WO2012079433A1

WO2012079433A1 - 七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料及其制备方法

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Publication number: WO2012079433A1
Application number: PCT/CN2011/081719
Authority: WO
Inventors: 门三泉; 车云; 张中可
Original assignee: 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2012-06-21
Also published as: CN102560312B; CN102560312A

Description

七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料及其制备方法技术领域

本发明涉及一种铝合金镀层材料及其制备方法，特别涉及一种具有七类变质剂立体组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料及其制备方法。背景技术

钢铁表面的热镀锌防护技术与电鍍、喷镀、蒸发镀、机械滚鍍等方式相比，具有镀层厚度易控、耐蚀性强、成本低、工艺可控性好、效率高等特点，自 1836年法国首先用于工业生产以来，经 170多年的发展，在镀层材料、热浸镀工艺技术装备及制品种类和用途等方面均取得了长足进步。在镀层材料方面，从镀纯锌发展到添加 Pb、 Sb获得美观表面，添加 A1改善镀层结构提高耐蚀性，添加其它元素提高附着性、高温稳定性、加工性等，乃至从锌合金发展到锌铝合金、铝锌合金、铝合金并添加各种改性元素，以获得厚度适宜、表面美观、结构缺陷少、工艺控制灵活、成本低廉、满足特殊需要等的各种锌基、铝基镀层材料。热浸镀工艺技术装备逐渐向自动化、连续化、技术集成、高产能、集约化发展，从开始的单张钢板浸镀法，到线外退火连续浸镀的惠林法、松户法，到把在线连续退火与连续热浸镀结合在一起的赛拉斯法、莎伦法、森吉米尔法及其改良法，现在已经发展到集高度精密的鍍前板基处理和镀后制品处理技术、适应多种镀层材料热浸镀工艺、立 -卧装备优化组合、能大规模高效率生产高品质、多品种镀层钢板等先进技术于一身的美钢联法热浸镀工艺技术，成为钢铁热浸镀今后发展的主流技术。热浸镀板材也从全硬板、建材板向深冲板和高档结构板大幅跨越，为家电、汽车和现代化大型工程结构的发展提供优质的耐蚀结构材料。

目前全世界已经建成投产的镀锌机组有 400多条线，遍布 60多个国家，镀锌钢制品产量接近 2亿吨，其中大部分是镀锌钢板。

中国的热镀锌钢生产起步较晚。 1935年中国才开始生产热镀锌型材、钢管、钢丝等金属制品，上世纪 50〜60年代处于低水平的吸收引进阶段，先后在沈阳、营口、北京建成了单张钢板镀锌机组。

改革开放至上世纪 80年代后期投入生产的大型机组也只有武钢和宝钢两条生产线，年产能只有几十万吨，热浸镀科研和技术装备水平都不高。

上世纪 90年代，国内利用自己的技术装备建成了一批产能 5000吨的窄带钢热镀锌及锌铝合金生产线，同时利用引进技术装备在广东、四川、辽宁、湖北建成了总产能 100万吨以上的宽带钢热鍍锌、热鍍铝及热鍍锌铝合金生产线，使我国热浸镀钢板生产技术水平有了很大提高。

进入新世纪以来，随着经济的快速发展，特别是建筑和汽车工业的跨越式发展，对高质量镀层钢板的需求量也在连年大幅攀升，在国内产品不能满足深冲性能、宽规格和多品种等需求的情况下，高端镀层钢板每年都需要大量进口。同时，国内热浸镀钢板的生产能力和技术水平也在快速提高， 2005年中国热浸镀钢板的总产能已经在 1000万吨以上，能够生产的产品品种也大大增加，因基板材质、生产工艺、表面状态及结构、镀层成份的不同，在性能和用途上也开始向差别化发展。

最近 5年来，我国先后改造、引进及新建了 200多条大型（10万吨以上)热浸镀锌钢板作业线，发展突飞猛进，已达到年产铍锌钢板 3000多万吨，消耗铍锌 300万吨 /年以上，仍不能满足需要， 2008年以来，每年进口锌金属 40万吨、锌矿砂 300万吨。

由于全世界每年热浸镀用锌消耗量达到锌金属总产量的 70%以上，造成锌资源短缺的形势越来越严峻。 2008年以来世界锌产量平均每年保持在 1200万吨左右，热镀锌产业的消费量就达到 850万吨以上，而镀锌钢铁制品的覆盖面还不到全世界钢产量的 1/5。随着经济社会的发展，高端的镀层钢铁制品所占比例越来越大，但即使把全世界的锌都用来做镀层材料，也远远不能满足钢铁热浸镀需要。这种情况，在中国显得尤其突出。也就是说，开发可替代锌的钢铁热浸铍用新材料，是世界和中国技术经济发展的必然趋势和要求；而最有希望作为代锌的材料，是铝锌合金和铝合金。

一方面，以铝代锌在热浸镀工业已有良好的技术基础。各种比例的铝 -锌合金鍍层用材料都经过了研究，并已经开发出几种性能优于纯锌的锌 -铝镀层合金和铝-锌镀层合金，得到了广泛的应用，比如美国、日本和欧洲国家研究开发的铝含量为分别为 5%、 15%、 55%的铝 -锌镀层合金，对钢铁制品的保护能力都优于纯锌，形成了产业规模，为以铝代锌技术的发展积累了丰富经验，也为进一歩开发新型代锌材料做了铺垫；另一方面，铝产业规模经过近 20年的快速扩张，特别是在中国的跳跃式增长，已经使铝金属的产量远远高于锌产量，而且其发展的势头仍很强劲。 2009年中国铝产量已经突破 2000万吨大关，几乎占据世界铝金属总产量的一半，形成了铝金属在今后一个时期供过于求的基本供求局面，而同年国内锌产量只有 518 万吨，也接近世界总产量的一半。产业界早已定论"锌是二十一世纪的稀缺资源"，金融危机只能暂时缓解锌短缺的形势，但却阻止不了供求缺口进一步扩大的发展趋势，这种情况，必然造成锌价高涨和易升难降，以及铝价的低迷和升水乏力。金融危机前的金属锌价涨到了铝价的 2倍，带来了镀锌行业进一歩发展的困境。而以铝代锌，无疑是开辟钢铁热浸镀发展新渠道的最佳途径。这是分析技术条件和经济因素后得到的必然结论。

钢铁的纯锌镀层和纯铝镀层对钢铁的防护各有优缺点。总体来说，镀锌层具有良好的牺牲阴极保护能力，其保护性可以一直持续到镀层被完全溶解，即使镀层被部分破坏造成了钢基体裸露，只要镀层不剥落，也不会降低其保护性能；而铍铝层则具有包覆防护能力高、牺牲保护能力稍差的特点。因此，加强二者的优势、克服其不足之处并使之叠加起来，开发应用锌铝合金或铝锌合金为主要组分的新型高性能镀层材料，是长期以来钢铁行业和热浸镀行业追求的高技术高效益目标，更是今后钢铁行业、热浸镀行业乃至铝行业都必须面对和需要尽快解决的重大技术经济问题，因为金融危机的影响，既对钢铁业提出了产品技术性能和质量升级的要求，也对开辟过剩铝金属消费的新渠道提出了要求，而随着物质循环发展的大趋势，大量的铝合金、锌合金、铜合金以及其它有色金属的废杂料，也越来越多地进入循环再利用程序，以最低成本实现再利用的最高价值无疑也是经济社会发展的目的和要求，这些要求从宏观经济发展的角度看，关系到钢铁、铝、锌行业的持续发展和社会各行业间的共同平衡发展，从微观经济竞争的角度看，则直接决定着一个企业的前途和命运。

作为 Zn对铁基保护的理论基础，在铁基面上 Fe-Zn反应及其生成物的性质已经过详细研究，并已取得众所周知的结论。具体情况是，在纯锌与铁充分反应后，在自内向外的顺序方向，依次生成 8种物相，分别是 ( (铁基锌固溶体层）、 cx+γ (生成温度较高的共晶混合物层）、 γ (生成温度最高、紧靠基体的硬脆相、粘附层）、 γ+δ (高温包晶混合物层）、 δ (硬度较高、塑性较好的中间金属化合物层）、 δ+ζ (530 时形成的包晶混合物层）、 ζ (塑性较差的漂移层)和 η (锌基铁固溶体层或纯锌层）。

但如果反应不充分，在最终的钢板镀层上出现的，则不一定 8种物相都存在；控制温度和浸镀时间，可以减少乃至完全杜绝某些有害物相的生成，并使之转化为更多的硬度较高、塑性较好的 δ中间金属化合物相组织，提高保护能力；而当镀液中有 A1存在时，因 A1的化学活性远高于 Ζη，优先与铁基发生 Fe-Al反应，从而改变了 Fe-Zn反应机制及其生成物结构，对于浸镀的效果， A1的加入既有增强镀层保护能力的预期作用，也有降低镀液对铁基体润湿和附着能力的非预期作用，随着镀液中铝组分的增加，镀层的附着能力往往也变坏。

因此，对铝锌合金镀层材料来说，解决镀液与镀层对基体的润湿性和附着力问题，成为长期以来技术进步围绕的轴心。同时，由于镀层材料品种的改变要求热浸镀工艺条件 (温度、镀液本身的腐蚀性等）也要有对应的变化，而这些变化在实际操作中会引起很多问题，包括钢铁制品前后的附加处理量增加、能耗提高和镀液容器材质改变、漏镀问题和镀液蒸发、成渣问题，速度和温度控制要求更严格等，这些问题会增加制造成本，是热浸镀制品生产者不愿接受的。鉴于此，研发的新型镀层材料，还应尽可能考虑与现有工艺技术的适应性，以降低应用成本和技术风险。

有关锌铝合金或铝锌合金为主体组分的新型高性能镀层材料专利，主要集中在欧美和日本等发达国家，国内也有一些本行业的专利。 Galvalume是美国专利，成份为 55%Α1-43. 4%Zn-l. 6%Si，是目前得到实际产业化应用的高铝型锌合金铍层材料，虽然它对钢基的保护能力是纯锌镀层的 2〜7倍，又能大量节约锌资源，但由于浸镀温度高 (590〜600°C)、镀液对钢基的浸润能力差、易产生钢板针状漏镀、镀层对划伤、切口的阴极保护能力不足、成型加工、焊接以及涂装性能等方面与纯锌镀层存在差距等原因，抵消了很多优势，使之不能很好地为市场接受。 Galfan是比利时研制的 5%A1-Zn体系的镀层材料，含有 Fe、 Si、 Pb、 Cd、 Sn和稀土等微量元素，它的熔点低于纯锌，解决了 Galvalume镀液对钢基的浸润能力差的问题，依靠钢板的快速冷却产生细小的共晶组织，因此镀层具有高于锌的耐蚀性和良好的涂装性能、加工成型性能和和可焊性，但因 Pb、 Cd、 Sn等低熔点金属容易引起镀层的晶间腐蚀 (造成颜色改变）、对钢板冷却速度有着严格的限制、镀层容易产生大面积的坑凹、耐高温氧化能力差等问题，影响了 Galfan的市场应用，加上它仍含有 90%以上的 Zn，在节约锌资源方面的意义不大，不能解决热浸镀行业长期发展的问题。

近年来，出现了 Zn-Al-Mg及其相关组成的多元体系合金镀层材料，美国有

Zn-Al-Mg-Ti-B-Si . Zn- Al- Mg- Si专利产品；日本有铝含量 5 %〜12 %的热镀锌合金板、 Zn-Al-Mg-Si , Zn-Al-M_g-Si-Mn-Cr和 Zn-Al-Mg专利等等，但这些新产品和专利的铝含量大多在 50%以下；而且基本上没有可以实现低成本产业化应用的新型镀层材料专利技术。

目前在中国申请的有关热浸镀技术的发明专利有一半以上是针对热浸镀装备、工艺、辅助材料和方法、镀层钢制品生产及其前后改性处理的技术，而专门针对新型高端鍍层材料开发的专利较少，更谈不上实现工业应用。

综上所述，可知目前钢铁热浸镀行业存在的主要问题是：铝锌合金镀层没有克服与钢铁基体的润湿性差、结合力弱的问题，致使在浸鍍后出现漏镀、镀层易剥落等更加严重的问题; 从工艺和装备方面改进热浸镀的方式投入大，风险高，难以取得显著的技术经济效果；大量取代锌的低成本高性能镀层材料的开发仍没有取得实质性突破。

目前和今后一个时期，中国和世界热浸镀行业技术的发展趋势，可以归纳如下： ①围绕添加多种合金元素来改善镀层的综合性能，采用更多的 A1组分来代替 Zn，重点是实现铝的包覆保护能力与锌的牺牲阴极保护能力的最佳结合，并保证以尽可能简单的热浸鍍工艺技术装备，实现镀层钢板的抗剥落、高强度、易加工、易焊接、耐更高温度、耐酸碱盐类腐蚀等优良性能于一体。

②中国须加快研制具有自主知识产权的新型高性能铝合金及铝锌合金镀层材料，缩短本领域生产高品质镀层材料相关技术与国外的差距，占领热浸镀业在今后一个时期快速发展的战略制高点。 ③研发和推广绿色钢铁热浸镀工艺流程，在镀层材料的生产和应用两个环节同时实现减污、降本、增效、提质。发明内容

本发明解决的技术问题是：

——开发系列化的用于钢铁热浸镀的七组合变质的低锌含量铝锌合金镀层材料

——通过加入极化变质剂 (稀贵元素和碱金属元素）、晶粒细化剂、溶剂钝化剂、合金强化剂、稀土添加剂、沉淀硬化剂、基体界面反应缓冲剂等作为溶质，对铝锌混合体系形成了多因素立体变质改性作用，从而实现铝锌合金的组织结构形态优化

—实现热浸镀时铁 -铝-锌合金化反应的内部均匀化 "方程式"控制机制

——使镀层材料与钢铁基体产生良好的润湿性、固态附着性、基体强化性，实现镀层板易加工、易焊接、耐高温、耐酸碱盐类腐蚀

——提升钢铁镀层材料的技术质量水平，为热浸镀钢板提高深冲加工性能和结构强度奠定物质基础

——在产业上增强钢铁与铝、锌业的相互依存度和平衡发展潜力，吸纳铝、锌、铜及其它有色金属废、旧、杂物料，提高循环效率和再利用价值，为实现宏观经济层面的技术升级、产品换代和产业聚集提供基础材料支撑。

本发明的技术方案：

七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，按元素重量百分比计，该合金成分为 Ζηί≤30，极化变质剂 10- ⁴〜15, 合金强化剂 10-⁴〜6.0, 溶剂钝化剂 10-⁴〜1.0, 沉淀硬化剂 10- ⁴〜0.5, 晶粒细化剂 10- ⁴〜1.0，稀土添加剂 10- ⁴〜1.0，基体界面反应缓冲剂 0.001〜2.0，其余为 A1和不可避免的微量杂质。

上述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，极化变质剂包括稀贵金属元素和碱金属元素，以及含有稀贵金属元素和碱金属元素的合金；稀贵金属元素包括 Ag、 Au、 Ga、 Ge、 Hf、 Ru、 Rh、 Pd、 Re、 0s、 Ir、 Pt、 Ta或 V， 14种元素可以使用其中任意一种，也可以任意两种或两种以上混合使用；碱金属元素包括 Be、 Li、 Mg、 Ca、 Sr或 Ba。

上述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，合金强化剂包括 Cu、 Li或 Mg，以及含有 Cu、 Li或 Mg的合金。

上述七组合变质的低锌热浸铍铝合金铍层材料，溶剂钝化剂包括 Co、 Cr、 Mn、 Mo、 Nb、 Ni或 W，以及含有 Co、 Cr、 Mn、 Mo、 Nb、 Ni或 W的合金； 7种元素每种可以单独使用，也可以混合使用。上述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，沉淀硬化元素包括 Bi、 Cd、 In、 Pb、 Sb、 Sn或 Tl， 7种元素每种可以单独使用，也可以混合使用。

上述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，晶粒细化剂包 ffiB、 C、 Ti或 Zr和它们相互形成的化合物，以及 B、 C或 N与高熔点过渡元素形成的高硬度高稳定性化合物，包括： Co-B, Co- C或 Co- N; Cr-B, Cr- C或 Cr- N; Fe- B， Fe- C或 Fe- N; Mo- B， Mo- C或 Mo- N; Nb- B， Nb- C或 Nb- N; Ni-B, Ni- C或 Ni- N; Ti- B， Ti- C或 Ti- N; V- B， V- C或 V- N; W-B, W- C或 W- N; Zr-B, Zr- C或 Zr- N。

上述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，稀土添加剂为单一稀土元素或一种以上的混合稀土元素。

上述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，基体界面反应缓冲剂包括 Fe、 Si、 Se或 Te，以及含有 Fe、 Si、 Se或 Te的合金。

上述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，再根据需要配制的合金总量，推算出所需的每种单质金属的质量，或者中间合金的质量，或者混合金属添加剂的质量，编制合金生产配料表，并按配料表选足备料；

(2)先往熔炼炉中加入适量的铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在 700〜800°C下保温；

(3)再按配方比例加入基体界面反应缓冲剂、极化变质剂、溶剂钝化剂、晶粒细化剂、高温强化剂、稀土添加剂和沉淀硬化剂，最后再加入锌，搅拌均匀；现场取样分析，根据分析结果和配方范围，调整添加量；然后继续熔炼和搅拌，再次取样分析，直至各元素比例完全符合配方要求。

(4)然后对上述合金熔体进行炉内精炼；往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均勾。

(5)精炼后除渣、除气、静置、调温至 660〜720°C，合金液倾倒出炉，同时过滤；滤液平缓倾入铸造锭模中，通过顺序式结晶方式，使熔体在锭模中自下而上凝结，形成银白色锭型。

(6)热浸镀工艺条件确定及合金镀层板性能和质量的检测分析。

在步骤 (2)中，熔炼炉是指可以熔炼各种铝合金、锌合金、铜合金的工业熔炉，包括工频感应加热炉、中频感应加热炉、电阻炉、燃气加热炉或燃油加热炉。

本发明的优点：

与现有技术相比，本发明的主要优点，是运用基体界面反应缓冲剂、极化变质剂、溶剂钝化剂、晶粒细化剂、高温强化剂、稀土添加剂和沉淀硬化剂等七类元素组合对低锌铝合金体系的立体变质作用，把镀层材料的综合性能提升到一个新水平，体现了在变温条件下以 "溶液模型"研究铝合金在多元溶质的复杂组分结构中行为特征的最新技术方法。 —七类变质剂的具体作用如下：

*利用极化变质元素对溶剂元素 A1和 Al+Zn的原子极化变径作用，在微观状态下有效调整原子尺寸和近程有序的结构，使熔体在宏观上结构均匀，降低表面张力，并改善熔体与镀件基体的亲和性，达到改善镀层与基体附着性；同时利用稀贵金属的相对稳定性和易扩散、易富集于表面的特点，使镀层材料和镀件产生和保持美观亮丽的表面；极少量的稀贵元素即可产生显著效果。

•利用合金强化元素的作用，生成强化相，最大程度地提高镀层的强度；实际强度可以超过钢基体。

•利用溶剂钝化元素的作用，可在溶剂表面富集一层耐酸、碱、盐和高温环境大气腐蚀、兼有微观下网格固定保护和流动性自动覆盖损伤面而起保护功能的钝化膜层；为防止单一钝化元素氧化后出现不需要的颜色，可使用两种和两种以上混合元素钝化剂。

*利用晶粒细化元素和细化剂，在高温时通过溶解、扩散和弥散，成为纳米级乃至更为细小的异类原子团簇和稳定的分子团簇，在熔体冷却结晶时提供大量分布均匀的细小"晶种"、间隙相和间隙化合物，高效细化基体的结晶粒度，提高了镀层材料的强度、韧性、硬度、耐磨性和高温性能，进而提高镀件的加工性和可焊性。

•利用稀土元素添加剂的综合作用，具有原子极化、合金强化、晶粒细化、表面美化、除氢和增强抗腐蚀性的多种辅助作用，可增强极化变质剂、合金强化剂、溶剂钝化剂、晶粒细化剂的作用，并弥补其不足。

•沉淀硬化剂也是时效强化剂，它们是熔点不高、化学活性也不高的金属元素，加入少量的这类元素，在合金体系中保持近单质状态，在体系虽然凝固但温度仍较高的状态下，它们依然保持液态，从而使体系在宏观上具备了半固态特征，为时效强化过程中加速合金中强化元素转化为实际的强化态 (沉淀硬化或析出硬化)提供了条件；同时会赋予合金优良的加工性能和耐磨性能；通过控制沉淀硬化元素的种类和添加量，还可以得到镀件表面花纹。

•利用界面反应缓冲元素，可以有效抑制在浸镀时 A1与 Fe基体之间剧烈的化合反应，减少或杜绝生成 "透镜状 Fe₂Al₅ "，强化 "薄层状 Fe₂Al₅"的生成机制，建立 Fe— A1— Zn均匀梯度的反应机制，从而提高镀层质量、减薄镀层厚度，节省材料。

因此，本发明利用七类变质剂与低锌铝合金进行的超多元合金化和微合金化反应，获得了具有对钢基润湿性好、结合力强、强度高、延伸性好、耐高温、镀层薄、耐蚀性强、加工性和可焊性好等集多种优点于一身的优质钢铁热浸镀用铝合金镀层材料。

在七类变质剂中，某些元素在合金中的作用角色具有多重性：除稀土具有多重作用外，本发明大部分元素都有降低 Al-Zn熔体表面张力、提高对铁基润湿性能的作用， Li、 Be、 Ag、 Au、 Ga、 Ge、 Hf、 Ru、 Rh、 Pd、 Re、 0s、 Ir、 Pt、 Ta、 V、 Co、 Cr、 Mn、 Mo、 Nb、 Ni、 W等都有提高合金强度和高温性能的作用， Fe、 Si具有提高合金硬度和耐磨性的作用， Se、 Te、 Bi、 Cd、 In、 Pb、 Sb、 Sn、 Tl还具有细化晶粒的作用， Mn、 M_g具有提高合金塑性的作用。

试验结果表明，本发明最适宜采用的热浸镀工艺温度为 680〜720°C，该温度范围内镀液流动性好，漏镀率、成渣率低。

在使用本发明热浸镀工艺的温度范围内，会使热浸镀前端工序即热轧带钢的防氧化控温比热镀锌时高达到 850°C以上，而卷取温度则控制在 600°C左右，从而可以抑制钢带表面氧化膜长厚和钝化，同时可降低酸洗量和酸洗废液对环境的污染。

在使用本发明热浸镀工艺的温度范围内，在钢板浸鍍后无须进行强制降温处理，从而为铍层材料自发的合金化钝化提供了合适的温度和尽可能长的时间条件。

浸镀后的钢板经过退火处理后，表面镀层具有高强高韧高硬度特征，实测典型数值；抗拉强度 450Mpa—断后伸长率 10%—硬度 HBS140;经特殊热处理后，最高指标：抗拉强度 517Mpa，延伸率 12%，硬度 170HBS, 远高于一般镀层产品；经分析， Al-Cu相具有最高的强度增长效应。

熔铸试验和电镜分析发现， B、 C、 N与 Ti、 Zr与 Co、 Cr、 Fe、 Mn、 Mo、 Nb、 Ni、 W形成的化合物，再与 Al组成中间合金后，具有良好的细化变质效果；对比试验发现， Al-Ti-B细化晶粒的效果优于 A1-B和 Al-Ti。 Al-稀土 (RE)化合物具有相同的细化和变质特征。

对凝固的 400〜1000公斤重型锭进行超声波探伤检查，等厚度各部位声强均匀，内部无裂纹。

对本发明镀层钢板进行 X射线荧光分析表明，内部结构均匀无缺陷。

熔炼过程中取样分析表明，熔体中包含难以确定的不同物相的细小结构形态，大多数是高熔点的具有复杂晶格结构的金属化合物。分析认为，这是晶粒细化、硬度提高的主要标志之一。

试样断口显微结构分析表明：材料结晶过程中产生了大量的共晶反应、包晶反应、共析反应和脱溶效应，在韧窝和晶粒内外有大量的细小球形异质晶核存在。此种晶体结构验证了异质晶核的在本发明中的细晶化作用。

熔体处理的结果显示，高效的熔体净化手段可以使试棒的强度和延伸率同时提升，提升的幅度：强度提升可达到 lOOMpa以上，延伸率提升可达 10%以上。

耐热试验证明，经过 24小时 700°C以上高温大气环境，用浸镀本发明镀层新材料的钢铁制品外观颜色无明显变化。

耐蚀性：盐雾试验样品，镀层厚度 20μ， >280h, 表面无明显受腐蚀现象（普通镀锌板 48h 即会出现黑点或黑斑）；热反射率≥70 %；抗高温氧化性：在 315°C下高温环境 100h以上不发生变色；耐湿热： 49°C，湿度 93±2 %环境下经 168h无锈蚀，无明显变色；镀层弯曲： d = a时, 距离试样边部 5mm以外不出现鍍层脱落；镀层表面光滑平整，晶花均匀。

几种合金镀层钢板的耐蚀性对比试验：热浸镀钢材为 Q235钢，热浸镀液为本发明新型热浸镀铝合金，浸镀温度为 680〜720°C，浸镀时间为 10s，试样经碱洗除油→水洗→弱酸侵蚀→ 水洗→助镀→烘干→浸镀→空冷；然后分别在 35 °C 5%NaCl盐水中浸泡 260h，以及在温度 35 °C、相对湿度 93〜94 %，含 S0210ppm的酸雾中进行腐蚀试验，重量的损失对比如下表 1 :

耐蚀性对比结果

在室温下对几种材料进行了屈服强度和抗拉强度的测定，结果如表 2 :

表 2 材料强度对比结果

研究铍层材料和钢基体结合层的相组成和形貌特征，得到的物相达数百种之多，其中仅二元物系的物相种类就有 200多种，而通过金相分析能够辨别的二元物相，仅仅是实际上可能存在的更多二元化合物的一部分，因为分子式相同的化合物往往具有多种不同晶体结构，虽然难以用金相分析辨别，但由于具有不一样的稳定性，也应该视为不同的物质。

当合金中某种元素含量相对较多时 (例如，大于 l%wt)，会与其它溶质元素反应而生成更加复杂的三元和三元以上的金属化合物，例如 Al₈CeCu₄， Al₃Ce₂Si₂， Al₁₃Cr₄Si₄， Al₇Cu₂Fe, Al₆FeMn， Al₁₂CuMn₂, Al₁₅SiMn₂, Al₁₅Si₂(MnFe)₃ , Al₁₃Si₄(CrFe)₄, 等等。这些多元组合而成的金属化合物也是不稳定的，在温度和酸碱度发生变化时，会自动分解，释放出有效原子，以保持整个合金体系的稳定，从而起到对镀层的钝化作用，提高对基体的保护能力。

Co、 Cr、 Mn、 Mo、 Nb、 Ni、 V、 W是周期表中典型的多价位 d区过渡元素，从它们能与 Al、 Zn溶剂和 Fe基体元素生成多种金属化合物的特点，可以知道它们都是基体的牺牲保护元素；此外，它们在固溶体表面与氧化剂发生作用时，在不同的 PH值条件下能够生成多种不同氧化态的化合物和水合离子，由于都具有较高的氧化物容积比 (大于 1. 5)，其钝化保护的能力远远高于单纯的氧化铝膜；这些化合物和水合离子有些是刚性的，在形成后作为永久性的网格保护层存在，有些是弱流动性的，而有些具有较好的流动性，当镀件表面被划伤后，具有流动性的化合物和水合离子会立即弥补、覆盖创口，使镀层和基体不至于因长时间裸露而遭受过量腐蚀，这就解决了单纯的铝锌合金包覆保护能力差的问题。

关于超多元合金化的变质机理，目前没有一种公认的理论解释；既不能用二元合金相图的多重迭加法来说明，也不能用已有的多元合金中各微量元素对主元素作用的一般公知常识和经验进行解释。

但有两种模式可以对超多元合金的元素作用机理进行定性的分析，一种是对原子结构层面的解析，一种是溶质在溶剂中溶解和析出溶液模型理论方法的运用，二者的结合，可以对新型镀层材料的优异性能做出具有很好符合性的解释。

在超多元合金体系处于均匀稳定的液态状态时，整个体系实际上是一种价电子（自由电子) 包围的多核心 "海洋"，假定每一种微量元素都在主元素的 "海水"里均匀分布，即处于一种理想状态，这时候描述整个体系特征的因素，主要应该包括平均价电子浓度、平均电负性或平均电极电位、密度、温度、体积、压力，以及体系自由能、焓、熵等热力学指标。但从微观角度看，不同的原子对其周围自由电子的吸引作用是千差万别的，因此各类元素的原子与其单质状态下的原子结构和性质就产生了差异，这些差异表现在合金的宏观性质上，即造成显著的性能变化。

新元素进入合金溶液体系的变化顺序：第一步是电离，即首先变成单个的离子，这时候会有作为合金溶液基本粒子的尺寸变化：电负性比溶剂元素强的元素本身原子半径缩小，同时吸引周围自由电子而带有一定的负电荷，成为准负离子，而电负性比溶剂元素弱的元素则产生相反的变化，成为准正离子，最后达到平衡时，应有两种类型的溶质离子：比单质状态原子半径小的负离子和比单质状态原子半径大的正离子；第二步是溶解，进入溶剂基体的晶格；第三步是扩散，占据尽可能广阔的体系空间，溶解和扩散总是同时进行；第四步，在基体的晶格内变化，形成置换的或间隙的固溶体；第五，固溶体浓度达到饱和；第六，形成的固溶体晶格发生变化，变成与基体不共格的化合物；第七，形成的金属间化合物又溶解于基体之中，形成以分子和分子团为单位参与基体共格的区域特异共格结构；第八，元素的固溶体和金属化合物的固溶体一起达到饱和；第九，元素与其它溶质元素或化合物形成复杂结构 (原子数目多、空间群多样化）的化合物大分子；第十，各种原子与分子的聚集和分解，随温度、压力和界面而发生的应变。实际上，元素固溶体的形成与化合物的形成也是同时进行的，是否与基体生成化合物，以及生成的量及其稳定性，则视基体与新元素的电负性差值、原子间距、价电子数及价电子轨道结构等参数而定。

过渡元素在合金中的表现及作用是极其复杂的，它们不同于化学特性明显而确定的金属和非金属元素。由于最外层和次外层电子轨道能级的错位，过渡元素得失电子的能力、提供共价电子的能力及其数目调整的能力都是很强大的，加上较小的原子半径，使之容易与活泼的金属、活泼的非金属乃至常温下不活泼的元素都能发生化学反应，生成相对稳定、但随温度和酸碱度变化比较明显、伴随各种颜色变化的化合物和配合物，其分子内部的键形和键能结构复杂，既容易形成，也容易受外界影响而解体，即使是同类元素（同一周期或同一副族的相邻或相近的元素）的原子，也能很容易地改变已经形成的复杂结构，甚至同一种元素的不同价位的离子，也能很容易地改变已经形成的复杂结构，如 Co、 Cr、 Mn、 Mo、 Nb、 Ni、 V、 W与 Fe等都是如此。

电极电位或电负性相差越大，两种元素间越易形成稳定的 (熔点高）的化合物，根据溶度积原理，其它含有一种或多种同样组分的不稳定的化合物将会溶解，以释放出可以保持平衡的溶质原子浓度，而稳定的化合物则继续产生，直至整个体系达到新的平衡，这种重组运动才会停止。最终的总体趋势，是每加入一种新元素或化合物，体系的各组成部分都产生相关的反应，要么减少 (浓度降低），要么增多 (浓度升高），要么保持不变，而给新元素或化合物留出存在的空间，达到平衡后每一种物质的化学势保持相等。当体系中一种元素受到氧化而失去电子后，体系中该元素浓度降低，根据化学势平衡和溶度积平衡原理，体系中含有该元素的物质将自动分解以释放出适量的该元素，弥补体系中该元素浓度，同时引起一系列连锁反应，最终仍然要达到新的化学势平衡和溶度积平衡。元素种类越多，连锁反应越复杂，但最终达到新的化学势平衡和溶度积平衡的结果是不变的。这就是体系抵抗腐蚀的 "多元方程式"控制机制；这种机制，同样适用于热浸镀时铁-铝-锌合金化反应，从而实现在厚度方向内部各层面间均匀梯度的 "多元方程式"控制机制。

另一方面， Co、 Cr、 Mn、 Mo、 Nb、 Ni、 V、 W与 Fe都是同类型的过渡元素，它们作为溶质元素，当溶剂元素 Al、 Zn与基体 Fe发生反应时，它们也同时参与反应，起到缓冲基体与溶剂主反应激烈程度的作用，有效阻止 Zn-Al-Fe "迸裂效应" 的发生，并在近基体面也形成钝化亚层，加强对基体的保护能力。

当合金中存在少量电位适中而熔点很低的元素时，如 Bi、 Cd、 In、 Pb、 Sb、 Sn、 Tl，这些元素在合金中的性质基本上不受影响，而以近单质形态存在，在合金结晶时可以提供"间隙流体"或"液膜"的作用，对在合金中液数量较多而固态溶解度差别大的元素和化合物，这种"间隙流体 "或"液膜"在退火再结晶和时效处理过程中的作用是极为重要的，它能为固溶体溶质的溶入和析出提供快速畅通渠道，从而显著缩短淬火和时效时间，提高热处理功效，同时又不会造成高温下的晶间腐蚀（因为含量极少）；同时如果这些低熔点元素具有一定的扩散能力，则可以 "填坑式"进入合金中结晶领先相长大时形成的坑洼中（高自由能区），从而抑制结晶长大，产生变质作用。

稀土元素和碱金属在与过渡族元素发生合金化时，有三个特点： ①单质不溶解或溶解度极低， ②容易与过渡元素反应形成多种不同含量的金属间化合物，其特点与溶质组分比例和合金体系的温度相对应， ③形成的金属间化合物在基体 (Al)、（Zn)、（Fe)中都有一定的溶解度，金属间化合物的组分在合金中的溶度积相对稳定。这些特点，增加了合金结构的复杂程度，同时也增强了合金的抗性变能力，使合金体系的物理化学性质保持相对稳定。

Si、 Se、 Te是本合金体系中原子半径很小的元素，它们易溶解于 (Al)、（Zn)而能与 Fe生成多种化合物，由于这些特点，它们是体系中扩散能力很强的元素，也是能以"填隙"方式抑制 Al-Fe反应并抵制 Zn介入 Al-Fe化合物中，在 Galvalume和 Galfan镀层合金中用 Si作为 Al-Fe 激烈反应的主要抑制剂，而在本发明合金体系中， Si、 Se、 Te能与富集在反应面附近的多种溶剂钝化元素共同承担抑制剂的作用；当 Si含量较多时，容易与 Al-Fe形成粗大分子团簇影响合金性能，加入适量的 Sr可以抵制这种倾向。

实验表明，在保证较好的除气、除杂质效果时，可以采用的熔炼设备是多种多样的，包括加热炉、中频感应加热炉、电阻炉、燃气加热炉、燃油加热炉，其中以保护性熔炼的工频感应加热电炉效果最好，而不管采用哪一种熔炼设备，都应该使熔体搅拌均匀，并尽可能密封流程，减少金属烧损和对健康危害；本发明合金材料可以方便地与熔炼各种铝合金、锌合金、铜合金的工业熔炉进行分段调配生产，在调配时不需要经常洗炉，具有良好的兼容性，对于生产多种合金的企业可以充分利用设备、提高效率、降低成本。

试验证明，如果选择配料的铝合金、锌合金、铜合金等废杂料中含有满足配方要求的其它元素，可以只使用铝合金、锌合金、铜合金等的废杂料加微量变质剂作为原材料配料。具体实施方式

本发明的配方组合表及实施例:

配方组合表

序变质剂合金元素及配方选用质量百分数 (；％)

号极化变质剂

Li Mg Ca Sr Ba

10-⁴ 4.0 10— ⁴ 15 lo ⁴ 0.1 10— ⁴ 0.1 lo ⁴ 0.5 任选种

Ru Rh Pd Re Os

类及标

lo-⁴ 0.1 10— ⁴ 0.1 lo ⁴ 0.1 10— ⁴ 0.1 lo ⁴ 0.1

1 明数量

Ir Pt Ta V Be

组合

lo—⁴ 0.1 lo—⁴ 0.1 lo—⁴ 0.1 lo—⁴ 0.6 lo—⁴ 0.05

Ag Au Ga Ge Hf lo—⁴ 0.7 10— ⁴ 0.36 lo—⁴ 10 10— ⁴ 6 lo—⁴ 1.22

任选一合金强化剂

2 数量组 Cu Li Mg

10— ⁴ 6.0 lo—⁴ 2.0 10— ⁴ 3.0 溶剂钝化剂

任选种

Co Cr Mn Mo Nb 类及标

10 0.02 lO—⁴ 0.8 lO—⁴ 1.82 lO—⁴ 0.25 lO—⁴ 0.22 明数量

Ni W

组合

10— ⁴ 0.05 10— ⁴ 1.68

沉淀硬化剂

任选种

Bi Pb Sb Sn Tl 类及标

10-⁴ 0.1 lO—⁴ 0.15 lO—⁴ 0.1 lO—⁴ 0.01 lO—⁴ 0.1 明数量

Cd In

组合

10— ⁴ 0.47 10— ⁴ 0.17

晶粒细化剂

B c Ti Zr Co-B

0.00 0.00

10-⁴ 10- ⁴ lO"⁴ 1.0 10- ⁴ 0.28 lO"⁴ 0.25 1 1

Co-C Co-N Cr-B Cr-C Cr-N

10-⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 任选种 Fe-B Fe-C Fe-N Mo-B MoC 类及标 10 0.25 10— ⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 10— ⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 明数量 MoN M>B b-C M N M-B 组合 10-⁴ 0.25 10— ⁴ 0.25 lO"⁴ 0.25 10— ⁴ 0.25 lO"⁴ 0.25

Ni-C Ni-N Zr-B Zr-C Zr-N

10-⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25

V-B v-c V-N W-B w-c

10 0.25 10— ⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25 10— ⁴ 0.25 lO—⁴ 0.25

W-N Ti-N Ti-C Ti-B lo-⁴ 0.25 10— ⁴ 0.25 lO"⁴ 0.25 lO"⁴ 0.25

稀土添加剂

Pr Nd Sc Y Pm lo—⁴ 0.01 10— ⁴ 0.2 lO—⁴ 0.38 10— ⁴ 0.17 lO—⁴ 0.15 任选种

Sm Eu Gd Tb Dy 类及标

lo⁴ 0.01 10— ⁴ 0.01 lO"⁴ 0.01 10— ⁴ 0.02 lO"⁴ 0.01 明数量

Ho Er Tm Yb Lu 组合

lo—⁴ 0.01 lO—⁴ 0.01 lO—⁴ 0.1 lO—⁴ 0.01 lO—⁴ 0.01

La Ce

10— ⁴ 0.05 10— ⁴ 0.05 任选种基体界面反应缓冲剂

类及标 Fe Si Se Te 明数量 0.00 0.00 0.00

0.5 1.0 0.5 1.0 2.0 0.5 0.5 组合 1 1 1 任选一第二溶剂元素 Zn

数量组

0 30

=100— 第一溶剂元素 A1

余量

合金总量 G= (G1〜G9)=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7+G8+G9=100 实施例 1 :

(1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 Be:0.05，合金强化齐！ JCu:4.0，溶剂钝化剂 Cr:0.8，沉淀硬化剂 Sb:0.1，晶粒细化剂 W-C:0.25，稀土添加剂 Ce:0.05，基体界面反应缓冲剂 Si:2.0，第二溶剂元素 Zn:10，余量为 A1; 配制的合金总量为 1000kg, 则推算出所需的每种物质的重量为： Be:0.5kg， Cu:40kg, Cr:8kg， Sb:lkg， W-C:2.5kg, Ce:0.5kg， Si:20kg， Zn: 100kg, Al:827.5kg。

(2)先往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在 700〜800°C下保温；

(3)再按配方比例加入基体界面反应缓冲剂、极化变质剂、溶剂钝化剂、晶粒细化剂、合金强化剂、稀土添加剂和沉淀硬化剂，最后再加入锌，搅拌均匀；现场取样分析，根据分析结果和配方范围，调整添加量；然后继续熔炼和搅拌，再次取样分析，直至各元素比例完全符合配方要求。

(4)然后对上述合金熔体进行炉内精炼；往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中完成。

实施例 2:

(1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 Li:4.0，合金强化剂 Mg:1.0，溶剂钝化剂 Co: 10— ⁴、 Mn:0.8, 沉淀硬化剂 Cd:0.3，晶粒细化剂 Ti-B:0.15，稀土添加剂: 混合稀土 0.03, 基体界面反应缓冲剂 Fe: 0.5、 Si: 1.8, 第二溶剂元素 Zn:20, 余量为 A1; 配制的合金总量为 1000kg,则推算出所需的每种物质的重量为： Li: 40kg, Mg: 10kg, Co: 0.001kg, Mn: 8kg, Cd: 3kg, Ti-B: 1.5kg, 混合稀土： 0.3kg， Fe: 5kg, Si: 18kg, Zn: 200kg, Al: 714.199kg。

其余步骤同实施例 1。

实施例 3:

(1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 V: 10—⁴，合金强化剂 Cu:5.0, 溶剂钝化剂 Mo:0.25、 Nb:10-⁴、 W: 0.1 , 沉淀硬化剂 Tl:0.1，晶粒细化剂 Zr-N:0.25 , 稀土添加剂: La:0.01，基体界面反应缓冲剂 Fe: 0.5、 Se:0.5，第二溶剂元素 Zn:30，余量为 Al; 配制的合金总量为 1000kg, 则推算出所需的每种物质的重量为： V： 0.001kg, Cu: 50kg, Mo: 2.5kg, Nb: 0.001kg, W: lkg, Tl: lkg, Zr-N: 2.5kg, La: 0.1kg, Fe: 5kg, Se: 5kg, Zn: 300kg, Ah 632.898kg。其余歩骤同实施例 1。

实施例 4:

( 1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 Au:0.36，合金强化剂 Cu: 10—⁴，溶剂钝化剂 Cr:10— ⁴，沉淀硬化剂 Bi:0.1，晶粒细化剂 B:0.001，稀土添加剂 Pr:0.01 , 基体界面反应缓冲剂 Fe: 1.0，第二溶剂元素 Zn:5，余量为 A1; 配制的合金总量为 1000kg, 则推算出所需的每种物质的重量为： Au:3.6kg， Cu:0.001kg, Cr: 0.001kg, Bi: lkg, B:0.01kg, Pr:0.1kg, Fe:10kg, Zn:50kg, Al: 935.288kg。

其余歩骤同实施例 1。

实施例 5:

( 1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 Pt:0.01、 Ta:0.1 , 合金强化剂 Cu: 0.05 , 溶剂钝化剂 M:0.03，沉淀硬化剂 In: 10— ⁴，晶粒细化剂 Co-B: 10— ⁴，稀土添加剂 Lu_: 10- ⁴，基体界面反应缓冲剂 Te:0.001，余量为 Al; 配制的合金总量为 1000kg, 则推算出所需的每种物质的重量为： Pt:0.1kg、 Ta: lkg, Cu:0.5kg, Ni:0.3kg， In:0.001kg, Co-B:0.001kg, Lu:0.001 , Te:0.01， Al:998.087kg。

其余步骤同实施例 1。

实施例 6:

( 1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 Ca:0.1，合金强化剂 Cu: 0.7，溶剂钝化剂 Cr:0.8、 Mo:0.2，沉淀硬化剂 Sn: 0.01，晶粒细化剂 Ti: 1.0，稀土添加剂 Lu:0.01 , 基体界面反应缓冲剂 Fe:1.0，第二溶剂元素 Zn: 12，余量为 Al; 配制的合金总量为 1000kg, 则推算出所需的每种物质的重量为： Ca: lkg, Cu:7kg, Cr:8kg、 Mo:2kg, Sn:0.1kg, Ti: 10kg， Lu:0.1kg, Fe: 10kg, Zn: 120kg, 余量为 Al:841.8kg。

其余步骤同实施例 1。

实施例 7:

( 1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 Hf: 1.22、 Au:0.36 , 合金强化剂 Li: 10— ⁴，溶剂钝化剂 Cr:0.8、 Co:0.02, 沉淀硬化剂 Cd: 10— ⁴、 Bi: 10— ⁴，晶粒细化剂 Cr-N:0.25，稀土添加剂 Lu:0.01，基体界面反应缓冲剂 Fe: 1.0，第二溶剂元素 Zn: 15，余量为 Al; 配制的合金总量为 1000kg，则推算出所需的每种物质的重量为： Hf: 12.2kg、Au:3.6kg，Li: 0.001 , Cr:8kg、 Co :0.2kg, Cd: 0.001kg, Bi: 0.001kg, Cr-N:2.5kg, Lu:0.1kg, Fe:10kg, Zn: 150Kg, 余量 Al为 813.397kg。

其余歩骤同实施例 1。

实施例 8: (1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 Ru:0.01、 Rh:0.01 , 合金强化剂 Li:0.1，溶剂钝化剂 Cr:0.8、 Co:0.02、 Mo:0.1，沉淀硬化剂 Bi:0.1、 Sn:0.01 > Tl:0.1，晶粒细化齐 UV-B:0.25、 Nb-N:0.25, 稀土添加剂 La:0.05，基体界面反应缓冲剂 Fe:1.0，第二溶剂元素 Zn:18，余量为 A1; 配制的合金总量为 1000kg, 则推算出所需的每种物质的重量为： Ru:0.1kg、 R :0.1kg, Li: lkg, Cr:8kg、 Co:0.2kg、 Mo: lkg, Bi: lkg、 Sn:0.1kg、 Tl:lkg， V-B:2.5kg、 Nb-N:2.5kg, La:0.5kg， Fe:10kg, Zn:180Kg, 余量 Al为 792kg。

其余步骤同实施例 1。

实施例 9:

(1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 Os: 10-⁴, 合金强化剂 Li: 10— ⁴，溶剂钝化剂 Ni: 10— ⁴, 沉淀硬化剂 Cd: 10— ⁴，晶粒细化剂 Nb-B: 10— ⁴，稀土添加剂 Ce: 10"⁴,基体界面反应缓冲剂 Fe:0.001，第二溶剂元素 Zn:23，余量为 Al;配制的合金总量为 1000kg, 则推算出所需的每种物质的重量为： Os: 0.001kg， Li:0.001kg, Ni:0.001kg, Cd:0.001， Nb-B:0.001kg, Ce:0.001kg， Fe:0.01， Zn:230Kg, 余量 Al为 769.984kg。

其余步骤同实施例 1。

实施例 10:

(1) 按配方组合表选定一组元素，按照重量百分比例为：极化变质剂 Hf: 1.22、 Au:0.36、 Ta:0.1、 Ca:0.1、 Mg:13.22, 合金强化剂 Li:1.0、 Cu:5.0, 溶剂钝化剂 Cr:0.8、 Nb:0.2, 沉淀硬化剂 Bi:0.01、 Tl:0.01、 Cd:0.47、 Ιη:0.01 , 晶粒细化剂 Co-C:0.25、 Co-N:0.25、 Cr-B:0.25、 V-N:0.1、 W-B:0.1、 Zr-B:0.05，稀土添加剂 Ce:0.05、 La:0.05、 Pm:0.15、 Y:0.17、 Sc:0.38、 Nd:0.2，基体界面反应缓冲剂 Fe:1.0、 Se:0.5、 Te:0.5 , 第二溶剂元素 Zn:28, 余量为 Al; 配制的合金总量为 1000kg，则推算出所需的每种物质的重量为： Hf:12.2kg、Au:3.6kg、Ta:lkg、Ca: lkg、Mg:132.2kg， Li: 10kg Cu:50kg, Cr:8kg、 Nb:2kg, Bi:0.1kg、 Tl:0.1kg、 Cd:4.7kg、 In:0.1kg, Co-C:2.5kg、 Co-N:2.5kg Cr-B:2.5kg、 V-N:lkg W-B:lkg、 Zr-B:0.5kg, Ce:0.5kg La:0.5kg、 Pm:1.5kg、 Y:L7kg、 Sc:3.8kg, Nd:2kg, Fe:10kg、 Se:5kg、 Te:5kg, Zn:280kg, 余量 Al为 455kg。

其余步骤同实施例 1。

Claims

权利要求书

1、一种七组合变质的低锌热浸鍍铝合金鍍层材料，其特征在于：按元素重量百分比计，该合金成分为 Zn 30，极化变质剂 10- ⁴〜15，合金强化齐 !] 10- ⁴〜6.0, 溶剂钝化剂 10-⁴〜1.82, 沉淀硬化剂 10- ⁴〜0.5，晶粒细化剂 10- ⁴〜1.0，稀土添加剂 10- ⁴〜1.0，基体界面反应缓冲剂 0.001〜2.0，其余为 A1和不可避免的微量杂质。

2、根据权利要求 1所述七组合变质的低锌热浸镀铝合金鍍层材料，其特征在于：极化变质剂包括稀贵金属元素和碱金属元素，以及含有稀贵金属元素和碱金属元素的合金；稀贵金属元素包括 Ag、 Au、 Ga、 Ge、 Hf、 Ru、 Rh、 Pd、 Re、 0s、 Ir、 Pt、 Ta或 V， 14种元素可以使用其中任意一种，也可以任意两种或两种以上混合使用；碱金属元素包括 Be、 Li、 Mg、 Ca、 Sr 或 Ba。

3、根据权利要求 1所述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，其特征在于：合金强化剂包括 Cu、 Li或 Mg，以及含有 Cu、 Li或 Mg的合金。

4、根据权利要求 1所述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，其特征在于：溶剂钝化剂包括 Co、 Cr、 Mn、 Mo、 Nb、或^ 以及含有 Co、 Cr、 Mn、 Mo、 Nb、 Ni或 W的合金； 7种元素每种可以单独使用，也可以混合使用。

5、根据权利要求 1所述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，其特征在于：沉淀硬化剂包括 Bi、 Cd、 In、 Pb、 Sb、 Sn或 Tl， 7种元素每种可以单独使用，也可以混合使用。

6、根据权利要求 1所述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，其特征在于：晶粒细化剂包括8、 C：、 Ti或 Zr和它们相互形成的化合物，以及 B、 C或 N与高熔点过渡元素形成的高硬度高稳定性化合物，包括： Co-B, Co- C或 Co- N; Cr-B, Cr- C或 Cr- N; Fe-B, Fe- C或 Fe- N; Mo-B, Mo- C或 Mo- N; Nb-B, Nb- C或 Nb- N; M- B， Ni- C或 M- N; Ti- B， Ti- C或 Ti- N; V- B， V- C或 V- N; W-B, W- C或 W- N; Zr-B, Zr- C或 Zr- N。

7、根据权利要求 1所述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，其特征在于：稀土添加剂为 17种稀土元素中的某一种稀土元素，或一种以上的混合稀土元素。

8、根据权利要求 1所述七组合变质的低锌热浸镀铝合金鍍层材料，其特征在于：基体界面反应缓冲剂包括 Fe、 Si、 Se或 Te，以及含有 Fe、 Si、 Se或 Te的合金。

9、一种如权利要求 1〜8任意一项所述七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，再根据需要配制的合金总量，推算出所需的每种单质金属的质量，或者合金的质量，或者混合金属添加剂的质量，编制合金生产配料表，并按配料表选足备料；

10、根据权利要求 9所述的七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料的制备方法，其特征在于：在步骤 (2)中，熔炼炉是指可以熔炼各种铝合金、锌合金或铜合金的工业熔炉，包括工频感应加热炉、中频感应加热炉、电阻炉、燃气加热炉或燃油加热炉。