[發明專利]一種高致密度鋅合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201810769752.2
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108977694A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張訓龍;劉藝
• 申請（專利權）人: 安徽省含山縣錦華氧化鋅廠
• 主分類號: C22C18/04
• 分類號: C22C18/04;C22C1/03;B22F9/08;B22F3/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及合金技術領域，具體涉及一種高致密度鋅合金及其制備方法。該種高致密度鋅合金，由以下按照質量百分比的原料組成：鋁4.5~9.1%，黃銅1.1~2.5%，鎂0.1~0.6%，鋯0.9~1.7%，鈮0.05~0.12%，硅0.2~0.8%，錳0.1~1.3%，鈦0.26~0.79%，余量為鋅。該種高致密度鋅合金成分均勻、組織細化、無宏觀偏析、含氧量低，具有較高的強度、硬度，致密度高，耐磨性能、耐腐蝕性能優異，不易發生晶間腐蝕，原料成本低。該種高致密度鋅合金的制備方法，通過配料、熔融、噴射成型、熱加工、壓制、燒結等步驟制備，減少氣孔數量，提升致密度，進而提升合金機械性能。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體涉及一種高致密度鋅合金及其制備方法。

背景技術

鋅合金是以鋅為基礎加入其它元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鈦等。鋅合金具有熔點低、流動性好、鑄造性佳、易熔焊和塑性加工，殘廢料便于回收、重熔的特點。現有的鋅合金多通過熔煉、壓鑄、退火等工藝制備，這種方法生產的鋅合金往往由于在熔煉階段氣體侵入金屬液，使得鑄件表面或內部產生孔洞，嚴重影響鋅合金的力學性能。現多采用錐形流道設計，即澆流應不斷加速地由噴嘴向內澆口逐漸減少的方式減少混入鑄件內的氣體量，進而控制孔洞的產生。然而，該種方法可控性較差，需要隨時監控金屬流速率，對氣孔產生的抑制效果并不完美，無法滿足人們的使用需求。

控制孔洞的產生本質上來說就是提升鋅合金的致密度，高致密度的鋅合金的強度、硬度等機械性能亦優于致密度低的鋅合金，因此，需要提供一種高致密度鋅合金及其制備方法以滿足使用需求。本發明的高致密度鋅合金的通過配料、熔融、噴射成型、熱加工、壓制、燒結等步驟制備，制得的鋅合金強度高、韌性好，致密度不低于95%。

發明內容

為了解決上述背景中提到的問題，本發明目的在于提供一種高致密度鋅合金及其制備方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高致密度鋅合金，由以下按照質量百分比的原料組成：鋁4.5~9.1%，黃銅1.1~2.5%，鎂0.1~0.6%，鋯0.9~1.7%，鈮0.05~0.12%，硅0.2~0.8%，錳0.1~1.3%，鈦0.26~0.79%，余量為鋅。

作為本發明進一步的方案：所述高致密度鋅合金，由以下按照質量百分比的原料組成：鋁5.8~7.6%，黃銅1.3~1.9%，鎂0.2~0.5%，鋯1.1~1.4%，鈮0.07~0.1%，硅0.3~0.6%，錳0.5~1.2%，鈦0.39~0.64%，余量為鋅。

作為本發明進一步的方案：所述高致密度鋅合金，由以下按照質量百分比的原料組成：鋁6.5%，黃銅1.7%，鎂0.3%，鋯1.2%，鈮0.09%，硅0.5%，錳0.7%，鈦0.52%，余量為鋅。

一種高致密度鋅合金的制備方法，包括以下步驟：

（1）配料：按照權利要求3的原料組成及質量百分比進行配料；

（2）熔融：將熔煉爐加熱至450℃后加入鋅熔煉2h，加入鋁、鎂、錳、鋯后以5℃/min的速率升溫至680℃，保溫6h，加入黃銅、硅后以2℃/min的速率升溫至750℃，保溫6h，加入鈮、鈦后以10℃/min的速率升溫至850℃，保溫1h，得到熔融合金；

（3）噴射成型：在噴射成型機中使用氮氣將熔融合金霧化為小液滴，進行噴射成型形成坯件；

（4）熱加工：使用熱等靜壓處理，將坯件進行350℃/150MPa熱等靜壓24~36h，冷卻至室溫；

（5）壓制：使用超高液壓脹管機對坯件進行壓制，壓力參數為160~240MPa；

（6）燒結：在壓制好的坯件表面涂覆粘結劑，放入馬弗爐中燒結，燒結溫度360~400℃，燒結時間1~3h，冷卻至室溫即得。