[发明专利]复合锌铝合金镀层材料及热浸镀方法

摘要

本发明公开了一种复合锌铝合金镀层材料及热浸镀方法，制备一种热浸镀用共析成分Zn‑Al‑Si‑Mg‑Ti合金镀层，其成份按照质量百分比计算，Al含量为10~30%，Si含量为0.1~1%，Ti含量为0.04~1%，Mg含量不高于5%，其余为Zn。镀液合金采用熔盐覆盖的方法进行熔炼；待电镀件在入锌锅在还原气氛为5~50%氢氮混合气中预还原，还原温度为500~680℃，预热时间为3～10min，锌锅温度控制在550~640℃，浸镀时间控制在3s~30min；板材出锌锅后，利用气刀控制镀层的厚度，同时冷却镀层，得到预期的热浸镀板材。本发明得到的镀层表面平整、镀液中底渣量少。

主权项

1.一种降低热浸镀铝锌底渣量及提高镀层表面质量的热浸镀方法，其特征在于，包括如下步骤：a.热镀液制备过程：1)按照制备复合锌铝合金镀层材料所需的以下元素组成及其重量百分比称量配制原料：Al的含量控制在22.3wt.％，Si含量控制在0.1～0.3wt.％，Mg含量控制在3.5wt.％，Ti含量为0.5～1wt.％，余量为Zn，将合金原料熔炼得到复合锌铝合金镀层合金熔体，浇铸于模具中冷却成型，制成复合锌铝合金镀层材料备用，具体的：在进行复合锌铝合金镀层材料制备时，首先按照制备复合锌铝合金镀层材料所需的元素组成及其重量百分比称量配制原料，主要包括Zn块、Al块、Si块和Mg块，然后采用如下制备工艺步骤：(1)Al‑Mg中间合金制备：①首先称量一部分的一定量的Al块，然后加入一定含量的盐类覆盖剂，盐类覆盖剂为经过脱水处理的质量百分含量为30‑50％的CaCl₂、20‑40％的KCl和质量百分含量为20％‑30％NaCl的均匀混合的固态粉末；②开始升温直至700～900℃，保温至使Al块全部熔化，然后开始加入Mg块，然后加以设定次数的搅拌，经氩气处理后，炉冷至室温，得到Al‑Mg中间合金；(2)Al‑Si中间合金制备：①首先取用已经称量好的剩余的一定量的Al块，然后加入一定含量的盐类覆盖剂，盐类覆盖剂为经过脱水处理的质量百分含量为30‑50％的CaCl₂、20‑40％的KCl和质量百分含量为20％‑30％NaCl的均匀混合的固态粉末；②开始升温直至700～900℃，保温至Al块全部熔化，然后开始加入Si块，然后加以一定次数的搅拌，经氩气处理后，炉冷至室温，得到Al‑Si中间合金；(3)Al‑Ti中间合金制备：①首先取用已经称量好的一部分的一定量的Al块，然后加入一定含量的盐类覆盖剂，盐类覆盖剂为经过脱水处理的质量百分含量为30‑50％的CaCl₂、20‑40％的KCl和质量百分含量为20％‑30％NaCl的均匀混合的固态粉末；②开始升温直至700～900℃，保温至Al块全部熔化，然后开始加入Ti金属材料，再加以一定次数的搅拌，经氩气处理后，炉冷至室温，得到Al‑Ti中间合金；(4)复合锌铝合金镀层材料制备：①将称量好的Zn块放入坩埚中，然后覆盖一定含量的合金覆盖剂；②将坩埚放入电阻炉内，开始加热，使温度达到700～900℃，待Zn块全部熔化后，在700～900℃保温至少2h时间，开始加入在所述步骤(2)中制备的Al‑Si中间合金，之后进行保温至少0.5h，得到Zn‑Al‑Si合金熔体；然后向所制备的Zn‑Al‑Si合金熔体中主要加入在所述步骤(1)中制备的Al‑Mg中间合金的同时，还向Zn‑Al‑Si合金熔体中加入步骤(3)制备好的Al‑Ti中间合金，使Al‑Mg中间合金和Al‑Ti中间合金同时在Zn‑Al‑Si合金熔体中熔融，进行保温至少1h，并且加以搅拌，得到Zn‑Al‑Si‑Mg‑Ti复合锌铝合金镀层合金熔体，浇铸于模具中冷却成型，制成复合锌铝合金镀层合金材料；2)将在所述步骤1)中制备的复合锌铝合金镀层材料置入锌锅中，熔融后形成热镀液；b.热浸镀过程：ⅰ.热浸镀工序：将待进行热浸镀的基体材料件在置入锌锅前进行预还原过程，还原气氛采用含氢体积百分比浓度为5～50％的氢氮混合气，还原温度为500～680℃，基体材料件的预热时间为3～10min；然后将基体材料件进入锌锅，进入锌锅时的锌锅温度控制在580～610℃，浸镀时间控制在3s～30min；ⅱ.镀后冷却工序：将覆有镀层的基体材料件移出锌锅后，采用气刀控制镀层厚度，使气刀气氛为空气或惰性气体，控制气刀温度为10～100℃，控制气刀吹气压力为0.2～0.5MPa，控制气刀的气流喷射方向与待吹扫的镀膜之间的角度保持为78～90°，使镀层厚度控制在20～35μm，在气刀吹扫控制镀层的厚度处理工艺结束后，用水或者空气将镀层快速却至室温，得到预期的Zn‑Al‑Si‑Mg‑Ti热浸镀材料件。