[发明专利]一种拉链用纳米晶铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属拉链及制备工艺技术领域，具体涉及一种拉链用纳米晶铝合金及其制备方法。

背景技术

目前公知地金属拉链有铜拉链和铝拉链，铜拉链是采用冷冲压排咪成形，材料利用率只有40%，由于铜材料价格高，模具的冷冲头易损坏，制造成本高，强度低。铝拉链也是冷冲压排咪而成，冲头也易损，材料利用率小于40%，且难着色，着色需要加导电丝，加工工艺复杂，次品率高，强度比铜的还要低。利用稀土元素对铝合金进行性能强化，同时结合晶粒细化剂细化晶粒的能力，可以对铝合金的缺陷进行完善。稀土元素能够显著改善铝合金的各种性能。在铝合金制备过程中加入能与铝形成最有效的晶粒细化剂，使形成的晶粒细化剂能够细化晶粒，减小热裂倾向，提高铝合金的强度、塑性和抗蠕变性，并且还能改善铝合金的耐腐蚀性。

现有铝合金中通常包括以下元素：Mg、Si、Cu、Mn、Ti等，各元素不是孤立起作用，其影响是相关的，其中任何一种成分的多少均为对合金的某些性能带来变化。现有的铝合金中在力学性能、成型性能、组织均匀性、偏析性等方面均有进一步提升的空间。现有的铝合金属具有低熔点，轧压性、可焊接性好等特点，但是其耐腐蚀、耐热性能、耐磨性能不高，现有技术中多采用表面氧化提高铝材的耐腐蚀、耐热性和耐磨性能，增加了铝材的后继成本。

通过向铝合金熔体中加入碳或含碳的化合物（如六氯乙烷、碳酸盐或含碳气体等），含碳化合物在高温下分解出C原子与合金中Al元素形成大量弥散的A1₄C₃质点（密排六方晶体结构，晶格常数与α-Mg相近）成为α-Mg的异质晶核核心，从而实现晶粒细化。此类方法是Mg-Al系镁合金最主要的晶粒细化技术，但常用难以克服自身的一些不足，如加入六氯乙烷存在高温熔炼会产生Cl₂，HCl等有害气体，造成环境污染缺点；加入碳酸镁则有在镁液中易分解及生成CO₂气泡较快、气泡大而上浮，细化效果较差的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种拉链用纳米晶铝合金及其制备方法，该拉链用纳米晶铝合金不仅力学性能及成型性能得以提升，且组织均匀、成分稳定，易着色，而且要模具损耗小，材料利用率高，成本低。同时，不需要再次进行表面氧化处理，就具有很强的耐腐蚀性、耐热性和耐磨性。其制备工艺也具有方法简单，污染小，生产成本较低等特点。

为了实现上述目的，本发明提供的一种拉链用纳米晶铝合金，其铝合金由以下成分组成：1~2重量%Mg，4~6重量%Si，1~3重量%稀土，0.2~0.4重量%锡，0.2~0.3重量%锌，余量为Al。

进一步的，所述稀土元素为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的一种或多种。

优选的，所述稀土元素为钇、镧、铈、镨、钕、钐、钆、镝中的一种或多种。

进一步的，一种拉链用纳米晶铝合金的制备方法，制备方法包括以下步骤：

S1、将铝锭、镁锭按比例投入充满氮气的中频电磁感应炉中，在750℃~800℃的温度下进行熔炼成液体，备用；

S2、将工业硅放入高温熔炼炉中进行熔炼成熔融液，备用；

S3、将步骤S2熔炼后的熔融液通过引融管导入中频电磁感应炉中，混合均匀；

S4、在步骤S3形成的混合熔融液中加入碳粉、稀土元素，并对混合熔融液进行电磁搅拌，搅拌时间为1~2h；

S5、经步骤S4电磁搅拌后，加入锡盐和锌盐，分散剂、沉淀剂后，进行剧烈搅拌，搅拌时间为30~60min，搅拌温度为900℃；

S6、将经步骤S5后的混合熔融液通过炉底引流管引入固溶池，往固溶池进行固溶处理，经固溶处理后通过连续挤铸机，挤压成拉链用纳米晶铝合金。

更进一步的，所述步骤S2中的熔炼温度为1000~1200℃。

优选的，所述步骤S5中的锡盐为SnCl₄·5H₂O，锌盐为Zn(NO₃)₂·6H₂O。

更进一步的，所述步骤S5中的分散剂为聚乙二醇。

优选的，所述的聚乙二醇为PEG200、PEG400、PEG4000、PEG6000或PEG20000中的一种。

优选的，所述步骤S5中的沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或氨水溶液中的一种。