JP2009102727A

JP2009102727A - マイクロ合金化の高強度亜鉛合金

Info

Publication number: JP2009102727A
Application number: JP2008015974A
Authority: JP
Inventors: Dai Guoshui; グオスイダイ; Qian Guotong; グオトンチェン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2028-01-28
Also published as: CN100537806C; JP5356691B2; CN101139672A

Abstract

【課題】金属部品および金属化フィルムコンデンサ端面の表面処理に使用する亜鉛玉、亜鉛線に適する高硬度、高強度亜鉛合金の提供。
【解決手段】亜鉛をベースとし、同時に鉄とアルミニウム中の何れか一種または二種を含み、各組成分の重量パーセントは、鉄：０．００１〜０．１％、アルミニウム：０．０１〜０．１％、さらに好ましくは鉄：０．００３〜０．０３％、アルミニウム：０．０３〜０．０６％であって、不純物総量は０．１％以下、特に鉛：０．０３％以下、カドミウム：０．００２％以下の組成を有する亜鉛合金を用いた玉および線。
【選択図】なし

Description

本発明は、金属部品の表面処理および金属化フィルムコンデンサ端面の鍍金材料の製造技術分野に属し、マイクロ合金化の高強度亜鉛合金に関する。

ショットブラストは、既に金属部品の表面処理に幅広く応用されているが、従来のショットブラストは二酸化珪素の砂粒を使うことによって、金属部品表面のスケールや、錆および古い塗膜などの不純物を徹底に除去することができ、錆び落としの効率が高いなどのメリットがあるが、サンドブラストにおける多くの問題を発生する。例えば、ボールブラストの再利用率が低く、処理中に人体に有害で環境汚染をもたらす珪酸粉塵が大量に発生し、これらの粉塵が人体に吸収されると、塵肺病になる恐れがあり、現場の整理もとても難しい。そのため、ここ数年において、これらのショットブラスト処理は次第に制限されるようになり、海外では既にほとんど使用禁止となっている。

現在、一般的にはステンレス、炭素鋼、アルミ、亜鉛などの材料で作られたφ０．５〜１．５ｍｍの線を顆粒状に切断し、ボールブラストとして使用されている。既存の亜鉛玉は、主に非鉄金属の精密鋳物の表面処理に使われており、その硬度（ＨＶ２８〜３２）は適中で、鋳物表面に傷付けない前提で鋳物表面のバリやスケールなどの不純物を除去することができる。洗浄後の精密鋳物表面の粗度および精度が高くなり、特に洗浄中は部品の表面に０．００１３ｍｍ厚さの亜鉛膜が形成されるため、湿気の多い環境における一時的な防食作用をすることができる。亜鉛玉は粉塵の発生も少なく、粉塵が至る所に飛ぶこともない。また、粉塵爆発や火災の危険性も非常に低く、環境保護と安全性に優れたショットブラストの方法である。しかし、変形し易く、砕け易く、再利用率が低く、価格に対するコストが高いため、使用するメーカーにとってはコスト的な圧力がある。

亜鉛原材料の価格が次第に高くなるにつれて、市場では亜鉛玉の使用性能がほとんど変わらない状況で、適当に硬度(≧ＨＶ３２)を高めて、再利用率を向上することを期待している。

金属部品の防食吹付けおよび金属化フィルムコンデンサ端面の鍍金業界では、作業効率を向上するために、高性能のブラストガンを使用するようになりつつあるが、線送り装置とノズルとの距離および線送り速度の増加につれて、このようなブラストガンは、既存の亜鉛線材料（引張強度＜１２０Ｎ／ｍｍ²）を使う場合、線送り力の作用の下で、線が曲り易くて、ブラストガンが詰まってしまう。そのため、市場では引張強度が高い亜鉛線（≧１２０Ｎ／ｍｍ²）を期待している。

本発明は、効果的に引張強度および硬度を高め、金属部品表面処理およびコンデンサ端面の鍍金の要求に満たすことができるマイクロ合金化の高強度亜鉛合金を提供することを目的とする。

本発明は、亜鉛をベースとするマイクロ合金化の高強度亜鉛合金であって、同時に鉄とアルミニウム中の何れか一種または二種を含み、各組成分の重量パーセントは、鉄０．００１〜０．１％、アルミニウム０．０１〜０．１％、その他は亜鉛および総重量０．１％以下の不純物で、各組成分の重量パーセントの合計は１００％であることを特徴とする。

前記鉄の最適な含有量は、各組成分総重量の０．００３〜０．０３％である。

前記アルミニウムの最適な含有量は、各組成分総重量の０．０３〜０．０６％である。

前記不純物中の各組成分の重量パーセントは、鉛≦０．０３％、カドミウム≦０．００２％である。

前記マイクロ合金化の高強度亜鉛合金には、亜鉛玉または亜鉛線が含まれる。

マイクロ合金化は、ここ数年において急速に発展している金属材料加工技術で、主にベース金属に他の微量元素を添加することによって、特定の力学的性能を求めている。

この技術は高効率的で、合金元素が節約できるなどの特徴を持っており、既に「環境保護材料」として公認されている。しかも、純亜鉛は非冷間硬化金属で、異なる加工工程においてもその力学的性能は変わらない。本発明は、マイクロ合金化原理を利用して微量の鉄とアルミニウム元素を添加することによって、その力学的性能を大幅に改良することができる。

研究によると、純亜鉛（Ｚｎ）の中に鉄（Ｆｅ）を添加すると、合金の引張強度と硬度を大幅に向上することができるが、鉄の含有量が０．００１％以下の場合、その効果はあまりはっきりしておらず、含有量が０．１％以上の場合、鉄と亜鉛は脆い金属間化合物ＦｅＺｎ₇を生成するため、その加工性に大きな影響をもたらし、完成品率を大幅に減少させるため、総合的に考慮と比較して、本発明の鉄の含有量は０．００１〜０．１％範囲とし、含有量は０．００３〜０．０３％とすることが好ましい。

また、研究によると、純亜鉛（Ｚｎ）の中にアルミニウム（Ａｌ）を添加すると、合金の引張強度と硬度を改良することができるが、アルミニウムの含有量が０．０１％以下の場合、その効果はあまりはっきりしておらず、含有量が０．１％以上の場合、合金の硬度と引張強度を向上させる能力は大幅に低下し、しかも、過量のアルミニウムの含有量は、本発明使用後の資源の回収が難しくなるため、総合的に考慮と比較して、本発明の鉄の含有量は０．０１〜０．１％範囲とし、含有量は０．０３〜０．０６％とすることが好ましい。

本発明では、不純物総量の重量パーセントを０．１％以下と規定しているが、無鉛化の要求を考慮して、本発明に記載されている不純物中、鉛（Ｐｂ）≦０．０３%、カドミウム（Ｃｄ）≦０．００２%とし、その他の元素の種類と組成分は規定してない。

研究によると、本発明に添加される微量元素は、本発明の設計範囲において、金属化フィルムコンデンサに不良な影響が生じない。

本発明は、処理される金属部品によって異なる硬度と引張強度のマイクロ合金化の高強度亜鉛玉を提供することができる。また異なるタイプのブラストガンによって、引張り強度が対応できるマイクロ合金化の高強度亜鉛線を提供し、ブラストガンの詰まりを解決することもできる。金属部品の表面処理や吹付けによる防食、金属化フィルムコンデンサ端面の鍍金などの分野において、従来の亜鉛玉と亜鉛線製品の代替として使用できる。実際的応用では、引張強度≧１２０Ｎ／ｍｍ²、硬度：ＨＶ３２〜１８０、伸び率：≧３０％である特徴を有する。

次に、本発明の１６の実施例と既存の純亜鉛製品の比較例との各組成分の構成および各性能指数を比較した表で、さらに本発明の優れた性能を説明している。

本発明は、上記の実施例だけに限らず、実際の応用において異なる性能要求および使用状況によって、上記の実施例の中の異なる組成分を選択するか、或いは上記の実施例以外の異なる組成分を選択することができる。ただし、如何なる形式により本発明の範囲を制限するものではない。

Claims

亜鉛をベースとし、同時に鉄とアルミニウム中の何れか一種または二種を含み、各組成分の重量パーセントは、鉄０．００１〜０．１％、アルミニウム０．０１〜０．１％、その他は亜鉛および総重量０．１％以下の不純物で、各組成分の重量パーセントの合計は１００％であることを特徴とするマイクロ合金化の高強度亜鉛合金。
前記鉄の含有量は、各組成分総重量の０．００３〜０．０３％であることを特徴とする請求項１記載のマイクロ合金化の高強度亜鉛合金。
前記アルミニウムの含有量は、各組成分総重量の０．０３〜０．０６％であることを特徴とする請求項１記載のマイクロ合金化の高強度亜鉛合金。
前記不純物中の各成分の重量パーセントは、鉛≦０．０３％、カドミウム≦０．００２％であることを特徴とする請求項１記載のマイクロ合金化の高強度亜鉛合金。
前記マイクロ合金化の高強度亜鉛合金には、亜鉛玉または亜鉛線が含まれることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ合金化の高強度亜鉛合金。