[发明专利]Sr-Be与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金镀层材料，特别涉及一种Sr-Be与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料。

背景技术

目前，铝合金镀层材料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Al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镀工艺技术装备，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，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，是一个急需解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：实现镀层板易加工、易焊接、耐高温、耐酸碱盐类腐蚀，可提高循环效率和再利用价值，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，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的Sr-Be与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种Sr-Be与多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Zn≤30，Sr:10^-4～0.05，Be:10^-4～0.05，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Al和不可避免的微量杂质。

合金强化剂包括Cu或Li，以及含有Cu或Li的合金。 

溶剂钝化剂包括Co、Cr或Nb，以及含有Co、Cr或Nb的合金；每种元素每种可以单独使用，也可以混合使用。

沉淀硬化剂包括Bi、In或Tl，每种元素可以单独使用，也可以混合使用。

晶粒细化剂包括C或Zr和它们相互形成的化合物，以及C或Zr与高熔点过渡元素形成的高硬度高稳定性化合物。

稀土添加剂包括作为稀土元素的Pr或Nd，及一种以上稀土元素形成的混合稀土。

基体界面反应缓冲剂包括Fe或Si，以及含有Fe或Si的合金。

再通过常规的熔铸加工工艺，制成成Al-Zn合金镀层材料。

本发明与现有技术相比，达到的有益效果：

与现有技术相比，本发明的主要优点是：运用Sr-Be与基体界面反应缓冲剂、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多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，实现铝锌合金的组织结构形态优化，使镀层材料与钢铁基体产生良好的润湿性、固态附着性和基体强化性，实现镀层板易加工、易焊接、耐高温、耐酸碱盐类腐蚀，提高了循环效率和再利用价值，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，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，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，其制备方法采用的均是冶金行业的常用设备，不需特制，可提高循环效率和再利用价值。

多组分变质剂的具体作用如下：

Sr的作用：在合金中加入一定量的锶可以增加金属的强度和抗腐蚀性能，锶还是表面活性元素，是Al合金的优良的变质剂和晶粒细化剂，在结晶学上能改变金属间化合物的行为。在铝合金中加入一定量的Sr，能使合金中的β-AlFeSi相变为，α-AlFeSi相，从而使铝合金均匀化时间减少60~70%，提高了材料力学性能和塑性性能。

Be是原子半径最小的碱金属元素之一，同时也是比重最小的金属元素之一。Be的比重比Al小三分之一，强度跟钢差不多，传热性能是钢的三倍，是金属中良好的导体；Be的氧化物比重小，硬度大，熔点高达摄氏二千四百五十度，因此具有高温防腐能力，铍的氧化物、卤化物都具有明显的共价性，Be还能形成聚合物以及具有明显热稳定性的共价化合物，即使在红热时，Be在空气中也很稳定，其覆盖在基体表面，形成致密稳定的表面氧化保护层，保护基体不被氧化且导热性能良好，强化了基体的耐热效果；利用Be元素对溶剂元素Al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。