CN115704068A

CN115704068A - 一种高塑性锌合金瓦片材料及其制备方法

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Publication number: CN115704068A
Application number: CN202110940097.4A
Authority: CN
Inventors: 王珩; 赵鹏; 马义明; 王欢; 鹿宪珂; 熊贤仲; 张宁; 范慧龙; 贺文全; 王俊杰; 陈海大; 钱晓峰
Original assignee: Anhui Tongguan Nonferrous Metals Chizhou Co ltd; Suzhou Xiangguan Alloy Research Institute Co ltd
Current assignee: Anhui Tongguan Nonferrous Metals Chizhou Co ltd; Suzhou Xiangguan Alloy Research Institute Co ltd
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2023-02-17

Abstract

本发明公开了一种高塑性锌合金瓦片材料，包括以下元素重量百分比的组分：Al7.8％‑8.2％；Mg0.03％‑0.06％；Cu0.002％‑0.004％；Si0.004％‑0.006％；La0.002％‑0.004％；Sr0.002％‑0.004％；细化剂0.2％‑2％；余量为Zn。本发明还公开了一种高塑性锌合金瓦片材料的制备方法。本发明相较于现有技术，制得的锌合金材料塑性佳、屈服强度高、相对密度低等优点。

Description

一种高塑性锌合金瓦片材料及其制备方法

技术领域

本发明属于锌合金材料领域，尤其涉及一种高塑性锌合金瓦片材料及其制备方法。

背景技术

锌合金是以锌为基础加入其他元素组成的合金，常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等。锌合金熔点低、流动性好、易熔焊、钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔，但蠕变强℃低，易发生自然时效引起尺寸变化。

常见的锌合金型号包括2#、3#、4#、5#、8#、11#等，在制备锌合金瓦片时常采用8#锌合金(8#锌合金主要成分：Al8.2-8.8％，Cu0.5-1.0％，Mg0.02-0.03％，剩余全部是Zn)。8#锌合金的延伸率较低、没有明显的屈服强度，塑性差，抗腐蚀性不良，不能满足生产和销售需求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种高塑性锌合金瓦片材料及其制备方法，制得的锌合金材料塑性佳、屈服强度高、相对密度低等优点。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一方面，本发明提供了一种高塑性锌合金瓦片材料，包括以下重量百分比的组分：

作为上述技术方案的进一步描述：

包括以下重量百分比的组分：Al8％；Mg 0.05％；Cu0.003％；Si0.005％；La0.003％；Sr.003％；细化剂1％；余量为Zn。

作为上述技术方案的进一步描述：

细化剂为Al-B-La中间合金。

另一方面，本发明还提供了一种高塑性锌合金瓦片材料的制备方法，包括以下步骤：

1)取包括以下重量百分比的锌合金瓦片材料的制备材料：Al7.8％-8.2％；Mg0.03％-0.06％；Cu0.002％-0.004％；Si0.004％-0.006％；La 0.002％-0.004％；Sr0.002％-0.004％；细化剂0.2％-2％；余量为Zn；

2)熔炼电解锌板，在520℃左右倒入子炉，向子炉中加入称量好的Al锭，再加入Cu和Mg；

3)将子炉内材料升温到580℃搅拌，待Al锭全部熔化，加入细化剂；

4)向子炉中加入Si、稀土元素La和Sr，倒入保温炉中保温；

5)检查子炉内材料组分的含量是否符合要求，符合要求后进行浇铸。

作为上述技术方案的进一步描述：

在步骤2)中，向子炉中加入称量好的Al锭后，向子炉中充氮气。

作为上述技术方案的进一步描述：

在步骤4)中，倒入保温炉中保温之前，先升温到600℃。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，相较于传统的8#锌合金，锌合金瓦片材料组分中增加Si和稀土元素La和Sr，增加合金的力学性能和抗腐蚀性能、耐磨性能，并且在制备过程中加入细化剂，以细化晶粒，进一步增加材料强度和塑性等力学性能。

2、本发明中，相较于传统的8#锌合金，锌合金瓦片材料组分中大大降低了Cu的比例，锌合金相对密度减小。

3、本发明中，材料制备时在容器内充氮气，减少氧化物的产生，如氧化锌、氧化铝、氧化铜等，提高锌合金的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一种高塑性锌合金瓦片材料未腐蚀前的金相组织图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

取包括以下重量百分比的锌合金瓦片材料的制备材料：Al8％；Mg 0.05％；Cu0.003％；Si0.005％；La 0.003％；Sr0.003％；细化剂1％；余量为锌。

熔炼电解锌板，温在520℃左右倒入子炉，向子炉中加入称量好的Al，向子炉中充氮气，再加入Cu和Mg；将子炉内材料升温到580℃搅拌，待Al锭全部熔化，加入细化剂(AL-B-La中间合金)；向子炉中加入Si、稀土元素LA和SR，升温到600℃，倒入保温炉中保温；检查子炉内材料组分的含量是否符合要求，符合要求后进行浇铸。

检查子炉内材料组分的含量时，Al、Cu、Mg、Zn的含量用光谱测(直读光谱仪)，其它元素用ICP测(电感耦合等离子体发射光谱仪)。

现有的锌合金材料(如2#、3#、4#、5#、8#、11#等型号)的延伸率为0.6％-1.7％，本申请中锌合金瓦片材料浇铸后的锌合金延伸率在5.5％左右，延伸率大幅提升。2#、3#、4#、5#、8#、11#等型号的锌合金，用万能试验机测试抗拉强℃和屈服强℃时，无明显屈服强℃，本申请中锌合金瓦片材料浇铸后的锌合金有明显的屈服强℃(具体为：浇铸抗拉强强度210MPa、屈服强度165MPa)，材料塑性更好。

相较于传统的8#锌合金，锌合金瓦片材料组分中增加Si和稀土元素La和Sr，增加合金的力学性能和抗腐蚀性能、耐磨性能，并且在制备过程中加入细化剂，以细化晶粒，进一步增加材料强度和塑性等力学性能。相较于传统的8#锌合金，锌合金瓦片材料组分中大大降低了Cu的比例，锌合金相对密度减小。由于瓦片的体积比较大，屋顶承受力有限，密度更小的锌合金材料，制备同等体积的瓦片时质量更小，可以有效保证屋顶结构的稳定性。材料制备时在容器内充氮气，减少氧化物的产生，如氧化锌、氧化铝、氧化铜等，提高锌合金的性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高塑性锌合金瓦片材料，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

2.根据权利要求1所述的一种高塑性锌合金瓦片材料，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：Al 8％；Mg 0.05％；Cu 0.003％；Si 0.005％；La 0.003％；Sr 0.003％；细化剂1％；余量为Zn。

3.根据权利要求1或2所述的一种高塑性锌合金瓦片材料，其特征在于，所述细化剂为Al-B-La中间合金。

4.一种高塑性锌合金瓦片材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)取包括以下重量百分比的锌合金瓦片材料的制备材料：Al 7.8％-8.2％；Mg0.03％-0.06％；Cu 0.002％-0.004％；Si 0.004％-0.006％；La 0.002％-0.004％；Sr0.002％-0.004％；细化剂0.2％-2％；余量为Zn；

4)向子炉中加入Si、稀土元素La和Sr，倒入保温炉中保温；

5.权利要求4所述的一种高塑性锌合金瓦片材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤2)中，向子炉中加入称量好的Al锭后，向子炉中充氮气。

6.权利要求4所述的一种高塑性锌合金瓦片材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤4)中，倒入保温炉中保温之前，先升温到600℃。