喷涂用3mmZn-Cu-Ti合金丝材的制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011041617.X (22)申请日 2020.09.28 (71)申请人 中国矿业大学 地址 221000 江苏省徐州市南郊翟山 (72)发明人 张新伟戚继球朱磊倪雅 隋艳伟委福祥陈峒任 (74)专利代理机构 徐州创荣知识产权代理事务 所(普通合伙) 32353 代理人 陈俊杰 (51)Int.Cl. C22C 1/03(2006.01) C22C 18/02(2006.01) C23C 4/08(2016.01) B21C 37/04(2006.01) B21C 25。

2、/02(2006.01) (54)发明名称 一种喷涂用3mmZn-Cu-Ti合金丝材的制备方 法 (57)摘要 一种喷涂用3mmZnCuTi合金丝材的制备方 法， 包括以下步骤： 1.按照比例称取纯铜块和海 绵钛， 采用非自耗真空电弧炉熔炼成CuTi中间 合金， 冷却后将合金敲碎成小块； 2.采用电阻炉 熔炼ZnCuTi合金， 随后将CuTi中间合金分别 放入锌熔体中， 保温至CuTi中间合金完全溶解 到锌熔体后， 将ZnCuTi合金熔体浇注到石墨模 具中； 3.将圆柱形铸锭放入电阻炉中， 并加热到 150180， 取出在铸锭上刷上一层石墨乳润 滑剂； 4.将ZnCuTi铸锭放入挤压模具中， 。

3、铸锭 和挤压模具一起升温， 随后进行等温挤压， 一步 变形获得合金丝材。 本发明的制备方法一方面解 决了锌在熔炼过程中大量的挥发的问题， 并且该 方法一步制备锌铜钛合金丝材， 减少了制备工 序， 大大降低了生产成本， 提高了产能。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 112143923 A 2020.12.29 CN 112143923 A 1.一种喷涂用3mmZn-Cu-Ti合金丝材的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)按照质量比为4： 3、 2： 1或8： 3的任一比例称取纯铜块和海绵钛， 采用非自耗真空电 弧炉熔炼成Cu-Ti中间合金， 在熔炼过程中对该合金熔体进行电。

4、磁搅拌处理， 熔炼次数不低 于3次， 冷却后将合金敲碎成小块； (2)采用电阻炉熔炼Zn-Cu-Ti合金， 即先将纯锌熔化， 随后将Cu-Ti中间合金分别放入 锌熔体中， 保温至Cu-Ti中间合金完全溶解到锌熔体后， 将Zn-Cu-Ti合金熔体浇注到内径为 36mm、 高为75mm的石墨模具中， 按照步骤(1)中不同质量比混合的纯铜块和海绵钛， 分别得 到Zn-0.4Cu-0.3Ti、 Zn-0.6Cu-0.3Ti和Zn-0.8Cu-0.3Ti合金铸锭； (3)将直径36mm的Zn-Cu-Ti圆柱形铸锭放入电阻炉中， 并加热到150-180， 保温 15min后取出， 在铸锭上刷上一层石墨乳润。

5、滑剂； (4)将Zn-Cu-Ti铸锭放入挤压模具中， 模孔直径为3mm， 铸锭和挤压模具一起升温， 加热 温度为398-408， 保温时间为20-30min， 随后进行等温挤压， 挤压速度为0.8-1.2mm/s， 挤压比为144， 一步变形获得直径为3mm的Zn-0.4Cu-0.3Ti、 Zn-0.6Cu-0.3Ti和Zn-0.8Cu- 0.3Ti合金丝材。 2.根据权利要求1所述的3mmZn-Cu-Ti合金丝材的制备方法， 其特征在于， 步骤(2)中的 锌熔体温度控制在650-720。 3.根据权利要求1所述的3mmZn-Cu-Ti合金丝材的制备方法， 其特征在于， 步骤(2)中的 保温时。

6、间控制在4-6小时内。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112143923 A 2 一种喷涂用3mmZn-Cu-Ti合金丝材的制备方法 技术领域 0001 本发明具体涉及一种喷涂用Zn-Cu-Ti合金丝材的制备方法， 属于材料制备领域。 背景技术 0002 经过近半个世纪的发展， 锌合金在世界范围内的应用日趋广泛。 锌合金具有流动 性好、 力学性能优良、 生产工艺流程短、 能耗低等优点， 并且我国拥有约占世界总量36的 丰富锌资源， 地质储量居世界第一， 至2011年底， 探明储量为4200万吨， 开发新型锌合金材 料， 具有显著的社会效益和经济效益， 也有助于缓解国内资源紧张的状况。 由于。

7、资源丰富， 原材料价格低廉， 使得锌合金的研究和应用引起有色金属界的广泛关注。 根据国内外的研 究， 锌经过一系列的合金化， 使其综合力学性能和耐腐蚀性能得到了提升， 同时也保留了金 属锌特殊的防护机理。 目前， 作为部分铜合金、 铸铁等材料的替代材料， 在五金、 日常装饰、 建筑材料及汽车零部件等领域得到广泛应用。 调查表明， 锌合金涂层较传统的镀锌致密性 更好和与基体粘合性更高高等优点， 由此将锌合金作为喷涂材料。 Zn-Cu-Ti作为锌合金的 一种， 被广泛应用在结构材料和防腐蚀材料， 其具有较高的强度、 良好的塑性、 优良的抗蠕 变性能和耐腐蚀性能。 如今锌合金由于其良好的防腐蚀性能被。

8、广泛应用在桥梁、 航海、 管 道、 储罐等领域， 也用作电镀、 喷镀等方面。 而锌合金作为喷涂材料， 传统的方式是将浇铸的 铸锭热挤压之后再经过多道次拉拔， 以此得到所需要的丝材。 0003 传统制备锌合金丝材的方式需要经过多道次拉拔， 虽然最后也会得到所需要的丝 材， 但该方式存在明显不足： 多道次拉拔使制备工序过于繁杂， 制备周期变长， 增加制备成 本。 发明内容 0004 针对上述现有技术存在的问题， 本发明的目的是提供喷涂用3mmZn-Cu-Ti合金丝 材的制备方法， 以解决锌合金丝材制备工序繁杂的问题。 0005 为实现上述目的， 本发明采用的技术方案是： 0006 一种喷涂用3mm。

9、Zn-Cu-Ti合金丝材的制备方法， 包括以下步骤： 0007 (1)按照质量比为4： 3、 2： 1或8： 3的任一比例称取纯铜块和海绵钛， 采用非自耗真 空电弧炉熔炼成Cu-Ti中间合金， 在熔炼过程中对该合金熔体进行电磁搅拌处理， 熔炼次数 不低于3次， 冷却后将合金敲碎成小块； 0008 (2)采用电阻炉熔炼Zn-Cu-Ti合金， 即先将纯锌熔化， 随后将Cu-Ti中间合金分别 放入锌熔体中， 保温至Cu-Ti中间合金完全溶解到锌熔体后， 将Zn-Cu-Ti合金熔体浇注到内 径为36mm、 高为75mm的石墨模具中， 按照步骤(1)中不同质量比混合的纯铜块和海绵钛， 分 别得到Zn-0。

10、.4Cu-0.3Ti、 Zn-0.6Cu-0.3Ti和Zn-0.8Cu-0.3Ti合金铸锭； 0009 (3)将直径36mm的Zn-Cu-Ti圆柱形铸锭放入电阻炉中， 并加热到150-180， 保 温15min后取出， 在铸锭上刷上一层石墨乳润滑剂； 0010 (4)将Zn-Cu-Ti铸锭放入挤压模具中， 模孔直径为3mm， 铸锭和挤压模具一起升温， 说明书 1/4 页 3 CN 112143923 A 3 加热温度为398-408， 保温时间为20-30min， 随后进行等温挤压， 挤压速度为0.8- 1.2mm/s， 挤压比为144， 一步变形获得直径为3mm的Zn-0.4Cu-0.3Ti。

11、、 Zn-0.6Cu-0.3Ti和Zn- 0.8Cu-0.3Ti合金丝材。 0011 优选的， 步骤(2)中的锌熔体温度控制在650-720。 0012 优选的， 步骤(2)中的保温时间控制在4-6小时内。 0013 优选的， 步骤(1)中冷却后敲碎形成的小块， 每一块的质量不超过8g。 0014 本发明的制备方法， 使用电弧熔炼得到铜钛中间合金， 并将铜钛合金块引入到锌 熔体中， 制备锌铜钛合金铸锭。 将Zn-Cu-Ti铸锭放入挤压模具中， 模孔直径为3mm， 铸锭和挤 压模具一起升温， 加热到一定的温度后， 保温一段时间， 随后进行等温挤压。 制备锌铜钛合 金铸锭的过程中， 采用低温熔炼，。

12、 一方面解决了锌在熔炼过程中大量的挥发的问题， 并且该 方法一步制备锌铜钛合金丝材， 减少了制备工序， 在大批量生产过程中， 能够快速生产所需 要的3mm丝材， 大大降低了生产成本， 提高了产能。 附图说明 0015 图1是直径3mmZn-Cu-Ti合金铸锭和丝材的实物图。 0016 图2是Zn-0.4Cu-0.3Ti合金的物相特征。 0017 图3是Zn-0.6Cu-0.3Ti合金的物相特征。 0018 图4是Zn-0.8Cu-0.3Ti合金的物相特征。 具体实施方式 0019 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。 0020 实施例1 0021 一种喷涂用3mmZn-Cu-Ti合金丝。

13、材的制备方法， 包括以下步骤： 0022 (1)按照质量比为4： 3比例称取纯铜块和海绵钛， 采用非自耗真空电弧炉熔炼成 Cu-Ti中间合金， 在熔炼过程中对该合金熔体进行电磁搅拌处理， 熔炼次数不低于3次， 冷却 后将合金敲碎成小块， 为保证溶解均匀， 增大接触面， 每个合金小块质量不超过8g； 0023 (2)采用电阻炉熔炼Zn-Cu-Ti合金， 即先将纯锌熔化， 随后将Cu-Ti中间合金分别 放入锌熔体中， 作为最优选的工艺参数， 锌熔体温度控制在650， 温度过高会造成锌元素 挥发， 影响制备成品的成分； 温度过低会造成熔炼锌合金的周期太长。 同时保温4-6小时的 保温时间也是最优选的。

14、时间段， 时间过短影响各组分混合均匀， 时间太长也会造成能源成 本浪费。 至Cu-Ti中间合金完全溶解到锌熔体后， 将Zn-Cu-Ti合金熔体浇注到内径为36mm、 高为75mm的石墨模具中， 按照步骤(1)中不同质量比混合的纯铜块和海绵钛， 得到Zn- 0.4Cu-0.3Ti合金铸锭； 0024 (3)将直径36mm的Zn-Cu-Ti圆柱形铸锭放入电阻炉中， 并加热到150-180， 保 温15min后取出， 在铸锭上刷上一层石墨乳润滑剂； 0025 (4)将Zn-Cu-Ti铸锭放入挤压模具中， 模孔直径为3mm， 铸锭和挤压模具一起升温， 加热温度为398， 保温时间为20-30min， 。

15、随后进行等温挤压， 挤压速度为0.8-1.2mm/s， 挤 压比为144， 一步变形获得直径为3mm的Zn-0.4Cu-0.3T合金丝材， 图2为Zn-0.4Cu-0.3Ti合 金的物相特征。 说明书 2/4 页 4 CN 112143923 A 4 0026 实施例2： 0027 一种喷涂用3mmZn-Cu-Ti合金丝材的制备方法， 包括以下步骤： 0028 (1)按照质量比为2： 1称取纯铜块和海绵钛， 采用非自耗真空电弧炉熔炼成Cu-Ti 中间合金， 在熔炼过程中对该合金熔体进行电磁搅拌处理， 熔炼次数不低于3次， 冷却后将 合金敲碎成小块， 为保证溶解均匀， 增大接触面， 每个合金小块。

16、质量不超过8g； 0029 (2)采用电阻炉熔炼Zn-Cu-Ti合金， 即先将纯锌熔化， 随后将Cu-Ti中间合金分别 放入锌熔体中， 作为优选的工艺参数， 锌熔体温度控制在680， 温度过高会造成锌元素挥 发， 影响制备成品的成分； 温度过低会造成熔炼锌合金的周期太长。 同时保温4-6小时的保 温时间也是最优选的时间段， 时间过短影响各组分混合均匀， 时间太长也会造成能源成本 浪费。 至Cu-Ti中间合金完全溶解到锌熔体后， 将Zn-Cu-Ti合金熔体浇注到内径为36mm、 高 为75mm的石墨模具中， 按照步骤(1)中不同质量比混合的纯铜块和海绵钛， 得到Zn-0.6Cu- 0.3Ti合金。

17、铸锭； 0030 (3)将直径36mm的Zn-Cu-Ti圆柱形铸锭放入电阻炉中， 并加热到150-180， 保 温15min后取出， 在铸锭上刷上一层石墨乳润滑剂； 0031 (4)将Zn-Cu-Ti铸锭放入挤压模具中， 模孔直径为3mm， 铸锭和挤压模具一起升温， 加热温度为400， 保温时间为20-30min， 随后进行等温挤压， 挤压速度为0.8-1.2mm/s， 挤 压比为144， 一步变形获得直径为3mm的Zn-0.6Cu-0.3Ti合金丝材， 图3所示为Zn-0.4Cu- 0.3Ti合金的物相特征。 0032 实施例3： 0033 一种喷涂用3mmZn-Cu-Ti合金丝材的制备方法。

18、， 包括以下步骤： 0034 (1)按照质量比为8： 3的任一比例称取纯铜块和海绵钛， 采用非自耗真空电弧炉熔 炼成Cu-Ti中间合金， 在熔炼过程中对该合金熔体进行电磁搅拌处理， 熔炼次数不低于3次， 冷却后将合金敲碎成小块， 为保证溶解均匀， 增大接触面， 每个合金小块质量不超过8g； 0035 (2)采用电阻炉熔炼Zn-Cu-Ti合金， 即先将纯锌熔化， 随后将Cu-Ti中间合金分别 放入锌熔体中， 作为优选的工艺参数， 锌熔体温度控制在720， 温度过高会造成锌元素挥 发， 影响制备成品的成分； 温度过低会造成熔炼锌合金的周期太长。 同时保温4-6小时的保 温时间也是最优选的时间段， 。

19、时间过短影响各组分混合均匀， 时间太长也会造成能源成本 浪费。 至Cu-Ti中间合金完全溶解到锌熔体后， 将Zn-Cu-Ti合金熔体浇注到内径为36mm、 高 为75mm的石墨模具中， 按照步骤(1)中不同质量比混合的纯铜块和海绵钛， 得到Zn-0.8Cu- 0.3Ti合金铸锭； 0036 (3)将直径36mm的Zn-Cu-Ti圆柱形铸锭放入电阻炉中， 并加热到150-180， 保 温15min后取出， 在铸锭上刷上一层石墨乳润滑剂； 0037 (4)将Zn-Cu-Ti铸锭放入挤压模具中， 模孔直径为3mm， 铸锭和挤压模具一起升温， 加热温度为408， 保温时间为20-30min， 随后进行。

20、等温挤压， 挤压速度为0.8-1.2mm/s， 挤 压比为144， 一步变形获得直径为3mm的Zn-0.8Cu-0.3Ti合金丝材， 图4所示为Zn-0.8Cu- 0.3Ti合金的物相特征。 0038 图1是3mm的丝材实物图， 图2为Zn-0.4Cu-0.3Ti经过挤压的金相图， 经过挤压后， 晶粒为等轴晶， 颗粒状物质经过检测为CuTi3， 颗粒较少， 分布晶粒内部。 图3为Zn-0.6Cu- 0.3Ti经过挤压的金相图， 与图2相比， 晶粒较大， 颗粒状更多， 大多分布在晶粒内部， 少量分 说明书 3/4 页 5 CN 112143923 A 5 布在晶界。 图4为Zn-0.8Cu-0.3Ti经过挤压的金相图， 与图相比1， 晶粒较大， 与图2相比晶粒 较小， 晶粒数量也较少， 大多分布在晶粒内部。 说明书 4/4 页 6 CN 112143923 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 112143923 A 7 图3 图4 说明书附图 2/2 页 8 CN 112143923 A 8 。