[发明专利]一种高效熔炼Galfan合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及Galfan合金，特指一种高效熔炼Galfan合金的方法。

背景技术

Galfan合金是国际铅锌组织上世纪七十年代开发出来的，于1984 年正式投产的，用以代替热镀锌的新一代防腐镀层，该合金是在5wt.%Al-Zn 共晶合金的基础上发展而来的，并在原来合金的基础上添加了稀土元素（La、Ce等）；Galfan合金结构致密均匀，工艺性能良好，耐蚀性能优异，使用寿命长，可节约有色金属，此外，由于操作温度低及生产过程中所产生的渣与底渣少；从而可改善工作环境与节约消耗，在汽车工业、以及家用设备具有广泛用途；通用使用熔盐保护法和包裹法熔炼Galfan合金，但熔盐法熔盐粘度较大，稀土氧化烧穿比较严重；包裹法，由于稀土金属在熔体中的溶解速度较快，即使熔体表面氧化程度较小，但熔化温度稍有变化，熔体表面氧化程度影响严重，所以给操作带来了不便，这对提高合金收率是不利；熔炼稀土中间合金是一种增加稀土的吸收率的方法，Zn-RE中间合金有（1）对掺法；稀土易氧化并且偏析严重；（2）液态阴极熔盐电解法；文献资料显示在氯化稀土浓度30wt.%，电解温度725℃，阴极电流密度1.75A/cm2是我最佳电解工业条件下的获得的平均电流效率仅仅只有84%；液态阴极熔盐电解法不仅操作复杂，条件限制也比较局限，稀土吸收率不高；Al-RE中间合金有（1）对掺法；在合理的技术工艺保障下，直接用对掺法生产铝稀土中间合金，对只拥有常规金属熔炼设备的厂家是一条经济效益、社会效益都可行的工艺方案，但是稀土的烧穿氧化比较严重；（2）铝液阴极熔盐电解法；（3）工业铝电解槽加稀土氧化物直接电解法，虽然能在一定程度上能防止稀土严重的氧化，但是稀土的吸收率氧化率还是偏高。

随着科学技术的不断发展，工业产品质量的不断提高，Galfan合金的需求量也越来越大，目前一般的Galfan合金生成工艺中存在以下问题：

一是难以保证准确的铝含量：铝容易发生偏析，锌铝比重相差较大从而会出现铝的出浮现象，在合金液中会产生含铝量不同的镀层。

二是难以保证稀土金属的含量：稀土金属熔点较高，易燃，极易氧化，在一定温度下，直接将稀土金属加入到Zn-5%Al共晶熔体中，稀土烧损严重，镀层内稀土几乎全部氧化烧损。

发明内容

为克服以上技术问题，本发明给出了Galfan合金熔炼方法，以下为技术方案：

1、熔炼中间合金

所述中间合金为Zn-RE中间合金，其组成重量百分比如下：锌95-97%，稀土3-5%。

先将锌稀土混合物在氩气保护下真空封装，确保稀土不被氧化，放炉中升温到500℃，然后保温2小时。

升温至820℃-860℃，然后保温5-8小时。

取样时充分摇匀，使其成分均匀，然后淬火处理。

2、配料

将配置好的中间合金成份分析，计算出稀土的吸收率，根据目标Galfan合金的金属元素成份，计算好所需锌、铝的含量，确保准确无误，其组成重量百分比如下：

锌90%-94%

铝 4.5%-6%

Zn-RE中间合金   1%-5%。

3、熔炼

装料融化：将中间合金与计算好配比的锌铝备好，首先将炉温调整680℃，加入铝进行熔炼，30-50分钟，熔炼Al时，不要搅拌，防止氧化增加烧损；待Al熔炼完毕后，将炉温调整600℃，加入锌进行熔炼， 15-25分钟，待锌熔炼完毕后，温度仍然保持在600℃，最后加入Zn-RE中间合金进行熔炼，25-35分钟。

精炼：炉前质量检查，用0.2%的ZnCl₂精炼，实施清渣、除气，精炼时间为10-20分钟。

出炉：温度调整450℃，保温15-25分钟，浇铸，出炉温度为450℃。

本发明解决了高熔点合金、低燃点合金在有色金属合金配制过程中的加入问题，特别是解决了低燃点金属在配制过程中的氧化燃烧问题，效果明显；由于在熔炼锌稀土中间合金采用了隔离方法，防止稀土的烧损与氧化，烧损率低、合金元素吸收率高，此外熔炼锌铝合金时，降低了锌的百分比，降低了锌铝质量比重，降低了铝的偏析，确保了化学成分准确均匀，达到合金成份的要求，适合大批量的Galfan合金生成。

附图说明

图1是为0.1wt%Ce的Galfan合金凝固组织（淬火），实验结果显示铝含量的质量分数为5.26%,稀土元素的质量分数为0.09%，吸收率高达90%以上。