含稀土锌铝合金丝制造技术

一种含稀土锌铝合金丝及其制备方法，属用于金属化薄膜电容器端面喷涂的金属材料制备技术领域，各组份的组成按重量百分比计分别为：铝４～１６％，以镧、铈、镨、钕等轻质稀土元素为主的混合稀土金属０．０１～０．１２％，其余为锌及总量不大于０．０２５％的杂质。其制备方法为：先将熔融状态的铝液倒入熔融状态的锌液中，升温熔化并充分搅拌，合金化后以锌基稀土中间合金的形式加入以轻质稀土元素为主的混合稀土金属，熔化并搅拌后即得含稀土的锌铝合金。本发明专利技术通过在锌铝合金丝中合理添加混合稀土金属，经多方研究和验证，使锌铝合金丝的合金结构致密，加工和使用性能明显改进，同时改善了焊合条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属用于金属化薄膜电容器端面喷涂的金属材料制备

技术介绍
已被广泛应用的金属化薄膜电容器端面喷涂金属材料为五元铅基喷金料，它的铅含量高达53～59.4％，而铅对人体有强烈的毒性，正面临在全球无铅化热潮中被淘汰的命运。专利(申请)号为02111556.7公开了一种锌铝合金丝及其制备方法，作为铅基喷金料的替代品，该材料比铅基喷金料能适应更高工作温度，有更高的自身强度，从而使电容器引线焊接更可靠。在100KH高频测试时，也具有更高的合格率。但是锌铝合金丝也有不尽人意的地方，首先，它对在熔炼过程中不可避免带入的铁非常敏感，只要稍有不慎，便加工困难，表面质量变差，产品丝的硬度增加而柔韧性变差，以致在使用中堵枪甚至断丝；其次，在非真空熔炼的条件下，对熔炼过程中带入的气体也非常敏感，稍不注意，即造成铸锭结构疏松，切口脆断，产品丝拉制困难，成品丝抗拉强度及延伸率下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过添加混合稀土金属来改善锌铝合金丝的加工和使用性能的。本专利技术为含稀土锌铝合金丝，包含有锌，铝等，其特征在于还同时包含以轻质稀土元素为主的混合稀土金属(RE)，各组份的组成按重量百分比计分别为铝(Al)4～16％，以轻质稀土元素为主的混合稀土金属(RE)0.01～0.12％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.025％的杂质。所述以轻质稀土元素为主的混合稀土金属(RE)可包含镧(La)，铈(Ce)，镨(Pr)，钕(Nd)等。所述各组份的组成按重量百分比计可分别优先为铝(Al)5-15％，以轻质稀土元素为主的混合稀土金属(RE)0.04～0.08％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.025％的杂质。所述杂质中各组份的组成按重量百分比计可分别为铁(Fe)＜0.01％，硅(Si)＜0.01％，铅(Pb)＜0.005％，镉(Cd)＜0.003％，锡(Sn)＜0.001％。本专利技术所述含稀土锌铝合金丝的制备方法为先将熔融状态的铝液倒入熔融状态的锌液中，或在熔融状态的锌液中加入块状铝，升温熔化并充分搅拌，合金化后以锌基稀土中间合金的形式加入以轻质稀土元素为主的混合稀土金属，熔化并搅拌后即得含稀土的锌铝合金，再浇铸成园截面挤压坯，然后挤压成粗丝并经多次拉拔，即成含稀土锌铝合金丝。其固相线温度为380℃，液相线温度为380-440℃。稀土元素是一组化学性能极其相似的17种金属元素的通称，是一种极活泼的金属元素，极难单独提纯。但是稀土元素的加入，如果＜0.01％，则数量太少，此时稀土元素主要以固溶形式存在于初生晶和共晶中，并不出现稀土相，因而作用不显著，只有稀土元素含量增大，使REAl4有较好的长大条件时，才能形成稀土相，起到俘获有害杂质的作用，但是稀土元素含量过大，除了使成本上升之外，还容易形成粘滞的稀土氧化物夹杂和浮渣，使熔铸过程难度加大，所以稀土元素的加入量，按重量百分比计，以0.01～0.12％为宜，优先可为0.04～0.08％。本专利技术通过在锌铝合金丝中合理添加以镧、铈、镨、钕等轻质稀土元素为主的混合稀土金属，经多方研究和验证，与现有技术相比具有以下突出优点和积极效果1、由于合金在熔炼过程中，不可避免的会吸入少量气体，加入稀土元素后，稀土元素会首先和这些气体化合，形成稀土化合物，以渣的形式浮出熔融金属液面，从而起到除气作用，使合金结构致密。2、对于锌铝合金丝中的主要有害杂质铁(Fe)，主要以针状富铁相的FeAl3形式存在，而FeAl3为硬脆相在晶粒内固溶度很小，对基体割裂严重，降低了合金的力学性能，加入稀土元素后，由于稀土化合物有明显的俘获铁的作用，在晶界处形成稀土化合物，能有效减小针状FeAl3硬脆相的形成几率和粒度，而稀土相为块状，对基体割裂小，从而减小或避免了铁的有害影响。3、稀土元素的加入使合金晶粒细化，使合金综合机械性能改善。4、稀土元素是一种活性元素，液态下聚集在表面的稀土元素使得合金的表面能显著降低，从而降低了合金与被喷涂金属材料表面之间的界面张力，改善了焊合条件，使喷涂层和基体金属表面的结合良好。5、稀土氧化膜结构致密，能保护内部金属不致进一步氧化，改善喷涂层上的焊点色泽，使抗氧化能力提高，同时也改善了金属化薄膜电容器的端面喷涂工艺条件。6、由于稀土元素的加入使合金中气体含量减少，结构致密，同时使FeAl3硬脆相减小和组织变细，因而有效改善了导电性能。具体实施例方式实施例1各组份的组成按重量百分比计分别为铝(Al)4.5-5.5％，含5％混合稀土金属(RE)的锌基中间合金1～1.4％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.025％的杂质。实施例2各组份的组成按重量百分比计分别为铝(Al)8-10％，含5％混合稀土金属(RE)的锌基中间合金1～1.4％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.025％的杂质。实施例3各组份的组成按重量百分比计分别为铝(Al)14-16％，含5％混合稀土金属(RE)的锌基中间合金1～1.4％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.025％的杂质。上述各实施例中，混合稀土金属(RE)主要为以镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等为主的轻质稀土元素。上述各实施例制备时，同时要控制杂质总量＜0.025％，其中Fe＜0.01％，Si＜0.01％，Pb＜0.005％，Sn＜0.001％，Cd＜0.003％。对比例1各组份的组成按重量百分比计分别为铝(Al)4.5-5.5％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.025％的杂质。对比例2各组份的组成按重量百分比计分别为铝(Al)8-10％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.025％的杂质。对比例3各组份的组成按重量百分比计分别为铝(Al)14-16％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.025％的杂质。将上述各实施例制备的含稀土锌铝合金丝，与对比例中对应的不含稀土的锌铝合金丝经测试，各项性能列表如下 本专利技术不局限于上述各实施例，列出上述各实施例，目的在于说明由于混合稀土金属的加入，使锌铝合金丝的性能有了明显的改进，即强度稍有下降，但断后延伸率大幅度增加，从而表现为柔韧性改善，导电性能提高。同时，上述各实施例，也是相当典型的锌铝合金丝产品经加入混合稀土金属后改进性能的配方，可供具体选择使用。权利要求1.一种含稀土锌铝合金丝，包含有锌，铝，其特征在于还同时包含以轻质稀土元素为主的混合稀土金属，各组份的组成按重量百分比计分别为铝4～16％，以轻质稀土元素为主的混合稀土金属0.01～0.12％，其余为锌及总量不大于0.025％的杂质。2.按权利要求1所述的含稀土锌铝合金丝，其特征在于所述以轻质稀土元素为主的混合稀土金属包含镧，铈，镨，钕。3.按权利要求1或2所述的含稀土锌铝合金丝，其特征在于所述各组份的组成按重量百分比计分别为铝5-15％，以轻质稀土元素为主的混合稀土金属0.04～0.08％，其余为锌及总量不大于0.025％的杂质。4.按权利要求1或2所述的含稀土锌铝合金丝，其特征在于所述杂质中各组份的组成按重量百分比计分别为铁＜0.01％，硅＜0.01％，铅＜0.005％，镉＜0.003％，锡＜0.001％。5.按权利要求1所述含稀土锌铝合金丝的制备方法，其特征在于先将熔融状态的铝液倒入熔融状态的锌液中，或在熔融状态的锌液中加入块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含稀土锌铝合金丝，包含有锌，铝，其特征在于还同时包含以轻质稀土元素为主的混合稀土金属，各组份的组成按重量百分比计分别为：铝４～１６％，以轻质稀土元素为主的混合稀土金属０．０１～０．１２％，其余为锌及总量不大于０．０２５％的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴国水，金成焕，
申请(专利权)人：戴国水，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]