[发明专利]微合金化高强度锌合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种微合金化高强度锌合金，属金属件表面处理和金属化薄膜电容器端面喷金材料的制造技术领域。

背景技术

喷丸已经被广泛应用于金属零件的表面清理，传统喷丸是二氧化硅砂颗粒，能够彻底地清除金属件表面所有的杂质，如氧化皮、锈蚀和旧漆膜，具有除锈效率高等优点，但是在喷砂的过程中产生一系列问题：喷丸重复使用率低；在处理过程中产生大量对人体有害和对作业环境有污染的硅酸粉尘，这种粉尘一旦被人体吸入，很容易导致矽肺病，且现场清理也较麻烦。近年来这种喷丸逐渐被限制使用，国外已基本被禁止使用。

现在使用较普遍的有不锈钢、碳钢、铝、锌等材料，制成0.5-1.5mm直径的丝，再分切成颗粒，作为喷丸。现有锌丸主要用于清洗有色金属精密铸件表面，其硬度(HV 28-32)适中，能够在不破坏铸件表面的前提下除去铸件表面的毛刺、氧化物等杂质。清洗后的精密铸件表面粗糙度精度较高，特别是在清洗的过程中能够在零件表面形成一层0.0013mm厚度的锌金属膜，在潮湿的气候环境中，能起到临时防腐蚀的作用。锌丸产生的粉尘较少，且粉尘不会四处飞溅。粉尘爆炸、起火的危险极低，是比较环保且安全性能较高的喷丸。但因易变形破碎，其重复利用率较低，相对价格成本较高，给使用厂家带来成本压力。

随着锌原材料价格的不断提高，市场希望锌丸在使用性能基本不变的情况下，适当增加其硬度(≥HV32)，以提高重复利用率。

在金属件防腐喷涂和金属化薄膜电容器端面喷金行业中，为了提高作业效率，目前正在逐步使用高性能喷枪，使送丝装置与喷嘴之间距离和送丝速度增加，该种喷枪使用现有锌丝材料(抗拉强度＜120N/mm²)时，在送丝力的作用下，极易使丝弯曲产生堵枪。市场希望有一种抗拉强度较高的锌丝(≥120N/mm²)。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效提高抗拉强度和硬度，满足金属件表面处理和电容器端面喷金要求的微合金化高强度锌合金。

本发明为微合金化高强度锌合金，以锌为基体，其特征在于还同时包含镍，各组份的组成按重量百分比计分别为：镍0.001-0.5％，其余为锌及总量不大于0.1％的杂质，各组份的重量百分比总和为100％。

所述的微合金化高强度锌合金中还可加入镁，其加入量为各组份总重量百分比的0.001-0.1％，优选可为0.002-0.08％。

所述镍的含量优选可为各组份总重量百分比的0.003-0.3％。

所述杂质中各组份的组成按重量百分比计可分别为：铅≤0.03％，镉≤0.002％。

所述的微合金化高强度锌合金可包括锌丸或锌丝。

微合金化是近几年迅速发展起来的一种金属材料加工技术，其主要是在基体金属中加入其它的微量元素，以获得特定的力学性能，该项技术具有高效、节约合金元素等特点，已经被公认为“环境保护材料”，而纯锌(Zn)是一种非冷作硬化金属，不同的加工工艺不会改变其力学性能。本发明利用微合金化原理，通过添加微量的镍及镁，可以大幅度改善其力学性能。

在纯锌(Zn)中加入镍(Ni)，可细化合金凝固组织中的晶粒，有效改善合金的力学性能，但如果镍含量小于0.001％，其效果不是很明显，当含量超过0.5％时，其提高力学性能的能力呈下降趋势，且成本上升，因此综合考虑和比较，本发明确定镍含量为0.001％-0.5％，优选含量为：0.003％-0.3％。

研究发现在合金中加入微量的镁(Ma)，可以进一步提高合金的硬度和抗拉强度，并且仍能保持合金有较高的延伸率，但如果镁含量小于0.001％时，其增加合金硬度效果不是十分明显，当镁的含量超过0.1％时，抗拉强度急剧增加，而延伸率出现下降，过高的抗拉强度也不利于喷枪的使用，因此综合考虑和比较，本发明确定镁含量为0.001-0.1％，优选含量为0.002％-0.08％。

本发明规定杂质总量的重量百分比小于0.1％，考虑到无铅化要求，本发明所述杂质中：铅(Pb)≤0.03％、镉(Cd)≤0.002％，其它元素种类和组份不作要求。

研究表明，本发明所添加的微量元素，在本发明设计范围内，不会对金属化薄膜电容器产生不良影响。