[發(fā)明專利]一種異相增強ZZnAl4Y壓鑄鋅合金及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210395051.X
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102888534A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建華;李節(jié)林;蘇旭平;涂浩;劉亞;彭浩平
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C22C18/04
• 分類號: C22C18/04;C22C1/02
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種異相增強ZZnAl4Y壓鑄鋅合金的制備方法，使壓鑄鋅合金的力學(xué)性能得到大幅度提高，屬于合金生產(chǎn)技術(shù)（C22C合金）。

背景技術(shù)

鋅是重要的有色金屬原材料，目前，鋅在有色金屬的消費中僅次于銅和鋁。金屬具有良好的壓延性、耐磨性和抗腐性，能與多種金屬制成物理與化學(xué)性能更加優(yōu)良的合金。壓鑄鋅合金和其他有色金屬合金相比有明顯的優(yōu)勢：材料價廉、熔點低、耗能少、流動性及成型性好、具有良好的力學(xué)性能和耐磨耐蝕性能、減振降噪性能，具有極限抗拉強度高、承載性好和熔化與壓鑄時不吸鐵的特點，適宜制造優(yōu)質(zhì)壓鑄產(chǎn)品。因此壓鑄鋅合金正越來越廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，并帶來顯著的經(jīng)濟效益。

國內(nèi)對壓鑄鋅合金性能的研究取得了一定的成果，如湘潭大學(xué)的王先德等研究了元素Mn對ZZnAl4Y鋅合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，指出Mn加入量在某個范圍內(nèi)時，可明顯提高鋅合金的綜合力學(xué)性能；沈陽航空工業(yè)學(xué)院的李秀華等人在壓鑄鋅合金中加入適量的富Ce稀土，能優(yōu)化壓鑄件的微觀組織、細化晶粒和清除晶粒邊界雜質(zhì)，使壓鑄鋅合金的伸長率提高4.8%以上；申請人在ZZnAl4Y鋅合金中加入0.05wt.%鑭元素，使鋅鋁合金具有較好的綜合力學(xué)性能。

但是國內(nèi)生產(chǎn)的壓鑄鋅合金的質(zhì)量與歐洲國家相比仍存在著很大的差距，比如鋅合金中的雜質(zhì)含量過高，而且成分和品質(zhì)很不穩(wěn)定，尤其是合金的抗拉強度明顯低于國外同類產(chǎn)品。目前我國需求的高質(zhì)量鋅合金還需大量進口，因此有必要開發(fā)提高壓鑄鋅合金力學(xué)性能的生產(chǎn)技術(shù)，以便在國內(nèi)能生產(chǎn)處高質(zhì)量的鋅合金產(chǎn)品，以便減少優(yōu)質(zhì)鋅合金的進口。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提出了一種異相增強ZZnAl4Y壓鑄鋅合金及其制備方法，將它用于ZZnAl4Y壓鑄鋅合金鑄造過程中，能顯著改善其力學(xué)性能。該方法可普遍應(yīng)用于優(yōu)質(zhì)鋅合金的工業(yè)生產(chǎn)，制造出高品質(zhì)的鋅合金產(chǎn)品。

本發(fā)明的技術(shù)方案之一是，一種異相增強ZZnAl4Y壓鑄鋅合金的制備方法：

（1）預(yù)熱石墨坩堝至暗紅色，然后升溫至500℃-520℃熔化ZZnAl4Y鋅合金；

（2）往熔體中加入ZZnAl4Y鋅合金總重量0.3wt.%-3wt.%?的鋁粉，然后進行攪拌；

（3）待溫度降至410℃-430℃時，靜置1-3分鐘后澆鑄。

本發(fā)明還公開了由上述方法制得的異相增強ZZnAl4Y壓鑄鋅合金。

本發(fā)明的原理是在ZZnAl4Y鋅合金熔體中加入純鋁粉，其中鋁粉部分熔化，隨著鋁粉加入量的不同，使鋅合金凝固組織中的η-Zn相、α-鋁相和共晶組織的數(shù)量發(fā)生改變；部分沒有熔化的小顆粒鋁粉均勻分布在鋅合金基體中，對鋅合金起到異相增強的作用。

純鋁粉的加入量控制在鋅合金總重量的0.3wt.%-3wt.%，壓鑄鋅合金的硬度隨著鋁粉加入量的增加而增加；當鋁粉加入量超過1wt.%時，壓鑄鋅合金的硬度增加緩慢。

本發(fā)明的優(yōu)點是：采用固液混合鑄造方法制備的ZZnAl4Y壓鑄鋅合金力學(xué)性能顯著提高，如表1所示，鋅合金的抗拉強度、硬度和延伸率可分別最高提高19.9%、32.4%和10%。

該發(fā)明能生產(chǎn)出力學(xué)性能較高的壓鑄鋅合金產(chǎn)品，滿足用戶的需求。

附圖說明