[发明专利]钢材热浸镀用Al-Zn-Mg-Si合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材热浸镀用Al-Zn-Mg-Si合金，可广泛应用于腐蚀环境中的钢材防护。

背景技术

钢材暴露在大气环境中很容易被腐蚀，这个问题不仅给社会带来巨大经济损失，而且因为腐蚀而造成的金属断裂和失效还会带来很大的安全问题。因此世界各国都在如何提高钢材的耐腐蚀性这一问题上进行了广泛的研究。

近几年铝锌合金热浸镀层得到了快速发展，研究发现，在铝锌镀层中加入Mg和稀土元素，可以极大地提高镀层的耐腐蚀性，相关产品主要有：Zn-6％Al-3％Mg，Zn-11％Al-3％Mg-0.2％Si，Zn-0.2％Al-0.5％Mg，Zn-6％Al-3％Mg-RE。可以发现，添加Mg和稀土元素的研究大都集中在锌基合金上。

铝含量高的铝锌合金也早有研究，在Al含量为25-75％的镀层专利中，其中55％Al-Zn-1.6％Si合金(Galvalume合金)镀层被公认为综合性能最好。它兼备了镀锌层的耐腐蚀性和镀铝层的抗高温性等多种优异性能，因此发展迅速，应用范围极为广泛。但这类高铝锌镀层的抗腐蚀性能，镀液质量及镀层外观还有待改善。虽然各种改进的高铝含量铝锌合金镀层在一定程度上解决了一些问题，但仍然存在一定的缺陷。比如镀液中加入一定量的稀土元素后可净化镀液，降低镀液粘性以及改善镀液对钢基的浸润性，从而大大提高镀层质量，但稀土对镀层的耐蚀性的提高及晶粒的细化效果不够突出。加入一定量的Mg和Si元素虽然可以提高镀层的耐蚀性，但因此生成的粒度较大的Mg₂Si和肉眼可见的Mg₂Zn₁₁会恶化镀层表面性能及加工性能。综上所述，高铝含量铝锌热浸镀层需要进一步改进。

随着近几年原材料锌锭的价格飞涨，研制该高铝锌合金可帮助降低镀层材料的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢材热浸镀用的高铝含量Al-Zn-Mg-Si合金，其镀液流动性明显改进，在保障镀层具有良好抗腐蚀性能和加工性能的同时降低镀层厚度。

本发明的另一个目的在于提供一种钢材热浸镀用的高铝含量Al-Zn-Mg-Si合金，使用这种合金浸镀后的钢材表面形成镀层，此镀层表层平滑，无结瘤现象，且没有肉眼可见的Mg₂Zn₁₁化合物出现。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

1.钢材热浸镀用Al-Zn-Mg-Si合金，其特征是含有以下比例的组分，按重量百分比为：Al：50-75％，Mg：1-5％，Si：0.5-2.5％，余量为Zn和不可避免的杂质。

2.钢材热浸镀用Al-Zn-Mg-Si合金，其特征是含有以下比例的组分，按重量百分比为：Al：50-75％，Mg：1-5％，Si：0.5-2.5％，Ti：0.002-0.1％，B：0.001-0.045％，余量为Zn和不可避免的杂质。

3.钢材热浸镀用Al-Zn-Mg-Si合金，其特征是含有以下比例的组分，按重量百分比为：Al：50-75％，Mg：1-5％，Si：0.5-2.5％，Ti：0.002-0.1％，B：0.001-0.045％，稀土(La或Ce)：0.05-1％，余量为Zn和不可避免的杂质。

4.钢材热浸镀用Al-Zn-Mg-Si合金满足3≥Mg/Si≥2(质量比)，使钢板表面热浸镀层中的Si不以初晶相出现，且有部分Mg₂Si直接从液相析出，弥散分布在镀层中。

5.钢材热浸镀用Al-Zn-Mg-Si合金满足3≥Mg/Si≥2(质量比)，使钢板表面热浸镀层中观察到的Mg₂Si面积总量占镀层的3-15％，且直接从液相析出的Mg₂Si不小于Mg₂Si总量的1％。

以下结合附图1-6详细说明本发明的高铝含量Al-Zn-Mg-Si合金的成分组成，相组成及结构性能。

众所周知，Al具有优良的耐蚀性能，其含量限定为50-75％的理由是：Al含量不足50％时，镀层耐蚀性提高效果不充分。如图1所示，易造成Si直接从液相析出，恶化镀层耐蚀性。当Al含量超过75％时，热浸镀工艺的温度升高，镀层耐蚀性提高效果达到饱和，并且镀液的浸润性和流动性由于温度升高而恶化。