、Zn-Mg中间合金与金属铝作为原料。
所述的建筑用锌基合金板材制备方法，包括以下步骤：
按配比，将纯金属锌加热至600℃，熔化后依次加入金属Zn-Ti中间合金和Zn-Mn中间合金；待全部金属熔化后，熔体温度降低至620℃，用石墨钟罩将金属Al、Zn-Mg中间合金压入合金熔体中，搅拌至混合均匀并静置15min，获得锌合金熔体。将熔体温度降至530℃，利用石墨钟罩向熔体中加入六氯乙烷，六氯乙烷的加入量为熔体质量的0.7％，之后静置15min。将熔体温度降至490℃，进行浇铸，浇铸过程中模具通水冷却，获得尺寸为300×150×25mm的铸锭。
将铸锭在300℃下保温6h，之后随炉升温到390℃保温3h，之后出炉快速水冷。
将锭坯在300℃下保温40min之后进行热轧，其中单道次压下量为20％，轧制速度为250mm/s。轧制3道次后将合金板材回炉，在300℃下保温15min，并重复上述轧制过程。一共经过9道次轧制获得厚度为4mm，晶粒尺寸为1.0μm的热轧态锌合金板材。沿轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到440MPa，拉伸屈服强度达到400MPa，延伸率达到28％。垂直于轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到520MPa，拉伸屈服强度达到450MPa，延伸率达到17％。
将热轧态板材在室温下继续进行轧制，其中单道次压下量为10％，轧制速度为80mm/s。轧制5道次后将合金板材在300℃下保温5min进行中间退火，之后重复上述轧制过程。一共经过2次中间退火、10道次轧制获得厚度为1.5mm，晶粒尺寸为0.8μm的冷轧态锌合金板材，冷却至室温后获得建筑用锌基合金板材。沿轧制方向：建筑用锌基合金板材的抗拉强度达到435MPa，拉伸屈服强度达到390MPa，延伸率达到35％。垂直于轧制方向：抗拉强度达到490MPa，拉伸屈服强度达到420MPa，延伸率达到27％。中性盐雾试验测得建筑用锌基合金板材的腐蚀速率为0.6mm/year。
实施例2
一种建筑用锌基合金板材，包括组分及质量百分比为：Mn 0.8％，Al 0.3％，Ti0.4％，Mg 0.1％，其他杂质总量不超过0.2％，余量为Zn；金属锌、Zn-Mn中间合金、Zn-Ti中间合金、Zn-Mg中间合金与金属铝作为原料。
所述的建筑用锌基合金板材制备方法，包括以下步骤：
按配比，将纯金属锌加热至620℃，熔化后依次加入金属Zn-Ti中间合金和Zn-Mn中间合金；待全部金属熔化后，熔体温度降低至560℃，用石墨钟罩将金属Al、Zn-Mg中间合金压入合金熔体中，搅拌至混合均匀并静置20min，获得锌合金熔体。将熔体温度降至540℃，利用石墨钟罩向熔体中加入六氯乙烷，六氯乙烷的加入量为熔体质量的0.5％，之后静置10min。将熔体温度降至480℃，进行浇铸，浇铸过程中模具通水冷却，获得尺寸为300×150×25mm的铸锭。
将铸锭在320℃下保温5h，之后随炉升温到380℃保温4h，之后出炉快速水冷。
将锭坯在250℃下保温50min之后进行热轧，其中单道次压下量为15％，轧制速度为150mm/s。轧制5道次后将合金板材回炉，在250℃下保温20min，并重复上述轧制过程。一共经过13道次轧制获得厚度为3mm，晶粒尺寸为1.8μm的热轧态锌合金板材。沿轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到420MPa，拉伸屈服强度达到360MPa，延伸率达到32％。垂直于轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到490MPa，拉伸屈服强度达到400MPa，延伸率达到23％。
将热轧态板材在室温下继续进行轧制，其中单道次压下量为12％，轧制速度为100mm/s。轧制5道次后将合金板材在200℃下保温10min进行中间退火，之后重复上述轧制过程。一共经过1次中间退火、8道次轧制获得厚度为1mm，晶粒尺寸为0.4μm的冷轧态锌合金板材。沿轧制方向：建筑用锌基合金板材的抗拉强度达到420MPa，拉伸屈服强度达到380MPa，延伸率达到44％。垂直于轧制方向：建筑用锌基合金板材的抗拉强度达到490MPa，拉伸屈服强度达到430MPa，延伸率达到28％。中性盐雾试验测得建筑用锌基合金板材的腐蚀速率为0.7mm/year。
实施例3
一种建筑用锌基合金板材，包括组分及质量百分比为：Mn 0.5％，Al 0.2％，Ti0.05％，Mg 0.05％，其他杂质总量不超过0.2％，余量为Zn；金属锌、Zn-Mn中间合金、Zn-Ti中间合金、Zn-Mg中间合金与金属铝作为原料。
所述的建筑用锌基合金板材制备方法，包括以下步骤：
按配比，将纯金属锌加热至600℃，熔化后依次加入金属Zn-Ti中间合金和Zn-Mn中间合金；待全部金属熔化后，熔体温度降低至540℃，用石墨钟罩将金属Al、Zn-Mg中间合金压入合金熔体中，搅拌至混合均匀并静置30min，获得锌合金熔体。将熔体温度降至520℃，利用石墨钟罩向熔体中加入六氯乙烷，六氯乙烷的加入量为熔体质量的0.4％，之后静置30min。将熔体温度降至480℃，进行浇铸，浇铸过程中模具通水冷却，获得尺寸为300×150×25mm的铸锭。
将铸锭在340℃下保温5h，之后随炉升温到370℃保温4h，之后出炉快速水冷。
将锭坯在200℃下保温60min之后进行热轧，其中单道次压下量为15％，轧制速度为200mm/s。轧制4道次后将合金板材回炉，在200℃下保温20min，并重复上述轧制过程。一共经过16道次轧制获得厚度为2mm，晶粒尺寸为1.5μm的热轧态锌合金板材。沿轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到370MPa，拉伸屈服强度达到300MPa，延伸率达到40％。垂直于轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到460MPa，拉伸屈服强度达到350MPa，延伸率达到25％。
将热轧态板材在室温下继续进行轧制，其中单道次压下量为15％，轧制速度为120mm/s。轧制3道次后将合金板材在250℃下保温10min进行中间退火，之后重复上述轧制过程。一共经过2次中间退火、12道次轧制获得厚度为0.3mm，晶粒尺寸为0.6μm的冷轧态锌合金板材。沿轧制方向：建筑用锌基合金板材的抗拉强度达到400MPa，拉伸屈服强度达到320MPa，延伸率达到50％。垂直于轧制方向：建筑用锌基合金板材的抗拉强度达到470MPa，拉伸屈服强度达到390MPa，延伸率达到35％。中性盐雾试验测得建筑用锌基合金板材的腐蚀速率为0.5mm/year。
实施例4
一种建筑用锌基合金板材，包括组分及质量百分比为：Mn 1.2％，Al 0.6％，Ti0.15％，Mg 0.2％，其他杂质总量不超过0.2％，余量为Zn；金属锌、Zn-Mn中间合金、Zn-Ti中间合金、Zn-Mg中间合金与金属铝作为原料。
所述的建筑用锌基合金板材制备方法，包括以下步骤：
按配比，将纯金属锌加热至640℃，熔化后依次加入金属Zn-Ti中间合金和Zn-Mn中间合金；待全部金属熔化后，熔体温度降低至560℃，用石墨钟罩将金属Al、Zn-Mg中间合金压入合金熔体中，搅拌至混合均匀并静置30min，获得锌合金熔体。将熔体温度降至530℃，利用石墨钟罩向熔体中加入六氯乙烷，六氯乙烷的加入量为熔体质量的0.8％，之后静置20min。将熔体温度降至500℃，进行浇铸，浇铸过程中模具通水冷却，获得尺寸为300×150×25mm的铸锭。
将铸锭在320℃下保温6h，之后随炉升温到390℃保温4h，之后出炉快速水冷。
将锭坯在350℃下保温30min之后进行热轧，其中单道次压下量为12％，轧制速度为100mm/s。轧制3道次后将合金板材回炉，在350℃下保温10min，并重复上述轧制过程。一共经过13道次轧制获得厚度为5mm，晶粒尺寸为2.0μm的热轧态锌合金板材。沿轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到470MPa，拉伸屈服强度达到420MPa，延伸率达到20％。垂直于轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到540MPa，拉伸屈服强度达到470MPa，延伸率达到15％。
将热轧态板材在室温下继续进行轧制，其中单道次压下量为8％，轧制速度为50mm/s。轧制5道次后将合金板材在150℃下保温15min进行中间退火，之后重复上述轧制过程。一共经过2次中间退火、11道次轧制获得厚度为2mm，晶粒尺寸为0.1μm的冷轧态锌合金板材。沿轧制方向：建筑用锌基合金板材的抗拉强度达到450MPa，拉伸屈服强度达到400MPa，延伸率达到25％。垂直于轧制方向：建筑用锌基合金板材的抗拉强度达到500MPa，拉伸屈服强度达到470MPa，延伸率达到20％。中性盐雾试验测得建筑用锌基合金板材的腐蚀速率为1mm/year。
实施例5
一种建筑用锌基合金板材，包括组分及质量百分比为：Mn 1％，Al 0.1％，Ti0.2％，Mg 0.1％，其他杂质总量不超过0.2％，余量为Zn；金属锌、Zn-Mn中间合金、Zn-Ti中间合金、Zn-Mg中间合金与金属铝作为原料。
所述的建筑用锌基合金板材制备方法，包括以下步骤：
按配比，将纯金属锌加热至620℃，熔化后依次加入金属Zn-Ti中间合金和Zn-Mn中间合金；待全部金属熔化后，熔体温度降低至560℃，用石墨钟罩将金属Al、Zn-Mg中间合金压入合金熔体中，搅拌至混合均匀并静置20min，获得锌合金熔体。将熔体温度降至540℃，利用石墨钟罩向熔体中加入六氯乙烷，六氯乙烷的加入量为熔体质量的0.5％，之后静置10min。将熔体温度降至480℃，进行浇铸，浇铸过程中模具通水冷却，获得尺寸为300×150×25mm的铸锭。
将铸锭在340℃下保温4h，之后随炉升温到390℃保温5h，之后出炉快速水冷。
将锭坯在300℃下保温40min之后进行热轧，其中单道次压下量为8％，轧制速度为300mm/s。轧制6道次后将合金板材回炉，在300℃下保温15min，并重复上述轧制过程。一共经过32道次轧制获得厚度为2mm，晶粒尺寸为1.1μm的热轧态锌合金板材，热轧态锌合金板材产品的微观组织照片(观察区域为板材侧面，轧向沿竖直方向)如图1所示，晶粒尺寸分布图如图2所示，室温拉伸工程应力应变曲线(沿轧制方向拉伸)图如图3所示。沿轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到460MPa，拉伸屈服强度达到380MPa，延伸率达到28％。垂直于轧制方向：热轧态锌合金板材的抗拉强度达到500MPa，拉伸屈服强度达到420MPa，延伸率达到19％。
将热轧态板材在室温下继续进行轧制，其中单道次压下量为5％，轧制速度为150mm/s。轧制6道次后将合金板材在200℃下保温40min进行中间退火，之后重复上述轧制过程。一共经过4次中间退火、27道次轧制获得厚度为0.5mm，晶粒尺寸为0.5μm的冷轧态锌合金板材，冷却后获得建筑用锌基合金板材，冷轧态锌合金板材产品的微观组织照片(观察区域为板材侧面，轧向沿水平方向)如图4所示，晶粒尺寸分布图如图5所示，室温拉伸工程应力应变曲线(沿轧制方向拉伸)如图6所示。沿轧制方向：建筑用锌基合金板材的抗拉强度达到420MPa，拉伸屈服强度达到350MPa，延伸率达到37％。垂直于轧制方向：建筑用锌基合金板材的抗拉强度达到480MPa，拉伸屈服强度达到400MPa，延伸率达到24％。中性盐雾试验测得建筑用锌基合金板材的腐蚀速率为0.9mm/year，热轧态锌合金板材产品的微观组织照片(观察区域为板材侧面，轧向沿竖直方向)。
最后说明的是，本发明中变形不仅局限于轧制，其他针对本合金系的热变形(锻造、轧制)与冷变形(冲压、轧制、拉拔)组合方式均可获得高强度、高塑性锌合金。以上实施例也仅用以说明本发明的技术方案而非限制。本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种建筑用锌基合金板材，其特征在于，包括组分及重量百分比为：Mn：0.5～1.2％，Al：0.1～0.6％，Ti：0.05～0.4％，Mg：0.05～0.2％，不可避免杂质≤0.2％，余量为Zn。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用锌基合金板材，其特征在于，在室温、应变速率为10-3s-1的拉条件下：
沿轧制方向：热轧Zn合金板材的抗拉强度为370～470MPa，拉伸屈服强度为300～420MPa，延伸率20～40％；冷轧Zn合金板材的抗拉强度为400～450MPa，拉伸屈服强度为320～400MPa，延伸率25～50％；
垂直于轧制方向：热轧Zn合金板材的抗拉强度为460～540MPa，拉伸屈服强度为350～470MPa，延伸率15～25％；冷轧Zn合金板材的抗拉强度为470～500MPa，拉伸屈服强度为390～470MPa，延伸率20～35％。
3.根据权利要求1所述的一种建筑用锌基合金板材，其特征在于，中性盐雾试验测得建筑用锌基合金板材腐蚀速率为0.5～1mm/year。
4.权利要求1所述的建筑用锌基合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，熔铸：
(1)配料：按照建筑用锌基合金板材的质量百分比，称量配料；
(2)将纯金属锌加热至600-640℃，熔化后依次加入金属Zn-Ti中间合金和Zn-Mn中间合金；待全部金属熔化后，熔体温度降低至540-580℃，将金属Al、Zn-Mg中间合金压入合金熔体中，搅拌至混合均匀并静置15-30min，获得锌合金熔体；
(3)将锌合金熔体温度降至500-540℃，向熔体中加入六氯乙烷，之后静置10-30min，其中：所述的六氯乙烷的加入质量为熔体质量的0.4～0.8％；
(4)将熔体温度降至480-500℃，进行浇铸，获得铸锭；
步骤2，均匀化处理：
(1)将铸锭，在300-340℃保温4～6h；
(2)随炉升温至350-390℃保温3～5h；
(3)冷却至室温，获得锭坯；
步骤3，热轧：
(1)将锭坯，在200～350℃保温30-60min；
(2)将锭坯从加热炉中取出后，直接进行轧制，其中，单道次压下量8～20％，轧制速度100～300mm/s；
(3)轧制3～6道次之后，在200-300℃保温10-20min，之后重复(2)继续进行轧制，直到板材厚度达到2～5mm；
(4)冷却至室温，获得热轧态锌合金板材；
步骤4，冷轧：
(1)将热轧态锌合金板材在室温下继续进行轧制，其中，单道次压下量5～15％，轧制速度50～150mm/s；
(2)轧制3～6道次之后，对板材进行中间退火，退火工艺为150～300℃下保温5-15min，退火态板材重复(2)继续进行轧制，获得冷轧态锌合金板材，所述冷轧态锌合金板材厚度为0.3～2mm；
(3)冷轧态锌合金板材冷却至室温，最终获得建筑用锌基合金板材。
5.根据权利要求4所述的建筑用锌基合金板材的制备方法，其特征在于，所述的步骤3(4)中，热轧态锌合金板材中晶粒平均粒径为1-2μm。
6.根据权利要求4所述的建筑用锌基合金板材的制备方法，其特征在于，所述的步骤4(2)中，冷轧态锌合金板材中晶粒平均粒径为0.1-0.8μm。
CN201910080283.8A 2019-01-28 2019-01-28 一种建筑用锌基合金板材及其制备方法 Active CN109536779B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910080283.8A CN109536779B (zh) 2019-01-28 2019-01-28 一种建筑用锌基合金板材及其制备方法
PCT/CN2019/077954 WO2020155316A1 (zh) 2019-01-28 2019-03-13 一种建筑用锌基合金板材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910080283.8A CN109536779B (zh) 2019-01-28 2019-01-28 一种建筑用锌基合金板材及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109536779A true CN109536779A (zh) 2019-03-29
CN109536779B CN109536779B (zh) 2020-11-06

Family

ID=65838763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910080283.8A Active CN109536779B (zh) 2019-01-28 2019-01-28 一种建筑用锌基合金板材及其制备方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109536779B (zh)
WO (1) WO2020155316A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114836652A (zh) * 2022-05-06 2022-08-02 中国石油大学(北京) 一种可降解锌合金及应用该可降解锌合金的可溶桥塞
CN116377275A (zh) * 2023-03-20 2023-07-04 苏州市祥冠合金研究院有限公司 一种增强锌铜钛冷轧板硬度的加工方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61199063A (ja) * 1985-02-28 1986-09-03 Sadaji Nagabori 溶融メッキ用高耐食性高加工性Ｚｎ合金
JPS61201743A (ja) * 1985-03-04 1986-09-06 Sadaji Nagabori 溶融メツキ用高耐食性高加工性Ｚｎ合金の製造法
CN101906555A (zh) * 2010-08-05 2010-12-08 中南大学 一种含Mn的抗蠕变轧制锌合金板带材及其制备方法
CN107177754A (zh) * 2017-05-22 2017-09-19 北京科技大学 一种高塑性和可生物降解Zn‑Mn系锌合金及其制备方法
CN107429375A (zh) * 2015-04-08 2017-12-01 新日铁住金株式会社 Zn‑Al‑Mg系镀覆钢板以及Zn‑Al‑Mg系镀覆钢板的制造方法
JP2018131669A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 日新製鋼株式会社 曲げ加工性に優れた黒色表面被覆高強度溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU53446A1 (zh) * 1967-04-18 1968-12-11
JP4204650B2 (ja) * 1996-12-09 2009-01-07 三井金属鉱業株式会社 高強度耐熱亜鉛合金及び成形品
CN105925847B (zh) * 2016-05-12 2018-06-29 管仁国 一种生物可降解锌基金属材料及采用该材料获得的输尿管扩张支架

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61199063A (ja) * 1985-02-28 1986-09-03 Sadaji Nagabori 溶融メッキ用高耐食性高加工性Ｚｎ合金
JPS61201743A (ja) * 1985-03-04 1986-09-06 Sadaji Nagabori 溶融メツキ用高耐食性高加工性Ｚｎ合金の製造法
CN101906555A (zh) * 2010-08-05 2010-12-08 中南大学 一种含Mn的抗蠕变轧制锌合金板带材及其制备方法
CN107429375A (zh) * 2015-04-08 2017-12-01 新日铁住金株式会社 Zn‑Al‑Mg系镀覆钢板以及Zn‑Al‑Mg系镀覆钢板的制造方法
JP2018131669A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 日新製鋼株式会社 曲げ加工性に優れた黒色表面被覆高強度溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板及びその製造方法
CN107177754A (zh) * 2017-05-22 2017-09-19 北京科技大学 一种高塑性和可生物降解Zn‑Mn系锌合金及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114836652A (zh) * 2022-05-06 2022-08-02 中国石油大学(北京) 一种可降解锌合金及应用该可降解锌合金的可溶桥塞
CN116377275A (zh) * 2023-03-20 2023-07-04 苏州市祥冠合金研究院有限公司 一种增强锌铜钛冷轧板硬度的加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020155316A1 (zh) 2020-08-06
CN109536779B (zh) 2020-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9644252B2 (en) Hot stamped high strength part excellent in post painting anticorrosion property and method of production of same
CN105074028B (zh) 室温时效后的特性优异的铝合金板
JP5728580B2 (ja) アルミニウム合金板及びアルミニウム合金板の製造方法
CN107541627B (zh) 一种具有良好室温成形性的变形镁合金板材及其制备方法
CN110863137B (zh) 一种热镀铝锌钢板的制造方法
CN109207812A (zh) 一种幕墙用6060铝合金板材及其制备方法
CN109735744B (zh) 一种具有室温超塑性的锌基合金棒材/板材及其制备方法
CN110484785A (zh) 一种高性能动力电池用铝箔制备工艺
CN107119234A (zh) 一种因瓦合金带材的细晶强化方法
CN109536779A (zh) 一种建筑用锌基合金板材及其制备方法
CN106574327A (zh) 成形用铝合金板
CN105658832A (zh) 伸长率的面内各向异性小的高强度钢板及其制造方法
KR20190098880A (ko) 마그네슘 합금 판재 및 이의 제조방법
CN110484768A (zh) 一种高强高导耐热的铜铬系合金材料及其制备工艺
CN109295366A (zh) 一种室温高成形镁合金板材及其制备方法
CN101885000B (zh) 提高6111铝合金汽车板冲压成形性的加工处理方法
CN112195376A (zh) 一种高强度汽车车身用6xxx系铝合金板材及其制备方法
EP0572666A1 (en) Cold-rolled steel sheet and galvanized cold-rolled steel sheet which are excellent in formability and baking hardenability, and production thereof
US20240368721A1 (en) Hot-bath forming process of high-corrosion-resistant and easy-to-weld hot-pressed part
CN112410628A (zh) 一种幕墙用高强度铝合金板材及其制备方法
AU2023339342B2 (en) Manufacturing method for improving edge fitting properties of 6016 automobile stamped sheets
CN108624820A (zh) 强塑积大于45GPa·%的汽车用高强韧钢及制备方法
CN112095039B (zh) 一种汽车车身用铝合金板材及其制备方法
US20170349978A1 (en) Aluminum alloy sheet
JP4386393B2 (ja) 耐食性に優れた輸送機用アルミニウム合金板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant