[发明专利]一种以铬配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金镀层材料，尤其涉及一种以铬配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料。

背景技术

为了解决钢材的防腐问题，当前普遍采用热浸镀工艺进行镀锌或镀锌铝材料进行保护，由于锌资源紧缺导致综合成本高，因此采用锌铝镀层材料越来越多，但是由于在锌材料里添加铝材料，由于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，易产生钢板针状漏镀、镀层对划伤、切口的阴极保护能力不足、成型加工、焊接以及涂装性能等方面与纯锌镀层存在差距，抵消了很多优势，使之不能很好地为市场接受。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种以铬配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，以解决：锌铝镀层材料容易产生钢板针状漏镀、镀层对划伤、切口的阴极保护能力不足，成型加工、焊接以及涂装性能等方面与纯锌镀层相比存在差距等问题。

本发明的技术方案：

一种以铬配合物变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，其特征在于：按元素重量百分比计，该合金成分为：铬配合物Cr(CO)₆ ：3.25，Zn：30，Si：1.0，稀土添加剂0.7，余量为Al和不可避免的微量杂质。

稀土添加剂为Pr、Eu或其混合物。

本发明的有益效果：

本发明配方里面添加了Cr、Si和稀土元素等变质剂，主要在铝锌镀层材料里面产生下述作用：

Si：有效抑制在浸镀时Al与Fe基体之间剧烈的化合反应，减少或杜绝生成“透镜状Fe₂Al₅”，强化“薄层状Fe₂Al₅”的生成机制，建立Fe—Al—Zn均匀梯度的反应机制，从而提高镀层质量、减薄镀层厚度，节省材料。

铬配合物Cr(CO)₆ 在锌铝溶液中快速分解形成Cr元素和羰基CO-, Cr元素主要作用：主要作用是提高高温性能、降低杂质Fe的有害作用，阻碍再结晶的成核和长大过程，强化结晶晶粒边界，改善合金的抗应力腐蚀裂纹能力，它使合金固溶体的分解在晶内较均匀地进行，降低了合金组织上电化学的不均匀性，改善抗蚀性、提高合金的焊接性，此外，它们在固溶体表面与氧化剂发生作用时，在不同的pH值条件下能够生成多种不同氧化态的化合物和水合离子，由于都具有较高的氧化物容积比(大于1.5)，其钝化保护的能力远远高于单纯的氧化铝膜；这些化合物和水合离子有些是刚性的，在形成后作为永久性的网格保护层存在，有些是弱流动性的，而有些具有较好的流动性，当镀件表面被划伤后，具有流动性的化合物和水合离子会立即弥补、覆盖创口，使镀层和基体不至于因长时间裸露而遭受过量腐蚀。羰基自由基CO-，具有微观皮米级(pm)的种子作用范围，达到在加入纯金属或中间合金时无法达到的微细结构状态和纳米级(nm)聚集态，从而改善合金的力学性能和耐腐蚀性能。而羰基自由基CO-在高温下以气态形式与扰动的铝熔体充分接触，便于捕获熔体中溶解的大量H、O等有害元素，生成的CO2或有机化合物以气态形式离开熔体排向烟气收集系统，从而使熔体得到净化。

稀土元素作用：

除气、除渣、净化作用，稀土元素活性很强：对氧、氢、硫等具有较强的亲和力，因此，稀土在锌铝合金镀层材料熔炼时很容易和铝液中的金属物质发生化学反应，反应产物不熔与铝而进入渣中，从而使合金中的气体含量降低，产生气孔和缩松的倾向大大降低。

起到细化晶粒和变质作用：稀土对与铝-硅合金的变质作用具有长效性和重熔稳定性，大多数单一或混合稀土加入后对α-Al相和共晶硅相均有细化和变质作用，但不能细化初晶硅。

提高合金的力学性能：稀土元素在铝合金中可形成稳定的高熔点金属间化合物，这些高熔点金属化合物弥散分布于呈网状或骨架状的晶间和枝晶间，并与基体牢固结合，起到了强化和稳定晶界的作用。合金中还形成一定数量的AlSiRe相，由于其熔点和硬度很高，因此对提高合金的耐热性和耐磨性均有良好的作用。

通过用铬配合物Cr(CO)₆取代铬的中间合金，具有熔点比合金低，铬配合物Cr(CO)₆  熔点119～155℃，而且分解速度快等优点，该配合物分解出的原子态金属，能够快速与锌铝溶液中的扩散速度快；金属之间反应充分，解决了锌铝镀层材料容易产生钢板针状漏镀、镀层对划伤、切口的阴极保护能力不足等问题，解决了锌铝镀层材料成型加工、焊接以及涂装性能等问题。

具体实施方式