[發明專利]適合熱室壓鑄用的耐高溫Ba-Os-Si鋅合金

在審

• 申請號: 201810192025.4
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108118189A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 楊長江
• 申請（專利權）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C18/00
• 分類號: C22C18/00;C22C1/02;C22F1/02;C22F1/16
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本發明公開了適合熱室壓鑄用的耐高溫Ba?Os?Si鋅合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Ba:0.8?1.4wt.%,Os:0.4?0.8wt.%；Si:5.0?6.8wt.%,Sc:0.4?0.9wt.%，Ni:0.8?1.2wt.%,Pm:0.5?0.8wt.%,余量為鋅。該鋅鋇合金具有優異的壓鑄性能，可以采用熱室進行鑄造。具有優異的力學性能和高溫性能，并能在交通、電力電子、機械、國防軍工等行業得到廣泛應用。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體地說，涉及一種鋅鋇合金。

背景技術

鋅及鋅合金因具有較高的強度、良好的導電導熱性以及優良的耐磨耐蝕性，在交通、電力電子、機械、國防軍工等行業得到廣泛應用。鋅中加入錫、鋁、鉛、錳、硅等元素，可以在保持其力學性能和工藝性能基本不變的前提下，顯著提高合金的耐磨性和抗腐蝕性。鋅合金可以用于制造汽車及其它工業部門中的氣缸活塞銷襯套、副連桿襯套、軸承及軸承內襯、圓盤和墊圈等承受摩擦零件;也大量用作軸套、襯套、搖臂、軸承等高強度、高耐磨結構零件;此外，鋅合金廣泛用作電氣設備中的導電、耐熱、耐磨零件。

近年來，隨著我國電力、交通、通訊等行業的快速發展，高性能鋅合金材料在各種軌道交通弓網系統、電磁軌道炮電樞/導軌系統、微電子及電器控制插接件等領域得到大量應用。隨著材料服役條件向高速、重載、交變溫度、腐蝕性介質等苛刻化方向發展，由此導致的磨損、疲勞、斷裂等已成為高性能鋅合金損傷的主要形式。同時，為滿足實際工況使用要求，對鋅合金材料的使用性能評價向高品質長壽命等綜合性能良好的全方位演變。

鋅合金按制造加工工藝可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金兩種類型。壓力是壓鑄工藝的基本特征，也是獲得鑄件組織致密和輪廓清晰的保障因素。鑄造鋅合金按照其鑄造的方法又可分為壓力鑄造鋅合金和重力鑄造鋅合金。其中，壓力鑄造鋅合金發展得比較早，在熱室壓鑄中一直保持著重要地位。

鑄造鋅合金的優點很多，首先，熔點低，熔煉時不易氧化，保溫較方便，壓室和壓鑄模壁受熱少，延長了鑄型的使用壽命;其次，鑄造性能好，熔融狀態下流動性好，不吸鐵，不易粘模;另外，在機械性能方面，鋅合金具有較高的強度和耐磨損能力，以及抗沖擊塑性變形能力和易加工的性質，都是其它材料無法替代的，故鋅合金廣泛應用于薄壁產品以及對表面光潔度要求高、需電鍍的壓鑄產品。但鑄造鋅合金同時也存在易老化，易產生晶間腐蝕，耐蝕性較差等缺點，這也在一定程度上阻礙了鑄造鋅合金的推廣應用。

國外己經開發的新型壓鑄用鋅合金的鑄造性能還不能令人滿意。此外，高溫性能不能令人滿意，不能完全滿足現代工業的要求。開發具備優異鑄造性能的耐高溫鋅合金有兩種方法，一種是加入合金元素通過固溶強化來強化基體，另一種是通過加入第二相強化相形成鋅基復合材料。鋇作為合金化元素加入鋅合金中可以大大提高鋅合金的鑄造性能和高溫性能。隨著我國工業的快速發展，開發新型壓鑄用耐高溫的鋅合金已成為必然。

鋅鋇合金在熔煉和成型過程中極易發生氧化、燃燒甚至爆炸，不僅給零件的成型與性能造成危害，還很容易傷及人體和污染環境。鋅鋇合金產業化的一個重要方向就是如何阻止其高溫下的氧化燃燒。目前冶煉工業中常采用氯化鹽熔劑保護法與惰性氣體保護法。但是，這兩種方法都有其難以避免的缺陷，如易產生有毒氣體污染環境和造成熔劑夾雜而損害合金性能。此外，熔煉、澆注設備和工藝復雜，加大了成本。解決鋅鋇合金在大氣中熔煉時產生燃燒的另一個途徑是向鋅鋇合金中添加合金元素，通過合金化的方法達到阻燃目的。合金化阻燃法其機理是在鋅鋇合金熔煉過程中添加特定的合金元素來影響合金氧化的熱力學與動力學過程，形成具有保護作用的致密氧化膜和氮化膜，達到阻止合金劇烈氧化和氮化的目的，并且鋅鋇合金在后續加工過程中的氧化燃燒的傾向大大降低，從而提高鋅鋇合金的加工安全性。

發明內容