本发明专利技术涉及一种锌铝镁合金镀层及其在操纵用钢丝绳上的应用，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层含有以下组分：Al 10‑18％，Mg 3‑6％，Nb 0.1‑1.0％，Ti 0.05‑0.3％，V 0.01‑0.1％，余量为锌。本发明专利技术通过控制合金的组分和含量，得到了适用于操纵用钢丝绳的锌铝镁合金镀层，所得镀层兼具优异的力学性能和耐蚀性能，与操纵用钢丝绳的需求相契合，提高了钢丝绳的应用安全系数，延长使用寿命，能够满足更为苛刻的工况条件，极大的填补了具有高强度高耐腐蚀能力的操纵钢丝绳的市场空白，具有良好的经济效益和应用前景。
A Zinc-Aluminum-Magnesium Alloy Coating and Its Application in Steel Wire Rope for Manipulation
【技术实现步骤摘要】
一种锌铝镁合金镀层及其在操纵用钢丝绳上的应用
本专利技术涉及合金、热浸镀以及钢丝绳领域，具体涉及一种锌铝镁合金镀层及其在操纵用钢丝绳上的应用。
技术介绍
钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。操纵用钢丝绳由于具有比较细的特点而广泛应用于汽车、摩托车、自行车、电动车以及航天器等领域。现有技术中一般采用在钢丝绳外增加镀层的方式来提高钢丝绳的性能，但传统的锌或锌铝合金镀层更多的侧重于提高钢丝绳的耐蚀性能，对力学性能贡献不多。由于操纵用钢丝绳很细，其不仅需要具有良好的抗腐蚀性能，还必须拥有优异的力学性能。目前市场上常用的普通含锌镀层难以满足操纵用钢丝绳的要求。相对而言，锌铝镁镀层则能够在提供耐蚀性能的同时提供一定的力学性能贡献，符合操纵用钢丝绳的要求。现有的锌铝镁镀层配方有很多，但侧重点各有不同。例如CN105039903A公开了一种基于单镀法制备锌铝镁合金共渗层的工艺，镀层组成为：45％-50％Al、6％-12％Mg、34％-58％Zn，该锌铝镁共渗层具有高厚度、渗层形貌优良、结合强度高等特点。CN105500822A公开一种锌铝镁拉丝镀层钢板，锌铝镁镀层的组成为：Al6.1-13.8％，Mg1.5-6.7％，Si1.5-4.2％，Fe0.1-0.5％，混合稀土≤0.15％，其余为Zn；该镀层具有良好的硬度和耐蚀性能。CN108977695A公开了一种含钛和锑的热浸镀锌铝镁合金及其制备方法，所述合金中各组分质量百分比如下：Al：10.0-12.0wt.％、Mg：2.5-3.5wt.％、Ti：0.1-0.2wt.％、Sb：0.1-0.2wt.％、余量为Zn。通过向锌铝镁合金中添加钛元素和锑元素，提高了热浸镀锌铝镁合金的抗划伤性和耐腐蚀性以及镀层的外观装饰性。CN104711502A公开了一种耐蚀锌铝镁稀土合金镀层及其制备和热浸镀方法，镀层的原料配比为：Al3-9wt％，Mg0.03-0.09wt％，稀土0.01-0.15wt％，余量为锌。该镀层表面平整光滑，具有优良的防腐蚀性能。CN106702213A公开了一种含稀土的锌铝镁合金丝及其制备方法和用途，该锌铝镁合金丝含有铝15-40％、镁0.2-4.0％、0.02-0.2％稀土元素铈和铒、不大于0.025％的杂质，余量为锌；两种稀土元素的质量比，Ce/Er为3:7或7:3。该稀土锌铝镁合金热涂层具有优异的附着力、良好物理机械性能和耐蚀性能。CN109402450A公开了一种含锆元素的热镀用锌铝镁合金及其制备方法。所述含锆元素的热镀用锌铝镁合金由Zn、Al、Mg和Zr元素组成，所述合金中各组分质量百分比如下：Al：4.0-5.0wt.％、Mg：0.05-0.15wt.％、Zr：0.05-0.5wt.％、余量为Zn。该方法提高热浸镀锌铝镁合金的耐腐蚀性能和抗划伤性。不同的锌铝镁镀层中元素组成和含量不同，带来了较大的性能差异。对于操作用钢丝绳而言，良好的力学性能和抗腐蚀性能均需要同时得到满足。而现有的锌铝镁镀层配方难以达到上述要求，因此有必要开发出一种新的适用于操纵用钢丝绳的锌铝镁合金镀层。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种锌铝镁合金镀层及其在操纵用钢丝绳上的应用，通过控制合金的组分和含量，得到了兼具优异力学性能和耐蚀性能的锌铝镁合金镀层，所得镀层用于操纵用钢丝绳时，填补了高强度高耐腐蚀操纵钢丝绳的市场空白，应用前景广阔。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种锌铝镁合金镀层，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层含有以下组分：Al10-18％，Mg3-6％，Nb0.1-1.0％，Ti0.05-0.3％，V0.01-0.1％，余量为锌。本专利技术向锌铝镁合金中加入特定含量的Nb、Ti和V来改善合金的性能。其中，合金形成固溶体后，微量的Nb元素能够引起晶格畸变，固溶于溶质原子中，起到固溶强化作用。而Ti和V的加入能够提供形核点，加了形核率，从而使结晶组织细化，产生了细晶强化的效果，提高了合金的强度。此外，Nb、V和Al之间可以形成Nb3-nVnAl(0.0.1＜n＜0.05)化合物，该化合物晶粒细小，凝固过程中能够形成第二相均匀的分布于基体金属中，产生了弥散强化的作用，进而提高了合金的强度。本专利技术同时将控制锌铝镁合金中Al的含量为10-18％，Mg的含量为3-6％，在上述配比下，该锌铝镁合金具有优异的强度和耐腐蚀性能，满足操纵用钢丝绳的要求。根据本专利技术，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层中Al的含量为10-18％，例如可以是10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％或18％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本申请不再穷尽列举。根据本专利技术，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层中Mg的含量为3-6％，例如可以是3％、4％、5％或6％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本申请不再穷尽列举。根据本专利技术，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层中Nb的含量为0.1-1.0％，例如可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1.0％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本申请不再穷尽列举。对本专利技术而言，镀层中Nb的含量至关重要，当Nb的含量过高时(＞1.0％)，会在镀层中形成大量的第二相，降低镀层的韧性。当Nb的含量过低时(＜1.0％)，微量的Nb原子几乎都固溶在溶质原子中，不会产生弥散强化，进而影响了镀层的力学性能。根据本专利技术，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层中Ti的含量为0.05-0.3％，例如可以是0.05％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％或0.3％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本申请不再穷尽列举。Zr0.01-0.1％。根据本专利技术，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层中V的含量为0.01-0.1％，例如可以是0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％或0.1％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本申请不再穷尽列举。根据本专利技术，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层中还含有稀土元素0.1-0.5％，例如可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本申请不再穷尽列举。根据本专利技术，所述稀土元素为镧、铈或钕中的至少一种。为了进一步提高镀层的耐蚀性能，本专利技术向合金中加入了部分稀土元素，上述组分和含量的稀土元素能够有效的增加合金镀层的的耐蚀性能。第二方面，本专利技术提供了如第一方面所述的锌铝镁合金镀层的应用，所述锌铝镁合金镀层应用于操纵用钢丝绳，具体操作包括以下步骤：(1)按照配方量制备锌铝镁合金熔体；(2)选用高碳钢进行盘条，盘条后进行一次拉拔；(3)对步骤(2)一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锌铝镁合金镀层，其特征在于，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层含有以下组分：Al 10‑18％，Mg 3‑6％，Nb 0.1‑1.0％，Ti 0.05‑0.3％，V 0.01‑0.1％，余量为锌。
【技术特征摘要】
1.一种锌铝镁合金镀层，其特征在于，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层含有以下组分：Al10-18％，Mg3-6％，Nb0.1-1.0％，Ti0.05-0.3％，V0.01-0.1％，余量为锌。2.如权利要求1所述的锌铝镁合金镀层，其特征在于，按质量百分含量计，所述锌铝镁合金镀层中含有稀土元素0.1-0.5％。3.如权利要求2所述的锌铝镁合金镀层，其特征在于，所述稀土元素为镧、铈或钕中的至少一种。4.如权利要求1-3任一项所述的锌铝镁合金镀层的应用，其特征在于，所述锌铝镁合金镀层应用于操纵用钢丝绳。5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用的具体操作包括以下步骤：(1)按照配方量制备锌铝镁合金熔体；(2)选用高碳钢进行盘条，盘条后进行一次拉拔；(3)对步骤(2)一次拉拔后的钢丝进行退火处理，然后进行二次拉拔；(4)对步骤(3)所述二次拉拔后的钢丝进行退火处理，退火处理结束后在步骤(1)得到的熔体中进行热镀，在钢丝表面得到锌铝镁镀层；(5)对步骤(4)热镀后的钢丝进行三次拉拔，拉拔完成后根据需求进行捻股和合绳，得到成品操纵用钢丝绳。6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤(1)的具体操作为：(a)制备Al-Nb、Al-...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈利明，丁燕峰，
申请(专利权)人：无锡市华锋车业部件有限公司，江阴市利盟金属制品有限公司，无锡市道普威控制索有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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