一种拉链用纳米晶铝合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 现有铝合金中通常包括以下元素:1%、5丨、〇1、111、11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，乳压性、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。
[0004] 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A1元素形成大量弥散的A1 4C3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Cl 2，HC1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C02气泡较快、气泡大而上浮，细化效果较差的缺点。
【发明内容】
[0005] 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。
[0006] 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〇
[0007] 进一步的，所述稀土元素为钪、?乙、镧、铺、镨、钕、钐、铕、|L、钺、镝、钬、铒、镑、镱和 镥中的一种或多种。
[0008] 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。
[0009] 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： 51、 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°C~800°C的温度下 进行熔炼成液体，备用； 52、 将工业硅放入高温熔炼炉中进行熔炼成熔融液，备用； 53、 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； 54、 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1~2 h; 55、 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30~60 min，搅拌温度为900°C; 56、 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。
[0010] 更进一步的，所述步骤S2中的熔炼温度为1000~1200°C。
[0011] 优选的，所述步骤S5中的锡盐为SnCl4 · 5H20,锌盐为Zn(N〇3)2 · 6H20。
[0012] 更进一步的，所述步骤S5中的分散剂为聚乙二醇。
[0013] 优选的，所述的聚乙二醇为PEG200、PEG400、PEG4000、PEG6000或PEG20000 中的一 种。
[0014] 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。
[0015] 更进一步的，所述步骤S5中沉淀剂采用滴加的方式加入在混合溶液中，滴加速度 控制在7~10 ml/min。
[0016] 本发明的有益效果： (1)本发明中拉链用纳米晶铝合金的各成分不是孤立起作用，其影响是相关的，使得该 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。
[0017] (2)根据本发明提供的制备方法得到的铝合金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。
[0018] (3)本发明提供的制备方法中没有额外加入晶粒细化剂，在制备步骤中加入相关 辅料，直接形成晶粒细化剂，使制备的铝合金直接实现晶粒细化，提高合金强度、塑性和韧 性等综合性能和改善合金成形性，且不产生有害气体等，造成换进污染。
[0019] (4)本发明制备方法中利用加入的稀土元素、分散剂以及沉淀剂，形成具有高效屏 蔽紫外线的透明粉体，使其包裹在合金表面，使制备的铝合金具有屏蔽紫外线的功能。
【具体实施方式】
[0020] 以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的， 而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0021] 实施例1 一种拉链用纳米晶铝合金，其铝合金由以下成分组成：1重量%Mg，4重量％ Si，1重量%稀 土，Ο . 2重量%锡，0.2重量%锌，余量为A1;所述稀土元素为钪、纪、镧、铺、镨、钕、钐、铕、令L、 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。
[0022] -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： 51、 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°C~800°C的温度下 进行熔炼成液体，备用； 52、 将工业硅放入熔炼温度为1000~1200°C的高温熔炼炉中进行熔炼成熔融液，备用； 53、 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； 54、 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1~2 h; 55、 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30~60 min，搅拌温度为900°C;所述的锡盐为SnCl4 · 5H20,锌盐为Zn(N〇3)2 · 6H20;所述 的分散剂为聚乙二醇，所述的聚乙二醇为PEG200、PEG400、PEG4000、PEG6000或PEG20000中 的一种;所述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;所述沉淀剂 采用滴加的方式加入在混合溶液中，滴加速度控制在7~10 ml/min; 56、 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。
[0023] 实施例2 一种拉链用纳米晶铝合金，其铝合金由以下成分组成：1.5重量%Mg，5重量％ Si，2重量％ 稀土，0.3重量%锡，0.2重量%锌，余量为A1;所述稀