專利名稱：一種Fe(CO)5變質(zhì)的熱浸鍍鍍層材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金鍍層材料，特別涉及一種Fe (CO) 5變質(zhì)的熱浸鍍鍍層材料。
背景技術(shù)：
以鋁代鋅在熱浸鍍工業(yè)已有良好的技術(shù)基礎(chǔ)，各種比例的鋁-鋅合金鍍層用材料都經(jīng)過了研究，并已經(jīng)開發(fā)出幾種性能優(yōu)于純鋅的鋅-鋁鍍層合金和鋁-鋅鍍層合金，得到了廣泛的應(yīng)用，比如美國、日本和歐洲國家研究開發(fā)的鋁含量為分別為5%、15%、55%的鋁-鋅鍍層合金，對鋼鐵制品的保護(hù)能力都優(yōu)于純鋅，形成了產(chǎn)業(yè)規(guī)模，為以鋁代鋅技術(shù)的發(fā)展積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，也為進(jìn)一步開發(fā)新型代鋅材料做了鋪墊；另一方面，鋁產(chǎn)業(yè)規(guī)模經(jīng)過近20年的快速擴(kuò)張，特別是在中國的跳躍式增長，已經(jīng)使鋁金屬的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋅產(chǎn)量，而且其發(fā)展的勢頭仍很強(qiáng)勁。2009年中國鋁產(chǎn)量已經(jīng)突破2000萬噸大關(guān)，幾乎占據(jù)世界鋁金屬總產(chǎn)量的一半，形成了鋁金屬在今后一個時期供過于求的基本供求局面，而同年國內(nèi)鋅產(chǎn)量只有518萬噸，也接近世界總產(chǎn)量的一半。產(chǎn)業(yè)界早已定論“鋅是二十一世紀(jì)的稀缺資源”，金融危機(jī)只能暫時緩解鋅短缺的形勢，但卻阻止不了供求缺口進(jìn)一步擴(kuò)大的發(fā)展趨勢，這種情況，必然造成鋅價高漲和易升難降，以及鋁價的低迷和升水乏力。金融危機(jī)前的金屬鋅價漲到了鋁價的2倍，帶來了鍍鋅行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的困境。而以鋁代鋅，無疑是開辟鋼鐵熱浸鍍發(fā)展新渠道的最佳途徑。因此開發(fā)一種高鋁低鋅的高性能熱浸鍍材料具有巨大的意義和經(jīng)濟(jì)價值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是克服鍍鋅行業(yè)存在的含鋅高的問題，本發(fā)明提供一種高鋁低鋅的高性能熱浸鍍材料。一種Fe(CO)5變質(zhì)的熱浸鍍鍍層材料，按重量百分比計(jì)，該合金成分為Zn:25 30，Ba:0.15 0.25，L1: 1.5 2.0，Nb:0.05 0.08，Sb:0.1 0.3，晶粒細(xì)化劑:0.01
0.03，稀土添加劑:0.1 0.15，其余為Al和不可避免的微量雜質(zhì)；變質(zhì)劑Fe (CO)5為爐料總量的Γ1.2%。所述的一種Fe(CO)5變質(zhì)的熱浸鍍鍍層材料，晶粒細(xì)化劑為:Co_B、Cr-B, Mo-B,Nb-B、N1-B、T1-B、V-B 或 Zr_B。所述的一種Fe(CO)5變質(zhì)的熱浸鍍鍍層材料，稀土添加劑為La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tm、Yb、Lu、Sc中的一種或多種。再通過常規(guī)的熔鑄加工工藝，制成熱浸鍍鍍層材料。本發(fā)明達(dá)到的有益效果:
(I)本發(fā)明采用為Ba、L1、Nb、Sb、晶粒細(xì)化劑和稀土添加劑來綜合變質(zhì)Al-Zn鍍層材料，使Zn的用量僅為25 30%，Al的用量提高到60%以上。(2) Fe(CO)5變質(zhì)改變了 Fe在Al-Si或Al-Cu等合金中的有害作用，變有害為有利。
傳統(tǒng)意義上的Fe在常用的合金中是有害雜質(zhì)，F(xiàn)e在Al中的溶解度極小，在液態(tài)凝固過程中Fe比富Al的α (Al)固溶體先結(jié)晶，以針狀或片狀脆性β (Al9Si2Fe2)相等初晶化合物形式存在。由于粗大針狀或片狀β (Al9Si2Fe2)相是金屬液體凝固過程中的領(lǐng)先形成相，阻礙了液體、金屬在補(bǔ)縮通道的流動，會造成熱節(jié)部位疏松的增加，，隨著含鐵量的增加造成力學(xué)性能的下降是明顯的。但本發(fā)明中加入Fe(CO)5在高溫下，分解出原子態(tài)的鐵，可以迅速均勻低擴(kuò)散到鋁熔體中，由于原子態(tài)的電負(fù)性和比表面積大的緣故，可以使Fe均勻低嵌鋁的晶格中，并且原子態(tài)的Fe能夠打破原本熔體中的雜質(zhì)鐵形成的針狀或片狀脆性β (Al9Si2Fe2)相，使Al-S1-Fe之間的金屬鍵斷裂，起到了很好地細(xì)化作用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:
(1)按配方選定一組元素，按照重量百分比例為:Zn:25,Ba:0.15，L1: 1.5，Nb:0.05,Sb:0.1，晶粒細(xì)化劑T1-B:0.01，稀土添加劑Yb:0.1，其余為Al和不可避免的微量雜質(zhì)；變質(zhì)劑Fe(CO)5為爐料總量的1% ;配制的合金總量為1000kg，則推算出所需的每種物質(zhì)的重量為:Zn: 250kg, Ba: 1.5 kg, L1: 15 kg, Nb: 0.5 kg, Sb:1 kg, Ti_B: 0.1 kg, Yb:1 kg, Al:730.9kg, Fe (CO)5:10 kg;
(2)先往熔煉爐中加入鋁錠或熔融鋁液，加熱使之完全融化并在700 800°C下保溫；
(3)再按配方加入其他物質(zhì)，最后再加入鋅，攪拌均勻；現(xiàn)場取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果和配方范圍，調(diào)整添加量；然后繼續(xù)熔煉和攪拌，再次取樣分析，直至各元素比例完全符合配方要求。·(4)然后對上述合金熔體進(jìn)行爐內(nèi)精煉；往合金熔體中加入精煉劑，并攪拌均勻，熔體精煉在封閉環(huán)境中完成。(5)精煉后除渣、除氣、靜置、調(diào)溫至660 720°C，合金液傾倒出爐，同時過濾；濾液平緩傾入鑄造錠模中，通過順序式結(jié)晶方式，使熔體在錠模中自下而上凝結(jié)，形成銀白色錠型。實(shí)施例2:
I)按配方選定一組元素，按照重量百分比例為:Zn:27.5，Ba:0.2，L1:1.75，Nb:0.065，Sb:0.2，晶粒細(xì)化劑Mo-B:0.02，稀土添加劑Lu:0.125，其余為Al和不可避免的微量雜質(zhì)；變質(zhì)劑Fe(CO)5為爐料總量的1.1% ;配制的合金總量為1000kg，則推算出所需的每種物質(zhì)的重量為:Zn:275kg, Ba: 2 kg, L1:17.5 kg,Nb:0.65 kg，Sb:2 kg, Mo-B:0.2 kg,Lu:l.25kg, Al:701.4kg ；Fe (CO)5:11kg ；
其余步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例3:1)按配方選定一組元素，按照重量百分比例為:Zn: 30, Ba: 0.25, L1: 2.0, Nb:0.08，Sb:0.3，晶粒細(xì)化劑Cr-B: 0.03，稀土添加劑Nd+Gd: 0.15，其余為Al ;變質(zhì)劑Fe(CO)5為爐料總量的1.2% ;配制的合金總量為1000kg，則推算出所需的每種物質(zhì)的重量為:Zn: 300kg, Ba: 2.5 kg, L1: 20 kg, Nb: 0.8 kg, Sb:3 kg, Cr-B: 0.3 kg, Nd:0.5kg,Gd: 1.0 kg, Al:671.9kg ;變質(zhì)劑 Fe (CO) 5 為爐料總量的 12kg。其余步驟同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種？40))5變質(zhì)的熱浸鍍鍍層材料，其特征在于:按重量百分比計(jì)，該合金成分為 Zn:25 30，Ba:0.15 0.25，L1: 1.5 2.0，Nb:0.05 0.08，Sb:0.1 0.3，晶粒細(xì)化劑:0.01 0.03，稀土添加劑:0.1 0.15，其余為Al和不可避免的微量雜質(zhì)；變質(zhì)劑Fe(CO)5為爐料總量的f 1.2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Fe(CO)5變質(zhì)的熱浸鍍鍍層材料，其特征在于:晶粒細(xì)化劑為:Co-B、Cr-B、Mo-B、Nb-B、N1-B、T1-B、V-B 或 Zr-B。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Fe(CO)5變質(zhì)的熱浸鍍鍍層材料，其特征在于:稀土添加劑為 La、Ce、Pr、 Nd、Gd、Tm、Yb、Lu、Sc 中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Fe(CO)5變質(zhì)的熱浸鍍鍍層材料，按重量百分比計(jì)，該合金成分為Zn:25~30，Ba:0.15～0.25，Li:1.5～2.0，Nb:0.05～0.08，Sb0.1～0.3，晶粒細(xì)化劑:0.01～0.03，稀土添加劑:0.1～0.15，其余為Al和不可避免的微量雜質(zhì)；變質(zhì)劑Fe(CO)5為爐料總量的1~1.2%，本發(fā)明提供一種高鋁低鋅的高性能熱浸鍍鍍層材料，綜合變質(zhì)Al-Zn鍍層材料，使Zn的用量僅為25~30%，Al的用量提高到60%以上。
文檔編號C22C21/10GK103146968SQ20111040032
公開日2013年6月12日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者車云, 門三泉, 張中可 申請人:貴州華科鋁材料工程技術(shù)研究有限公司