[發明專利]一種Zn-Al-Cu-Mg合金高壓處理工藝

在審

• 申請號: 201410519508.2
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN105441843A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 黃曉藝
• 申請（專利權）人: 黃曉藝
• 主分類號: C22F1/16
• 分類號: C22F1/16
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種Zn-Al-Cu-Mg合金的處理工藝，特別涉及一種Zn-Al-Cu-Mg合金高壓處理工藝。

背景技術

鋅鋁系列合金是以鋅、鋁兩種元素為主，銅、鎂為輔的多元化合金，具有良好的力學性能、優良的鑄造工藝性能、良好的摩擦磨損特性、較低的原材料成本和熔化能耗低、對環境無污染等特點。近年來，對鋅鋁合金系列的研究和應用迅速發展，其中ZA27合金更因其高的抗拉強度（400MPa以上）、優良的耐磨性、低的比重、熔煉簡單等優點，而突出了其應用地位，在許多場合成為銅合金和某些鋁合金的強有力的競爭者，因而也成為鋅鋁合金系列中研究更深的對象。以往對組織相變和新生相形成機理方面已經取得了一定的進展，但對力學性能方面的研究還很少，試驗中對高機械壓力試樣進行硬度和抗拉強度測試，通過與常壓下的ZA27合金進行性能對比，討論壓力對力學性能影響的機理。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種Zn-Al-Cu-Mg合金高壓處理工藝，已解決現有技術的不足。

本發明的技術方案是：一種Zn-Al-Cu-Mg合金高壓處理工藝，成分質量分數為27.1%Al，0.6%Cu，0.02%Mg，其余為鋅，原材料采用1號鋅、0號鋁、純鎂錠、Al-Cu中間合金，在6kW電阻爐中進行熔煉，熔煉時合金加熱到660~680℃，利用部分Zn料調節溫度到620℃，經變質、精煉、扒渣后于550~600℃澆注成金屬型試棒，鑄型為金屬型，澆注前預熱到150~200℃，高壓試驗在CS-1B型高壓六面頂壓機上進行，試樣用BN粉末進行包裹，用葉臘石做密封兼傳壓材料，將壓力升高到指定壓力后，開始加熱到合金熔化溫度，保溫保壓5min后停止加熱，待試樣冷卻到室溫，卸壓，取出試樣。

本發明的有益效果：（1）測定不同壓力下的鋅鋁27合金的晶粒直徑，結合霍爾—佩奇公式，得出晶粒直徑越小，其屈服強度越大。

（2）用定量金相法測得不同壓力下合金的二次枝晶臂間距，預測高機械壓力作用下ZA27合金的抗拉強度隨著二次枝晶臂間距的增大而減小。

（3）測得不同壓力下ZA27合金的硬度值，壓力為1GPa、2GPa、3GPa、4GPa、5GPa的硬度值分別比常壓提高了13.1%、30%、39.1%、52.1%、64.9%。

具體實施方式

原材料采用1號鋅、0號鋁、純鎂錠、Al-Cu中間合金，在6kW電阻爐中進行熔煉。熔煉時合金加熱到660~680℃，利用部分Zn料調節溫度到620℃，經變質、精煉、扒渣后于550~600℃澆注成金屬型試棒。

鑄型為金屬型，澆注前預熱到150~200℃。ZA27合金試樣的實際成分（質量分數）為27.1%Al，0.6%Cu，0.02%Mg，其余為鋅。將試棒切割成Φ6mm×6mm的小圓柱試樣。高壓試驗在CS-1B型高壓六面頂壓機上進行。試樣用BN粉末進行包裹，用葉臘石做密封兼傳壓材料。將壓力升高到指定壓力后，開始加熱到合金熔化溫度，保溫保壓5min后停止加熱，待試樣冷卻到室溫，卸壓，取出試樣。最后用ISA-4圖像分析儀測試DAS，維氏硬度儀測試硬度。

表1為不同壓力下測得的ZA27合金硬度值，壓力為1GPa、2GPa、2.3GPa、2.5GPa、3GPa、4GPa、5GPa的硬度值分別比常壓下提高了13.1%、30%、30.4%、32.5%、39.1%、52.1%、64.9%。

（1）測定不同壓力下的鋅鋁27合金的晶粒直徑，結合霍爾—佩奇公式，得出晶粒直徑越小，其屈服強度越大。

（2）用定量金相法測得不同壓力下合金的二次枝晶臂間距，預測高機械壓力作用下ZA27合金的抗拉強度隨著二次枝晶臂間距的增大而減小。

（3）測得不同壓力下ZA27合金的硬度值，壓力為1GPa、2GPa、3GPa、4GPa、5GPa的硬度值分別比常壓提高了13.1%、30%、39.1%、52.1%、64.9%。