一種拉鏈用納米晶鋁合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬拉鏈及制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種拉鏈用納米晶鋁合 金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前公知地金屬拉鏈有銅拉鏈和鋁拉鏈，銅拉鏈?zhǔn)遣捎美錄_壓排咪成形，材料利 用率只有40%，由于銅材料價(jià)格高，模具的冷沖頭易損壞，制造成本高，強(qiáng)度低。鋁拉鏈也是 冷沖壓排咪而成，沖頭也易損，材料利用率小于40%，且難著色，著色需要加導(dǎo)電絲，加工工 藝復(fù)雜，次品率高，強(qiáng)度比銅的還要低。利用稀土元素對鋁合金進(jìn)行性能強(qiáng)化，同時(shí)結(jié)合晶 粒細(xì)化劑細(xì)化晶粒的能力，可以對鋁合金的缺陷進(jìn)行完善。稀土元素能夠顯著改善鋁合金 的各種性能。在鋁合金制備過程中加入能與鋁形成最有效的晶粒細(xì)化劑，使形成的晶粒細(xì) 化劑能夠細(xì)化晶粒，減小熱裂傾向，提高鋁合金的強(qiáng)度、塑性和抗蠕變性，并且還能改善鋁 合金的耐腐蝕性。
[0003] 現(xiàn)有鋁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， 其影響是相關(guān)的，其中任何一種成分的多少均為對合金的某些性能帶來變化?，F(xiàn)有的鋁合 金中在力學(xué)性能、成型性能、組織均勻性、偏析性等方面均有進(jìn)一步提升的空間?，F(xiàn)有的鋁 合金屬具有低熔點(diǎn)，乳壓性、可焊接性好等特點(diǎn)，但是其耐腐蝕、耐熱性能、耐磨性能不高， 現(xiàn)有技術(shù)中多采用表面氧化提高鋁材的耐腐蝕、耐熱性和耐磨性能，增加了鋁材的后繼成 本。
[0004] 通過向鋁合金熔體中加入碳或含碳的化合物（如六氯乙烷、碳酸鹽或含碳?xì)怏w 等），含碳化合物在高溫下分解出C原子與合金中A1元素形成大量彌散的A1 4C3質(zhì)點(diǎn)(密排 六方晶體結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)與α-Mg相近)成為α-Mg的異質(zhì)晶核核心，從而實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化。此 類方法是Mg-Al系鎂合金最主要的晶粒細(xì)化技術(shù)，但常用難以克服自身的一些不足，如加 入六氯乙烷存在高溫熔煉會產(chǎn)生Cl 2，HC1等有害氣體，造成環(huán)境污染缺點(diǎn)；加入碳酸鎂則 有在鎂液中易分解及生成C02氣泡較快、氣泡大而上浮，細(xì)化效果較差的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種拉鏈用納米晶鋁合金及其制 備方法，該拉鏈用納米晶鋁合金不僅力學(xué)性能及成型性能得以提升，且組織均勻、成分穩(wěn) 定，易著色，而且要模具損耗小，材料利用率高，成本低。同時(shí)，不需要再次進(jìn)行表面氧化處 理，就具有很強(qiáng)的耐腐蝕性、耐熱性和耐磨性。其制備工藝也具有方法簡單，污染小，生產(chǎn)成 本較低等特點(diǎn)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種拉鏈用納米晶鋁合金，其鋁合金由以下成 分組成：1~2重量%Mg，4~6重量％ Si，1~3重量%稀土，0.2~0.4重量%錫，0.2~0.3重量%鋅，余量 為Al〇
[0007] 進(jìn)一步的，所述稀土元素為鈧、?乙、鑭、鋪、鐠、釹、釤、銪、|L、鉞、鏑、鈥、鉺、鎊、鐿和 镥中的一種或多種。
[0008] 優(yōu)選的，所述稀土元素為釔、鑭、鈰、鐠、釹、釤、釓、鏑中的一種或多種。
[0009] 進(jìn)一步的，一種拉鏈用納米晶鋁合金的制備方法，制備方法包括以下步驟： 51、 將鋁錠、鎂錠按比例投入充滿氮?dú)獾闹蓄l電磁感應(yīng)爐中，在750°C~800°C的溫度下 進(jìn)行熔煉成液體，備用； 52、 將工業(yè)硅放入高溫熔煉爐中進(jìn)行熔煉成熔融液，備用； 53、 將步驟S2熔煉后的熔融液通過引融管導(dǎo)入中頻電磁感應(yīng)爐中，混合均勻； 54、 在步驟S3形成的混合熔融液中加入碳粉、稀土元素，并對混合熔融液進(jìn)行電磁攪 拌，攪拌時(shí)間為1~2 h; 55、 經(jīng)步驟S4電磁攪拌后，加入錫鹽和鋅鹽，分散劑、沉淀劑后，進(jìn)行劇烈攪拌，攪拌時(shí) 間為30~60 min，攪拌溫度為900°C; 56、 將經(jīng)步驟S5后的混合熔融液通過爐底引流管引入固溶池，往固溶池進(jìn)行固溶處理， 經(jīng)固溶處理后通過連續(xù)擠鑄機(jī)，擠壓成拉鏈用納米晶鋁合金。
[0010] 更進(jìn)一步的，所述步驟S2中的熔煉溫度為1000~1200°C。
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟S5中的錫鹽為SnCl4 · 5H20,鋅鹽為Zn(N〇3)2 · 6H20。
[0012] 更進(jìn)一步的，所述步驟S5中的分散劑為聚乙二醇。
[0013] 優(yōu)選的，所述的聚乙二醇為PEG200、PEG400、PEG4000、PEG6000或PEG20000 中的一 種。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟S5中的沉淀劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或氨水溶液中的 一種。
[0015] 更進(jìn)一步的，所述步驟S5中沉淀劑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] 本發(fā)明的有益效果： (1)本發(fā)明中拉鏈用納米晶鋁合金的各成分不是孤立起作用，其影響是相關(guān)的，使得該 鋁合金不僅力學(xué)性能及成型性能得以提升，且組織均勻、成分穩(wěn)定，易著色，而且要模具損 耗小，材料利用率高，成本低。
[0017] (2)根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法得到的鋁合金不需要再次進(jìn)行表面氧化處理，就 具有很強(qiáng)的耐腐蝕性、耐熱性和耐磨性。
[0018] (3)本發(fā)明提供的制備方法中沒有額外加入晶粒細(xì)化劑，在制備步驟中加入相關(guān) 輔料，直接形成晶粒細(xì)化劑，使制備的鋁合金直接實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化，提高合金強(qiáng)度、塑性和韌 性等綜合性能和改善合金成形性，且不產(chǎn)生有害氣體等，造成換進(jìn)污染。
[0019] (4)本發(fā)明制備方法中利用加入的稀土元素、分散劑以及沉淀劑，形成具有高效屏 蔽紫外線的透明粉體，使其包裹在合金表面，使制備的鋁合金具有屏蔽紫外線的功能。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下對本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的， 而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0021] 實(shí)施例1 一種拉鏈用納米晶鋁合金，其鋁合金由以下成分組成：1重量%Mg，4重量％ Si，1重量%稀 土，Ο . 2重量%錫，0.2重量%鋅，余量為A1;所述稀土元素為鈧、紀(jì)、鑭、鋪、鐠、釹、釤、銪、令L、 鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥中的一種或多種，優(yōu)選的，所述稀土元素為釔、鑭、鈰、鐠、釹、釤、 釓、鏑中的一種或多種。
[0022] -種拉鏈用納米晶鋁合金的制備方法，制備方法包括以下步驟： 51、 將鋁錠、鎂錠按比例投入充滿氮?dú)獾闹蓄l電磁感應(yīng)爐中，在750°C~800°C的溫度下 進(jìn)行熔煉成液體，備用； 52、 將工業(yè)硅放入熔煉溫度為1000~1200°C的高溫熔煉爐中進(jìn)行熔煉成熔融液，備用； 53、 將步驟S2熔煉后的熔融液通過引融管導(dǎo)入中頻電磁感應(yīng)爐中，混合均勻； 54、 在步驟S3形成的混合熔融液中加入碳粉、稀土元素，并對混合熔融液進(jìn)行電磁攪 拌，攪拌時(shí)間為1~2 h; 55、 經(jīng)步驟S4電磁攪拌后，加入錫鹽和鋅鹽，分散劑、沉淀劑后，進(jìn)行劇烈攪拌，攪拌時(shí) 間為30~60 min，攪拌溫度為900°C;所述的錫鹽為SnCl4 · 5H20,鋅鹽為Zn(N〇3)2 · 6H20;所述 的分散劑為聚乙二醇，所述的聚乙二醇為PEG200、PEG400、PEG4000、PEG6000或PEG20000中 的一種;所述的沉淀劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或氨水溶液中的一種;所述沉淀劑 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、 將經(jīng)步驟S5后的混合熔融液通過爐底引流管引入固溶池，往固溶池進(jìn)行固溶處理， 經(jīng)固溶處理后通過連續(xù)擠鑄機(jī)，擠壓成拉鏈用納米晶鋁合金。
[0023] 實(shí)施例2 一種拉鏈用納米晶鋁合金，其鋁合金由以下成分組成：1.5重量%Mg，5重量％ Si，2重量％ 稀土，0.3重量%錫，0.2重量%鋅，余量為A1;所述稀