专利名称：高耐蚀性镀覆钢材的多元合金镀覆材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种多元合金镀覆材料及其制造方法，尤其是一种高耐蚀性镀覆钢材的多元 合金镀覆材料及其制造方法。
背景技术：
在当前国内外市场上，由于家电、建材、汽车等领域内对热镀锌或热镀锌合金钢板需求 量越来越大，但大部份厂商仍在生产和使用传统的热镀锌钢板(带)或仅含0.1 0.2。/。A1的 的热镀锌钢板(带)。这种产品存在很多缺陷，使用寿命短，仅io年左右时间即产生锈蚀的 缺陷，而且机械加工性能差，镀层因拉伸容易造成损伤，特别是在高于室温的条件下抗蚀性 能差，镀层与基体金属结合处易脆化，易氧化生成鳞皮，抗疲劳性能差，在弯曲数次后容易 产生龟裂，出现镀层脱皮现象。
为解决上述技术问题，现有技术提出很多相关的技术方案，如作者吴俊琳-余仲兴、朱永 达在期刊名为"上海有色金属"上发表的"微量添加元素对热镀锌层性能的影响"和"微量 添加稀土对锌基合金镀层性能的影响"两篇文章中，均提到在热度锌层中加入微量稀土元素 或其他元素如镁等可以起到有益效果，但这两篇文章仅仅停留于学术上的研究，涉及到各种
具体元素到底应如何加入目前尚无定论，甚至如在"微量添加元素对热镀锌层性能的影响" 所述的已经被普遍使用的铝添加剂加入多少最适宜尚无定论，并且由于各种元素对热镀锌钢 板所产生的影响作用不尽相同，甚至是相反的作用，因此尽管学术理论上已经意识到添加某 些元素可以起到有益效果，但由于元素与元素之间的相互影响导致至今的镀覆材料最多仍然 由三元合金组成，仍未能解决更多合金如何形成的技术难题，正如在"微量添加元素对热镀 锌层性能的影响"结尾所述"目前国内外研究大多数仍停留在实验室阶段，只有少数合金已 应用于生产"，因此，如何形成更多元合金的镀覆材料一直是悬而未决的技术问题。
本申请人通过反复研究，克服了技术上的难题，成功的实现了由Al-Zn-Si-RE四元合金 组成的镀覆材料并已提出相关专利申请CN1807667A，在此基础，为进一步改进CN1807667A
中的镀覆材料的性能，本发明进一步克服了技术的难题，又作了进一步的改进。
发明内容
针对现有技术中仅能实现三元或四元合金镀覆材料的技术难题，本发明目的在于提供一 种高耐蚀性镀覆钢材的多元合金镀覆材料及其制造方法，以更好的提高镀覆钢材的抗腐蚀性 能与耐高温性能，延长钢材的使用寿命，改善钢材的表面质量。
本发明的多元合金镀覆材料包含由Al、 Si、 Mg、 Zn合金和至少两种稀土元素组成的多元 合金，其中所述多元合金的各成份的质量百分比为Al: 45 69%， Si: 0.2 3%，至少两种 稀土元素的总量0. 02 0. 9%， Mg: 0. 1 5%，余量为Zn。
其中至少所述两种稀土元素包含Ce和La。
其中Ce和La的总含量占所述稀土元素总质量的百分比满足Ce+La>85%。
其中所述的镀覆材料还包含微量添加元素，所述的微量添加元素为Fe， Pb， Mn， Ca， Cu， Sb中的一种或几种，且所述的微量添加元素的总含量在0. 5%以下。
其中所述微量添加元素各组成成份的具体含量分别为Fe〈0. 3%， Pb<0. 1%， Mn<0.1%， Ca<0.1%， Cu<0.1%， Sb<0.1%。
其中所述的镀覆材料还包含至少一种选自Pr， Nd， B， Ti， Zr， Li中的一种或几种添加 剂，全部的添加剂占总质量的百分比为0.01 0.3%。
一种制造多元合金镀覆材料的方法，所述的镀覆材料包含由AI、 Si、 Mg、 Zn合金和至 少两种稀土元素组成的多元合金，其中所述多元合金的各成份的质量百分比为Al: 45 69%， Si: 0.2 3%，至少两种稀土元素的总量0.02 0.9%， Mg: 0. 1 5%，其余为Zn，将上述元 素按配比后在熔炼炉中熔炼，熔炼温度为750—80(TC，经非接触式搅拌再经过精练、除渣， 最后浇铸的合金锭。
其中将Al与Si、 Al与所述至少两种稀土元素RE、 Zn与Mg分别配制成中间合金的形式 再加入熔制合金。
其中在熔炼过程中，加入选自Pr、 Nd、 Ti、 B、 Li、 Zr任意一种或两种以上的添加剂， 其中所述添加剂分别与AI配制成中间合金的形式再加入熔制合金。
一种高耐蚀性镀覆钢材，所述高耐蚀性镀覆钢材镀覆多元合金镀覆材料，所述的镀覆材 料包含由A1、 Si、 Mg、 Zn合金和至少两种稀土元素组成的多元合金，其中所述多元合金的各 成份的质量百分比为Al: 45 69%， Si: 0. 2 3%，至少两种稀土元素的总量0.02 0.9%， Mg: 0. 1 5%，余量为Zn。
采用本发明的技术方案，与现有技术相比，加入至少两种稀土元素后，由于克服了各元 素相互之间的影响和所产生的负作用，并且通过合理的配置各组成成份的质量百分比，耐蚀 性是普通镀Zn钢板的6 7倍以上，特别是钢板切边的耐蚀性更为突出。镀层表面硬度比镀 锌层高，摩擦系数比镀锌钢板小，加工时滑动性好，不易产生滑痕。镀层表面光亮，耐变黑 性。镀层不仅与基体金属结合力增强，而且镀层表面无结癌现象。
同时，该多元合金镀覆材料采用独特工艺制备，成份均匀无偏析，重熔或重熔放置长时 间后仍能保持这一效果，且底渣生成量少，有高的耐蚀性和优良抗疲劳性能，与基体金属结 合力强，能广泛应用于家电、建材、汽车行业。
具体实施例方式
本发明的高耐蚀性镀覆钢材的多元合金镀覆材料包含由Al、 Si、 Mg、 Zn合金和至少两种 稀土元素组成的多元合金，表1中列出了本发明中成份质量百分比的一些优选的具体实施例， 但本发明各组成成份的含量并不局限于表1中所列的数值，对于本领域技术人员来说，完全 可以在表1所列的数值范围的基础上进行合理概括和推导，
表l:各组成成份占总重量的质量百分含量；单位(％)
5
AlZnSiMg至少两种稀土元素的总量添加剂微量添加元 素(总量)
45余量0.20.10.02，其中Ce0.01、 LaO.010.010.01
51余量0.70.50.05，其中Ce0.02、 La0.030.100.03
57余量1.21.00.1，其中Ce0.04、 La0.045， 余量为其他稀土元素0.200.1
63余量1.72.00.5，其中Ce0.2、 La0.25，余 量为其他稀土元素0.250,45
69余量30.9，其中Ce0.4、 La0.45，余 量为其他稀土元素0.300.49
从表l可以看出本发明的多元合金的各成份最优的质量百分比为Al: 45 69%， Si:
0. 2 3%，至少两种稀土元素的总量0. 02 0. 9%， Mg: 0. 1 5%，余量为Zn。 优选的，其中至少所述两种稀土元素包含Ce和La。
其中Ce和La的总含量占所述稀土元素总质量的百分比满足Ce+La>85%。
其中所述的镀覆材料还包含微量添加元素，所述的微量添加元素为Fe， Pb， Mn， Ca， Cu， Sb中的一种或几种，且所述的微量添加元素的总含量在0. 5%以下。
其中所述微量添加元素各组成成份的具体含量分别为Fe〈0.3%， Pb<0. 1%， Mn<0.1%， Ca<0.1%， Cu<0.1%， Sb<0.1%。
其中所述的镀覆材料还包含至少一种选自Pr， Nd， B， Ti， Zr， Li中的一种或几种添加 齐!J，全部的添加剂占总质量的百分比为0.01 0.3%。
一种制造多元合金镀覆材料的方法，所述的镀覆材料包含由Al、 Si、 Mg、 Zn合金和至 少两种稀土元素组成的多元合金，其中所述多元合金的各成份的质量百分比为Al: 45 69%， Si: 0.2 3%，至少两种稀土元素的总量0.02 0.9%， Mg: 0. 1 5%，其余为Zn合金，将上
述元素按配比后在熔炼炉中熔炼，熔炼温度为750—800°C,经非接触式搅拌再经过精练、除 渣，最后浇铸的合金锭。
其中将Al与Si、 Al与所述至少两种稀土元素RE、 Zn与Mg分别配制成中间合金的形式
再加入熔制合金。
其中在熔炼过程中，加入选自Pr、 Nd、 Ti、 B、 Li、 Zr任意一种或两种以上的添加剂， 其中所述添加剂分别与Al配制成中间合金的形式再加入熔制合金。
最后使用精练剂进行精练，同时使用惰性气体，精炼结束检查金属含气量，合格后扣渣 浇铸成锭，最后浇注成1400X580 X475mm铸锭，或680X90 X60mm铸锭。
同时，本发明还公开了一种高耐蚀性镀覆钢材，所述高耐蚀性镀覆钢材镀覆多元合金镀 覆材料，所述的镀覆材料包含由Al、 Si、 Mg、 Zn合金和至少两种稀土元素组成的多元合金， 其中所述多元合金的各成份的质量百分比为Al: 45 69%, Si: 0.2 3%，至少两种稀土元 素的总量0. 02 0. 9%， Mg: 0. 1 5%，余量为Zn。
采用本发明的技术方案，与现有技术相比，加入两种稀土元素后，由于克服了各元素相 互之间的影响和所产生的负作用，通过合理的配置各组成成份的质量百分比，具备了明显的 技术效果，同时，该多元合金镀覆材料采用独特工艺制备，成份均匀无偏析，重熔或重熔放 置长时间后仍能保持这一效果，且底渣生成量少，成品高耐蚀性镀覆钢材有高的耐蚀性和优 良抗疲劳性能，能广泛应用于家电、建材、汽车行业。
权利要求
1、一种多元合金镀覆材料，所述的镀覆材料包含由Al、Si、Mg、Zn和至少两种稀土元素组成的多元合金，其中所述多元合金的各成份的质量百分比为Al45～69％，Si0.2～3％，至少两种稀土元素的总量0.02～0.9％，Mg0.1～5％，Zn为余量。
2、 如权利要求1所述的多元合金镀覆材料，其中所述至少两种稀土元素包含Ce和La。
3、 如权利要求2所述的多元合金镀覆材料，其中Ce和La的总含量占所述稀土元素总质量的 百分比满足Ce+La>85%。
4、 如权利要求1所述的多元合金镀覆材料，其中所述的镀覆材料还包含微量添加元素，所述 的微量添加元素为Fe， Pb， Mn， Ca， Cu， Sb中的一种或几种，且所述的微量添加元素的总含 量在O. 5%以下。
5、 如权利要求4所述的多元合金镀覆材料，其中所述微量添加元素各组成成份的具体含量分 别为Fe〈0. 3%' Pb<0. 1%， Mn〈0. 1%， Ca<0. 1%， Cu<0. 1%， Sb〈0. 1%。
6、 如权利要求1所述的多元合金镀覆材料，其中所述的镀覆材料还包含至少一种选自Pr， Nd, B， Ti， Zr， Li中的一种或几种添加剂，全部的添加剂占总质量的百分比为0.01 0.3%。
7、 一种制造多元合金镀覆材料的方法，所述的镀覆材料包含由Al、 Si、 Mg、 Zn合金和至少 两种稀土元素组成的多元合金，其中所述多元合金的各成份的质量百分比为Al: 45 69%， Si: 0.2 3°/。，至少两种稀土元素的总量0.02 0.9%， Mg: 0. 1 5%，余量为Zn，将上述元 素按配比后在熔炼炉中熔炼，熔炼温度为750—80(TC，经非接触式搅拌再经过精练、除渣， 最后浇铸的合金锭。
8、 如权利要求7所述的方法，其中将Al与Si、 Al与所述至少两种稀土元素RE、 Zn与Mg分 别配制成中间合金的形式再加入熔制合金。
9、 如权利要求7所述的方法，其中在熔炼过程中，加入选自Pr、 Nd、 Ti、 B、 Li、 Zr任意一 种或两种以上的添加剂，其中所述添加剂分别与Al配制成中间合金的形式再加入熔制合金。
10、 一种高耐蚀性镀覆钢材，其特征在于所述高耐蚀性镀覆钢材镀覆多元合金镀覆材料， 所述的镀覆材料包含由Al、 Si、 Mg、 Zn合金和至少两种稀土元素组成的多元合金，其中所述多元合金的各成份的质量百分比为Al: 45 69%， Si: 0. 2 3%，至少两种稀土元素的总量0. 02 0. 9%， Mg: 0. 1 5%，余量为Zn。
全文摘要
本发明涉及一种高耐蚀性镀覆钢材的多元合金镀材料及其制造方法，其中包含由Al、Si、Mg、Zn合金和至少两种稀土元素组成的多元合金，其中所述多元合金的各成份的质量百分比为Al45～69％，Si0.2～3％，至少两种稀土元素的总量0.02～0.9％，Mg0.1～5％，余量为Zn，还公开了一种制造方法，包括将各组分按配比在熔炼炉中熔炼，熔炼温度为750-800℃，经非接触式搅拌再经过精练、除渣，最后浇铸的合金锭，本发明镀覆钢材有高的耐蚀性和优良抗疲劳性能，与基体金属结合力强，能广泛应用于家电、建材、汽车行业。
文档编号C22C1/02GK101104910SQ20071014395
公开日2008年1月16日 申请日期2007年8月16日 优先权日2007年8月16日
发明者严锦山, 冯立新 申请人:无锡麟龙铝业有限公司