專利名稱：一種Fe(CO)5變質的熱浸鍍鍍層材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金鍍層材料，特別涉及一種Fe (CO) 5變質的熱浸鍍鍍層材料。
背景技術：
以鋁代鋅在熱浸鍍工業已有良好的技術基礎，各種比例的鋁-鋅合金鍍層用材料都經過了研究，并已經開發出幾種性能優于純鋅的鋅-鋁鍍層合金和鋁-鋅鍍層合金，得到了廣泛的應用，比如美國、日本和歐洲國家研究開發的鋁含量為分別為5%、15%、55%的鋁-鋅鍍層合金，對鋼鐵制品的保護能力都優于純鋅，形成了產業規模，為以鋁代鋅技術的發展積累了豐富經驗，也為進一步開發新型代鋅材料做了鋪墊；另一方面，鋁產業規模經過近20年的快速擴張，特別是在中國的跳躍式增長，已經使鋁金屬的產量遠遠高于鋅產量，而且其發展的勢頭仍很強勁。2009年中國鋁產量已經突破2000萬噸大關，幾乎占據世界鋁金屬總產量的一半，形成了鋁金屬在今后一個時期供過于求的基本供求局面，而同年國內鋅產量只有518萬噸，也接近世界總產量的一半。產業界早已定論“鋅是二十一世紀的稀缺資源”，金融危機只能暫時緩解鋅短缺的形勢，但卻阻止不了供求缺口進一步擴大的發展趨勢，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。金融危機前的金屬鋅價漲到了鋁價的2倍，帶來了鍍鋅行業進一步發展的困境。而以鋁代鋅，無疑是開辟鋼鐵熱浸鍍發展新渠道的最佳途徑。因此開發一種高鋁低鋅的高性能熱浸鍍材料具有巨大的意義和經濟價值。
發明內容
本發明要解決的問題是克服鍍鋅行業存在的含鋅高的問題，本發明提供一種高鋁低鋅的高性能熱浸鍍材料。一種Fe(CO)5變質的熱浸鍍鍍層材料，按重量百分比計，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；變質劑Fe (CO)5為爐料總量的Γ1.2%。所述的一種Fe(CO)5變質的熱浸鍍鍍層材料，晶粒細化劑為: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。再通過常規的熔鑄加工工藝，制成熱浸鍍鍍層材料。本發明達到的有益效果:
(I)本發明采用為Ba、L1、Nb、Sb、晶粒細化劑和稀土添加劑來綜合變質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。
傳統意義上的Fe在常用的合金中是有害雜質，Fe在Al中的溶解度極小，在液態凝固過程中Fe比富Al的α (Al)固溶體先結晶，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先形成相，阻礙了液體、金屬在補縮通道的流動，會造成熱節部位疏松的增加，，隨著含鐵量的增加造成力學性能的下降是明顯的。但本發明中加入Fe(CO)5在高溫下，分解出原子態的鐵，可以迅速均勻低擴散到鋁熔體中，由于原子態的電負性和比表面積大的緣故，可以使Fe均勻低嵌鋁的晶格中，并且原子態的Fe能夠打破原本熔體中的雜質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，起到了很好地細化作用。
具體實施例方式實施例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；變質劑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，最后再加入鋅，攪拌均勻；現場取樣分析，根據分析結果和配方范圍，調整添加量；然后繼續熔煉和攪拌，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行爐內精煉；往合金熔體中加入精煉劑，并攪拌均勻，熔體精煉在封閉環境中完成。(5)精煉后除渣、除氣、靜置、調溫至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，通過順序式結晶方式，使熔體在錠模中自下而上凝結，形成銀白色錠型。實施例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；變質劑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 ；
其余步驟同實施例1。實施例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，晶粒細化劑Cr-B: 0.03，稀土添加劑Nd+Gd: 0.15，其余為Al ;變質劑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 ;變質劑 Fe (CO) 5 為爐料總量的 12kg。其余步驟同實施例1。
權利要求
1.一種？40))5變質的熱浸鍍鍍層材料，其特征在于:按重量百分比計，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；變質劑Fe(CO)5為爐料總量的f 1.2%。
2.根據權利要求1所述的一種Fe(CO)5變質的熱浸鍍鍍層材料，其特征在于:晶粒細化劑為:Co-B、Cr-B、Mo-B、Nb-B、N1-B、T1-B、V-B 或 Zr-B。
3.根據權利要求1所述的一種Fe(CO)5變質的熱浸鍍鍍層材料，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
本發明公開了一種Fe(CO)5變質的熱浸鍍鍍層材料，按重量百分比計，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；變質劑Fe(CO)5為爐料總量的1~1.2%，本發明提供一種高鋁低鋅的高性能熱浸鍍鍍層材料，綜合變質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 優先權日2011年12月6日
發明者車云, 門三泉, 張中可 申請人:貴州華科鋁材料工程技術研究有限公司