[发明专利]Ru-Cu与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金镀层材料，特别涉及一种Ru-Cu与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料。

背景技术

作为Zn对铁基保护的理论基础，在铁基面上Fe-Zn反应及其生成物的性质已经过详细研究，并已取得众所周知的结论。具体情况是，在纯锌与铁充分反应后，在自内向外的顺序方向，依次生成8种物相，分别是α(铁基锌固溶体层)、α+γ(生成温度较高的共晶混合物层)、γ(生成温度最高、紧靠基体的硬脆相、粘附层)、γ+δ(高温包晶混合物层)、δ(硬度较高、塑性较好的中间金属化合物层)、δ+ζ(530℃时形成的包晶混合物层)、ζ(塑性较差的漂移层)和η(锌基铁固溶体层或纯锌层)。

但如果反应不充分，在最终的钢板镀层上出现的，则不一定8种物相都存在；控制温度和浸镀时间，可以减少乃至完全杜绝某些有害物相的生成，并使之转化为更多的硬度较高、塑性较好的δ中间金属化合物相组织，提高保护能力；而当镀液中有Al存在时，因Al的化学活性远高于Zn，优先与铁基发生Fe-Al反应，从而改变了Fe-Zn反应机制及其生成物结构，对于浸镀的效果，Al的加入既有增强镀层保护能力的预期作用，也有降低镀液对铁基体润湿和附着能力的非预期作用，随着镀液中铝组分的增加，镀层的附着能力往往也变坏。

因此，对铝锌合金镀层材料来说，解决镀液与镀层对基体的润湿性和附着力问题，成为长期以来技术进步围绕的轴心。

发明内容

本发明解决的技术问题是：目前铝锌合金镀层材料存在的镀液与镀层对基体的润湿性和附着力问题，本发明提高了一种Ru-Cu与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料。

本发明的技术方案：Ru-Cu与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，按元素重量百分比计，该合金成分为Zn：15~20，Ru ：0.005~0.01，Cu:2.0～6.0，溶剂钝化剂：0.5～1.0，沉淀硬化剂：0.05～0.1，Co-B：10^-4～0.001，稀土添加剂：0.01～0.05，基体界面反应缓冲剂：0.5～0.8，其余为Al和不可避免的微量杂质。

所述的Ru-Cu与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，溶剂钝化剂包括Co、Cr、Mn、Mo、Nb、Ni或W。

所述的Ru-Cu与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，沉淀硬化剂包括Bi、Cd、In、Pb、Sb、Sn或Tl。

所述的Ru-Cu与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，稀土添加剂为为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y中的一种或多种。

所述的Ru-Cu与多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，基体界面反应缓冲剂包括Fe、Si、Se或Te。

再通过常规的熔铸加工工艺，制成成Al-Zn合金镀层材料。

与现有技术相比，本发明的主要优点，是运用基体界面反应缓冲剂、极化变质剂贵金属Ru、溶剂钝化剂、晶粒细化剂Co-B、高温强化剂Cu、稀土添加剂和沉淀硬化剂等七类元素组合对低锌铝合金体系的立体变质作用，把镀层材料的综合性能提升到一个新水平，体现了在变温条件下以“溶液模型”研究铝合金在多元溶质的复杂组分结构中行为特征的最新技术方法。

利用晶粒细化元素Co-B，在高温时通过溶解、扩散和弥散，成为纳米级乃至更为细小的异类原子团簇和稳定的分子团簇，在熔体冷却结晶时提供大量分布均匀的细小“晶种”、间隙相和间隙化合物，高效细化基体的结晶粒度，提高了镀件的镀液与镀层对基体的润湿性和附着力。

利用稀土元素添加剂的综合作用，具有原子极化、合金强化、晶粒细化、表面美化、除氢和增强抗腐蚀性的多种辅助作用，可增强极化变质剂、合金强化剂、溶剂钝化剂、晶粒细化剂的作用，并弥补其不足。

实施例1：

(1)按配方选定一组元素，按照重量百分比例为：Zn：15，Ru ：0.005，Cu:2.0，溶剂钝化剂Co：0.5，沉淀硬化剂Tl：0.05，Co-B：10^-4，稀土添加剂Gd：0.01，基体界面反应缓冲剂Si：0.5，其余为Al；配制的合金总量为1000kg，则推算出所需的每种物质的重量为：Zn：150kg，Ru ：0.05 kg，Cu:20 kg，Co：5 kg，Tl：0.5 kg，Co-B：0.001 kg，Gd：0.1 kg， Si：5 kg， Al：819.35kg。