一種拉鏈用納米晶鋁合金及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種金屬拉鏈及制備工藝技術領域，具體涉及一種拉鏈用納米晶鋁合 金及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前公知地金屬拉鏈有銅拉鏈和鋁拉鏈，銅拉鏈是采用冷沖壓排咪成形，材料利 用率只有40%，由于銅材料價格高，模具的冷沖頭易損壞，制造成本高，強度低。鋁拉鏈也是 冷沖壓排咪而成，沖頭也易損，材料利用率小于40%，且難著色，著色需要加導電絲，加工工 藝復雜，次品率高，強度比銅的還要低。利用稀土元素對鋁合金進行性能強化，同時結合晶 粒細化劑細化晶粒的能力，可以對鋁合金的缺陷進行完善。稀土元素能夠顯著改善鋁合金 的各種性能。在鋁合金制備過程中加入能與鋁形成最有效的晶粒細化劑，使形成的晶粒細 化劑能夠細化晶粒，減小熱裂傾向，提高鋁合金的強度、塑性和抗蠕變性，并且還能改善鋁 合金的耐腐蝕性。
[0003] 現有鋁合金中通常包括以下元素:1%、5丨、〇1、111、11等，各元素不是孤立起作用， 其影響是相關的，其中任何一種成分的多少均為對合金的某些性能帶來變化。現有的鋁合 金中在力學性能、成型性能、組織均勻性、偏析性等方面均有進一步提升的空間。現有的鋁 合金屬具有低熔點，乳壓性、可焊接性好等特點，但是其耐腐蝕、耐熱性能、耐磨性能不高， 現有技術中多采用表面氧化提高鋁材的耐腐蝕、耐熱性和耐磨性能，增加了鋁材的后繼成 本。
[0004] 通過向鋁合金熔體中加入碳或含碳的化合物（如六氯乙烷、碳酸鹽或含碳氣體 等），含碳化合物在高溫下分解出C原子與合金中A1元素形成大量彌散的A1 4C3質點(密排 六方晶體結構，晶格常數與α-Mg相近)成為α-Mg的異質晶核核心，從而實現晶粒細化。此 類方法是Mg-Al系鎂合金最主要的晶粒細化技術，但常用難以克服自身的一些不足，如加 入六氯乙烷存在高溫熔煉會產生Cl 2，HC1等有害氣體，造成環境污染缺點；加入碳酸鎂則 有在鎂液中易分解及生成C02氣泡較快、氣泡大而上浮，細化效果較差的缺點。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種拉鏈用納米晶鋁合金及其制 備方法，該拉鏈用納米晶鋁合金不僅力學性能及成型性能得以提升，且組織均勻、成分穩 定，易著色，而且要模具損耗小，材料利用率高，成本低。同時，不需要再次進行表面氧化處 理，就具有很強的耐腐蝕性、耐熱性和耐磨性。其制備工藝也具有方法簡單，污染小，生產成 本較低等特點。
[0006] 為了實現上述目的，本發明提供的一種拉鏈用納米晶鋁合金，其鋁合金由以下成 分組成：1~2重量%Mg，4~6重量％ Si，1~3重量%稀土，0.2~0.4重量%錫，0.2~0.3重量%鋅，余量 為Al〇
[0007] 進一步的，所述稀土元素為鈧、?乙、鑭、鋪、鐠、釹、釤、銪、|L、鉞、鏑、鈥、鉺、鎊、鐿和 镥中的一種或多種。
[0008] 優選的，所述稀土元素為釔、鑭、鈰、鐠、釹、釤、釓、鏑中的一種或多種。
[0009] 進一步的，一種拉鏈用納米晶鋁合金的制備方法，制備方法包括以下步驟： 51、 將鋁錠、鎂錠按比例投入充滿氮氣的中頻電磁感應爐中，在750°C~800°C的溫度下 進行熔煉成液體，備用； 52、 將工業硅放入高溫熔煉爐中進行熔煉成熔融液，備用； 53、 將步驟S2熔煉后的熔融液通過引融管導入中頻電磁感應爐中，混合均勻； 54、 在步驟S3形成的混合熔融液中加入碳粉、稀土元素，并對混合熔融液進行電磁攪 拌，攪拌時間為1~2 h; 55、 經步驟S4電磁攪拌后，加入錫鹽和鋅鹽，分散劑、沉淀劑后，進行劇烈攪拌，攪拌時 間為30~60 min，攪拌溫度為900°C; 56、 將經步驟S5后的混合熔融液通過爐底引流管引入固溶池，往固溶池進行固溶處理， 經固溶處理后通過連續擠鑄機，擠壓成拉鏈用納米晶鋁合金。
[0010] 更進一步的，所述步驟S2中的熔煉溫度為1000~1200°C。
[0011] 優選的，所述步驟S5中的錫鹽為SnCl4 · 5H20,鋅鹽為Zn(N〇3)2 · 6H20。
[0012] 更進一步的，所述步驟S5中的分散劑為聚乙二醇。
[0013] 優選的，所述的聚乙二醇為PEG200、PEG400、PEG4000、PEG6000或PEG20000 中的一 種。
[0014] 優選的，所述步驟S5中的沉淀劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或氨水溶液中的 一種。
[0015] 更進一步的，所述步驟S5中沉淀劑采用滴加的方式加入在混合溶液中，滴加速度 控制在7~10 ml/min。
[0016] 本發明的有益效果： (1)本發明中拉鏈用納米晶鋁合金的各成分不是孤立起作用，其影響是相關的，使得該 鋁合金不僅力學性能及成型性能得以提升，且組織均勻、成分穩定，易著色，而且要模具損 耗小，材料利用率高，成本低。
[0017] (2)根據本發明提供的制備方法得到的鋁合金不需要再次進行表面氧化處理，就 具有很強的耐腐蝕性、耐熱性和耐磨性。
[0018] (3)本發明提供的制備方法中沒有額外加入晶粒細化劑，在制備步驟中加入相關 輔料，直接形成晶粒細化劑，使制備的鋁合金直接實現晶粒細化，提高合金強度、塑性和韌 性等綜合性能和改善合金成形性，且不產生有害氣體等，造成換進污染。
[0019] (4)本發明制備方法中利用加入的稀土元素、分散劑以及沉淀劑，形成具有高效屏 蔽紫外線的透明粉體，使其包裹在合金表面，使制備的鋁合金具有屏蔽紫外線的功能。
【具體實施方式】
[0020] 以下對本發明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的， 而不是為了限制本發明的范圍及其應用。
[0021] 實施例1 一種拉鏈用納米晶鋁合金，其鋁合金由以下成分組成：1重量%Mg，4重量％ Si，1重量%稀 土，Ο . 2重量%錫，0.2重量%鋅，余量為A1;所述稀土元素為鈧、紀、鑭、鋪、鐠、釹、釤、銪、令L、 鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥中的一種或多種，優選的，所述稀土元素為釔、鑭、鈰、鐠、釹、釤、 釓、鏑中的一種或多種。
[0022] -種拉鏈用納米晶鋁合金的制備方法，制備方法包括以下步驟： 51、 將鋁錠、鎂錠按比例投入充滿氮氣的中頻電磁感應爐中，在750°C~800°C的溫度下 進行熔煉成液體，備用； 52、 將工業硅放入熔煉溫度為1000~1200°C的高溫熔煉爐中進行熔煉成熔融液，備用； 53、 將步驟S2熔煉后的熔融液通過引融管導入中頻電磁感應爐中，混合均勻； 54、 在步驟S3形成的混合熔融液中加入碳粉、稀土元素，并對混合熔融液進行電磁攪 拌，攪拌時間為1~2 h; 55、 經步驟S4電磁攪拌后，加入錫鹽和鋅鹽，分散劑、沉淀劑后，進行劇烈攪拌，攪拌時 間為30~60 min，攪拌溫度為900°C;所述的錫鹽為SnCl4 · 5H20,鋅鹽為Zn(N〇3)2 · 6H20;所述 的分散劑為聚乙二醇，所述的聚乙二醇為PEG200、PEG400、PEG4000、PEG6000或PEG20000中 的一種;所述的沉淀劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或氨水溶液中的一種;所述沉淀劑 采用滴加的方式加入在混合溶液中，滴加速度控制在7~10 ml/min; 56、 將經步驟S5后的混合熔融液通過爐底引流管引入固溶池，往固溶池進行固溶處理， 經固溶處理后通過連續擠鑄機，擠壓成拉鏈用納米晶鋁合金。
[0023] 實施例2 一種拉鏈用納米晶鋁合金，其鋁合金由以下成分組成：1.5重量%Mg，5重量％ Si，2重量％ 稀土，0.3重量%錫，0.2重量%鋅，余量為A1;所述稀