[发明专利]一种含稀土和镁的热镀铝锌合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢板及钢结构件表面热镀技术领域，涉及一种热镀铝锌合金。

背景技术

热镀铝锌合金，又称Galvalume合金（Al55%-Si1.5%-余量Zn），由美国伯利恒钢铁公司1970年发明，主要用于钢板等热镀层保护，它综合了铝的优异耐蚀性与锌的阴极腐蚀保护性，耐蚀性是热镀锌的2-6倍，由于合金以铝为主，比重轻，在相同的热镀层厚度下，成本比热镀锌要低得多，因而具有较高的性价比。

目前在国内，热镀铝锌合金（Galvalume合金），主要用于电控柜用板等行业，还未在汽车、家电等领域广泛应用，主要原因是该合金热镀板加工成形性、耐蚀性、表面锌花（粗大，不均匀）、表面外观质量（由于镀层夹渣引起的颗粒缺陷等）以及镀层的耐黑变性等方面还不能完全满足要求。

发明内容

为解决现有的合金热镀板加工成形性差，耐蚀性差，表面锌花粗大、不均匀，表面外观质量差，以及镀层的耐黑变性差的问题，本发明提供一种含稀土和镁的热镀铝锌合金，其实施方案如下：

一种含稀土和镁的热镀铝锌合金，包括以下重量百分比含量的组分：

铝54-59%，硅1.2-1.8%，稀土0.05-0.15%，镁0.3-0.7%，其余为锌和不可避免的杂质；

其中稀土是指铈或镧或铈与镧的混合稀土。

作为本发明的优选方案，其中各组分的重量百分比含量为：

铝55.0%，硅1.5%，稀土0.07%，镁0.5%，余量为锌和不可避免的杂质。

作为本发明的优选方案，其中各组分的重量百分比含量为：

铝55.0%，硅1.5%，稀土0.12%，镁0.5%，余量为锌和不可避免的杂质。

本发明还提供了制备上述一种含稀土和镁的热镀铝锌合金的方法，包括以下步骤：

在Galvalume合金熔体中控制加入稀土和镁，得到含稀土和镁的热镀铝锌合金熔体，其中稀土是指铈或镧或铈与镧的混合稀土，稀土的加入量为含稀土和镁的热镀铝锌合金熔体的重量百分比含量的0.05-0.15%，镁的加入量为含稀土和镁的热镀铝锌合金熔体的重量百分比含量的0.3-0.7%，然后将含稀土和镁的热镀铝锌合金熔体浇入铸模中，得到含稀土和镁的热镀铝锌合金。

作为本发明的优选方案，其中各组分的重量百分比含量为：

所述稀土的加入量为含稀土和镁的热镀铝锌合金熔体的重量百分比含量的0.12%或0.07%，镁的加入量为含稀土和镁的热镀铝锌合金熔体的重量百分比含量的0.5%。

本发明提供了一种比热镀铝锌合金性能更优良的热镀合金及熔体。

本发明提出在原有的热镀铝锌合金及熔体中通过加入稀土和镁元素，从而明显提高热镀层的耐蚀性、加工成形性和耐黑变性，细化镀层表面锌花，提高镀层的综合性能。

本发明热镀稀土铝锌合金及熔体的制备方法：以工业纯铝、工业纯锌、工业纯硅、锌镁中间合金、工业纯稀土或铝稀土中间合金为基本原料。按54.0~59.0wt%Al，1.2~1.8wt%Si，0.05~0.15wt%La(或Ce，或La+Ce)，镁0.3-0.7%，余量为Zn的配比在中频炉或工频炉熔化后，浇入铸铁模（或铸钢模）中生产出热镀用合金锭；或按上述成分要求直接在热镀锌锅或预熔锅中配制成熔体后用于热镀。

本发明的热镀稀土镁铝锌合金及熔体是在热镀铝锌合金（又称Galvalume合金，其成分为：54-59wt%Al，1.2-1.8%Si，余量Zn）的基础上添加适量的镁和稀土元素La（或Ce，或La+Ce）。加入的稀土含量在0.05~0.09wt%时，不仅能提高镀层的耐蚀性、加工成形性，提高熔体的流动性，同时可明显细化镀层表面锌花；加入的稀土含量在0.10~0.15wt%时，熔体的流动性更好，对钢材表面的润湿性更好，可明显提高镀层的耐蚀性，加工成形性和表面外观质量；加入0.5wt%Mg时，镀层的耐黑变性明显提高。

本发明的热镀稀土镁铝锌合金及熔体在热镀工艺上没有特别要求，仍采用原Galvalume合金热镀工艺。

具体来说，本发明热镀合金与原Galvalume合金相比，具有以下优点：