CN113481411A

CN113481411A - 一种多元热浸镀锌铝镁合金

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Publication number: CN113481411A
Application number: CN202110862045.XA
Authority: CN
Inventors: 丁旭; 邓远久; 韩朝云; 陈昌将; 余振武; 窦鉴; 刘凡; 班新; 胡如忠; 吴红林; 李月梅; 彭正国; 杨伟青; 熊辉; 赵斌; 王瑜; 聂文斌
Original assignee: Yunnan Chihong Resources Comprehensive Utilization Co ltd
Current assignee: Yunnan Chihong Resources Comprehensive Utilization Co ltd
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2021-10-08

Abstract

本发明涉及一种多元热浸镀锌铝镁合金，属于材料技术领域，本发明所制备的锌铝镁合金中添加了铝、镁、硅、钛、镍、铋、钐、钇等八种有效元素，通过合理配置元素及用量，能够明显降低锌耗，大幅提升合金的耐腐蚀性和强度，合金表面光泽度明显上升。

Description

一种多元热浸镀锌铝镁合金

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体的说，涉及一种多元热浸镀锌铝镁合金。

背景技术

随着国内对热浸镀锌合金的要求以来越高，相关企业加大了对合金成分的研究，锌镁铝合金中加入其他元素的越来越多，五元、六元合金不断增加，性能越来越好。

申请号20181003150.3的专利“一种锌铝镁合金熔炼方法”，含锌97.2～97.6%，含铝1.4～1.6%，含镁1.1～1.2%。目的是一种锌铝镁合金熔炼方法，有效解决镁的烧损和偏析，生产出的锌铝镁合金各元素分布均匀，质量稳定可靠。该技术并不涉及含铝镁之外的合金配方。

申请号201811157769.9的专利“一种含钛和锑的热浸镀锌铝镁合金及其制备方法”，含镁2.5～3.5%，含铝10～12%，含钛0.1～0.2%，含锑0.1～0.1%，余量锌。该技术并不涉及含铝镁钛锑之外的合金配方。

申请号201410367048.6的专利“一种含钛的锌铝镁合金锭及制备方法”，含铝3～4%，含锌6～8%，含铝88～91%。该技术并不涉及含铝镁钛之外的合金配方。

以上合金的耐腐蚀性、锌耗、强度、表面光泽度都有待提升，不能适应客户对热浸镀锌合金的更高应用需求。

发明内容

本发明提供了一种多元热浸镀锌铝镁合金，解决以上问题，以适应客户对锌合金的更高应用需求。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供了一种多元热浸镀锌铝镁合金，按重量百分比计，该合金包括：铝18～22%，镁2.0～4.0%，硅2～3%，钛0.6～0.7%，镍0.1～0.2%，铋0.01～0.08%，钐0.01～0.08%，钇0.01～0.08%，铁≤0.03%，铅≤0.003%，镉≤0.03%，锡≤0.03%，其余为锌

通过试验证明，合金成分铝能够提高镀层附着力，铁铝化合物层起到媒界作用，使板材与镀层紧密结合在一起，能够提高镀层耐腐蚀性；铝能够增加合金的流动性，细化晶粒，提高镀层均匀性，增加镀层光泽度。当铝含量<18%时，合金的流动性、镀层均匀性、镀层光泽度均降低。当铝含量>22%时，高温时（>150℃）时，合金会发生软化，其镀层出现脱落、镀层光泽度大幅下降。

通过试验证明，合金成分镁能够能固溶于合金中，降低共析转变温度，抑制β相的分解，起防止合金老化的作用；能提高合金抵抗晶间腐蚀的性能，并略有细化晶粒和提高硬度的作用。当镁含量<2%时，合金的硬度和耐腐性下降。当镁含量>4%时，合金的硬度大幅上升，但是合金变脆，容易开裂，影响合金光泽度和美观。

通过试验证明，合金成分硅能够大幅抑制铝铁之间的扩散和化合作用，防止化合物生长，减薄镀层。当硅含量<2%时，合金的镀层厚度明显增加。当硅含量>3%时，合金变脆，影响合金光泽度和美观。

通过试验证明，合金成分钛能够大幅提高耐腐蚀性，在η层出现钛的富集物Fe₂TiZn₂₂，并在镀层表面出现钛的氧化物，两者共同作用提高了提高耐腐蚀性；能够细化晶粒，明显的改善结晶状态从而提高其硬度。当钛含量<0.6%时，合金的镀层厚度增加，耐腐蚀性降低。当钛含量>0.7%时，对合金的镀层厚度和耐腐蚀性基本没有影响。

通过试验证明，合金成分镍能够减薄镀层，消除因硅存在使镀层因硅含量变化而呈波浪式变化的现象，避免镀层表面灰暗、粘附性差；提高锌液流动性，提高镀层均匀性；能够提高镀层表面光泽度。当镍含量<0.1%时，合金的镀层厚度增加，流动性、耐腐蚀性、镀层均匀性、光泽度降低。当镍含量>0.2%时，对合金的镀层厚度、流动性、耐腐蚀性、镀层均匀性、光泽度基本没有影响。

通过试验证明，合金成分铋能够降低锌液的表面张力，提高对板材的浸润性，减少漏镀，有利于得到平整光滑的镀层；能够提高合金流动性，减薄镀层10%，降低锌耗1-2%。当铋含量<0.01%时，会出现漏镀，锌耗不能降低。当铋含量>0.08%时，对锌耗基本没有影响。

通过试验证明，合金成分稀土钐和钇能够降低锌液的表面张力，提高对板材的浸润性，减少漏镀，有利于得到平整光滑的镀层，防止产生锌瘤；添加钐和钇不会影响镀层结构，能够缓解金属间化合物的生长；提高镀层耐腐蚀性。当钐和钇含量<0.001%时，会出现漏镀和出现锌瘤，耐腐蚀性不能增强。当钐和钇含量>0.008%时，会出现漏镀和出现锌瘤，对耐腐蚀性基本没有影响。

通过试验证明，杂质成分铁会使合金浮渣增多，产品可能出现气孔；容易腐蚀模具等；使镀层变硬变脆，力学性能变差，镀层变暗，影响产品使用性能。

通过试验证明，杂质成分铅和镉使锌合金的晶间腐蚀变成十分敏感，在温、湿环境中加速了本身的晶间腐蚀，降低机械性能；使镀层使用寿命降低，表面出现鼓泡。

通过试验证明，杂质成分锡会产生锌花，影响镀层表面质量；会导致锌液粘稠，流动性差，影响浸润性，导致镀层变厚；降低耐腐蚀性。

通过试验证明，将铝、镁、硅、钛、镍、铋、钐、钇等八种有效元素结合制备合金何技术难点是加料顺序和烧损。首先将450～500℃锌熔化，加料顺序为600～700℃，先将铝熔化，然后加入铋熔化，在700～850℃再熔化温度高的海绵钛、海绵镍、硅粉熔化。最后在600～700℃再加入比较容易烧损的镁、钐、钇。锌烧损率1～2%，铝的烧损率2～3%，镁烧损率3～6%，硅烧损率0.1～0.2%，钛烧损率0.3～0.7%，镍烧损率0.4～0.8%，铋0.7～0.9%，钐烧损率4～6%，钇烧损率1～2%。

在试验中温度控制需要准确，对熔化温度高的钛、镍采用海绵钛、海绵镍做为原料，硅采用硅粉。容易烧损的镁、钐、钇采用惰性气体保护熔炼，同时要准确计算烧损率，否则很难生产出合格的合金。

本发明的有益效果：

本发明所制备的锌铝镁合金中添加了铝、镁、硅、钛、镍、铋、钐、钇等八种有效元素，能够明显降低锌耗，大幅提升耐腐蚀性和强度，合金表面光泽度明显上升。通过试验证明，能够降低锌耗5～10%，所制备合金耐腐蚀性提高1～4倍，硬度提高10～30%，表面光泽度明显上升。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

实施例1

按重量百分比计，该合金材料包括：铝18%，镁2.0%，硅2%，钛0.6%，镍0.1%，铋0.01%，钐0.01%，钇0.01%，铁≤0.03%，铅≤0.003%，镉≤0.03%，其余为锌和不可避免的杂质。通过试验证明，能够降低锌耗5%，所制备合金耐腐蚀性提高1倍，硬度提高10%，表面光泽度明显上升。

实施例2

按重量百分比计，该合金材料包括：铝20%，镁3.0%，硅2.5%，钛0.65%，镍0.15%，铋0.045%，钐0.045%，钇0.045%，铁≤0.03%，铅≤0.003%，镉≤0.03%，其余为锌和不可避免的杂质。通过试验证明，能够降低锌耗7%，所制备合金耐腐蚀性提高2倍，硬度提高20%，表面光泽度明显上升。

实施例3

按重量百分比计，该合金材料包括：铝22%，镁4.0%，硅3%，钛0.7%，镍0.2%，铋0.08%，钐0.08%，钇0.08%，铁≤0.03%，铅≤0.003%，镉≤0.03%，其余为锌和不可避免的杂质。通过试验证明，能够降低锌耗10%，所制备合金耐腐蚀性提高4倍，硬度提高30%，表面光泽度明显上升。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种多元热浸镀锌铝镁合金，其特征在于：按重量百分比计，该合金包括：铝18～22%，镁2.0～4.0%，硅2～3%，钛0.6～0.7%，镍0.1～0.2%，铋0.01～0.08%，钐0.01～0.08%，钇0.01～0.08%，铁≤0.03%，铅≤0.003%，镉≤0.03%，锡≤0.03%，其余为锌。