本发明专利技术公开了节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Sr:0.4‑0.8wt.%,Te:0.4‑0.6wt.%,Y:1.2‑1.8wt.%,Ge：2.0‑3.0wt.%，Ru:0.5‑0.8wt.%,Zr:0.5‑1.0wt.%,余量为锌。本发明专利技术有助于开发活性钢高品质热浸镀锌用锌合金，可以大大降低镀锌层金属间化合物的生长和过度粗化,明显延缓了疏松相的生长。
Energy saving Te and Y zinc alloy for hot dip galvanizing of high silicon content active steel
The invention discloses an energy-saving and high silicon content active steel Te and Y zinc alloy for hot dip galvanizing and its processing technology. According to the weight percentage, the composition of the alloy is: Sr:0.4 0.8wt.%, Te:0.4 0.6wt.%, Y:1.2 1.8wt.%, Ge:2.0 3.0wt.%, Ru:0.5 0.8wt.%, Zr:0.5 1.0wt.%, and the residue is zinc. The invention is helpful for the development of zinc alloy used in hot dip galvanizing of active steel, which can greatly reduce the growth and overcoarsening of the intermetallic compound in the galvanized layer, and obviously postpone the growth of the loose phase.
【技术实现步骤摘要】
节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金
本专利技术涉及合金
，具体地说，涉及一种锌合金。
技术介绍
锌的熔点很低，只有419.7℃，且在450-480℃的温度范围内就可以浸镀。一般得到的灰色镀层由两个分层构成：外层为锌层，内层是铁与锌金属间化合物层。金属间化合物的生成可以使镀层与基体间呈现冶金结合，附着牢固。由于锌具有良好的延展性，其合金层与钢基附着牢固，因此热镀件可进行冷冲、轧制、拉丝、弯曲等各种成型而不损坏镀层。纯锌层是热镀锌中最富有塑性的一层镀锌层，其性质基本接近于纯锌，具有延展性，所以它富于挠性。在一般大气中，锌层表面形成一层很薄而密实的氧化锌层表面。它很难溶于水，故对钢铁紧固件基体起着一定保护作用。如果氧化锌与大气中其它成分生成不溶性锌盐后，则防腐蚀作用更理想；具有结合致密，在海洋性盐雾大气及工业性大气中表现特有抗腐蚀性。热浸镀锌具有很多有点：1）镀锌层的硬度值比钢材还大，故其抗冲击及抗磨耗性均相当良好。2）在边角区，锌层往往比其它地方还厚，且有良好的韧性及抗磨耗性。而其它涂层在此边角处，往往是最薄最不易施工，最易受伤害处，故常须再维护。3）即使因受很大的机械伤害或其它原因。造成一小部份的锌层脱落，将铁基裸露，此时，周围锌层就会发挥牺牲阳极的功能，来保护此处钢铁，使其不受侵蚀。而其它涂层则刚好相反，锈会马上生成，且迅速漫延至涂层下面，引起涂层剥落。4）锌层在大气中的消耗是非常缓慢的，约为钢铁腐蚀速率的1/17-1/18，且是可预估的。其寿命远超过其它任何涂层。5）在特定严重腐蚀环境使用时，镀锌层可再施以上漆处理，只要漆的系统选用正确、施工容易，其防蚀效果比单独上漆及热浸锌寿命加起来还要好上1.5-2.5倍。6)钢结构件热镀锌后，相当于一次退火处理，能有效改善钢基体的机械性能，消除钢件成型焊接时的应力，有利于对钢结构件进行车削加工。钢的成分对热浸镀锌行为影响很大，其中以钢中硅含量对热镀锌的影响最为显著。随着材料设计技术的发展以及相关工业要求的进一步提高,高含量硅的钢种也明显变多。这类钢在热浸锌行业中多被称为活性钢。活性钢在采用传统的热镀锌工艺镀锌时往往出现灰暗、超厚及粘附性差的镀层，产品质量显著降低,且镀锌层容易脱落。现阶段国内热浸镀锌领域行业整体发展大而不强，还不具备和世界同行业发达国家抗衡的能力。普通产品产能过剩，高端产品依赖进口。工业规模达到世界较大，整体装备和部分技术接近或达到国际先进水平，整体装备工艺技术整体落后，生产效率低，资源能源消耗大。热浸镀锌开发领域落后，不仅仅是热处理加工的基础问题，还和行业上下游息息相关，整体工业落后使得我们的热浸镀锌体系序列开发产生影响。虽然我国钢材冶炼和加工具有很大的资源优势，但目前绝大多数的活性钢材没有采用有效的保护方法。故在开发周期、设计质量及其所实现的工艺质量等方面较难保证，使得企业亦无法在竞争激烈的市场中获得更大的突破。开发活性钢用高品质热浸镀锌用锌合金对于提升我国自主研发精品新材料，占领国际精品新材料市场具有促进作用。对传统热浸镀锌进行底层性质的创新和优化，对整个热浸镀锌行业及其技术的发展与提升具有积极的意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在460-600度大气条件下使用的节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金。该方法具有生产成本低，耐腐蚀性能强,便于大规模生产的特点。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Sr:0.4-0.8wt.%,Te:0.4-0.6wt.%,Y:1.2-1.8wt.%,Ge：2.0-3.0wt.%，Ru:0.5-0.8wt.%,Zr:0.5-1.0wt.%,余量为锌。上述节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到500-600度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在500-600度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为10-20m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌用锌合金进行铝材的防腐蚀涂层处理；其中，热浸镀锌的工作温度为460-600度，热浸时间为20-30秒。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术专利的锌合金具有极低的熔点，在温度高于400度后熔体表面氧化生成致密的氧化膜和氮化膜，有效阻止锌蒸汽向大气中的挥。该锌合金在400-600温度范围内在大气环境下静置5个小时而没有明显的氧化。在对该液态锌合金进行搅拌、吹气等熔体处理过程中，当其表面膜因剧烈搅拌被破坏后，能快速再生，成功阻碍合金的氧化和挥发。（2）本专利提出的最优化热浸镀锌工作条件为：热浸镀锌的工作温度为460-600度，热浸时间为20-30秒。相比而言,传统热浸镀锌的热浸时间为40-60秒。由于高温下的工作时间缩短了将近一半,因而能量消耗也将近降低了一半。（3）该热浸镀锌合金可以显著抑制活性钢热浸镀锌层的异常生长，获得厚度适宜,表面光亮，粘附性好的镀层，且对含硅量0.3wt.%以上钢的作用尤为明显。该合金热浸镀锌时完全改变了高硅含量的活性钢种金属间相的生长顺序，首先生成致密的相而不是疏松的相，明显延缓了疏松相的生长。实施方式实施例1一种节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金。按重量百分比计，该材料的化学成分为：Sr:0.4wt.%,Te:0.4wt.%,Y:1.2wt.%,Ge：2.0wt.%，Ru:0.6wt.%,Zr:0.8wt.%,余量为锌。制备方法：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到550度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在550度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的圆锭，铸锭下移速度为14m/min。该铸锭可以当做热浸镀锌用锌合金进行铝材的防腐蚀涂层处理；其中，热浸镀锌的工作温度为460-600度，热浸时间为20-30秒。该锌合金具有极低的熔点，在温度高于400度后熔体表面氧化生成致密的氧化膜和氮化膜，有效阻止锌蒸汽向大气中的挥。该锌合金在400-600温度范围内在大气环境下静置5个小时而没有明显的氧化。在对该液态锌合金进行搅拌、吹气等熔体处理过程中，当其表面膜因剧烈搅拌被破坏后，能快速再生，成功阻碍合金的氧化和挥发。该合金的最优化热浸镀锌工作条件为：热浸镀锌的工作温度为460-600度，热浸时间为20-30秒。相比而言,传统热浸镀锌的热浸时间为40-60秒。由于高温下的工作时间缩短了将近一半,因而能量消耗也将近降低了一半。该热浸镀锌合金可以显著抑制活性钢热浸镀锌层的异常生长，获得厚度适宜,表面光亮，粘附性好的镀层，且对含硅量0.3wt.%以上钢的作用尤为明显。该合金热浸镀锌时完全改变了高硅含量的活性钢种金属间相的生长顺序，首先生成致密的相而不是疏松的相，明显延缓了疏松相的生长。实施例2一种节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金。按重量百分比计，该材料的化学成分为：Sr:0.6wt.%,Te:0.5wt.%本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Sr: 0.4‑0.8wt.%,Te:0.4‑0.6wt.%,Y:1.2‑1.8wt.%,Ge：2.0‑3.0wt.%，Ru:0.5‑0.8wt.%,Zr:0.5‑1.0wt.%,余量为锌。
【技术特征摘要】
1.节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Sr:0.4-0.8wt.%,Te:0.4-0.6wt.%,Y:1.2-1.8wt.%,Ge：2.0-3.0wt.%，Ru:0.5-0.8wt.%,Zr:0.5-1.0wt.%,余量为锌。2.根据权利要求1所述节能型高硅含量活性钢热浸镀锌用含Te和Y锌合金，其特征在于包括如下步骤：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨长江，
申请(专利权)人：广州宇智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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