CN103882261A - 一种高强度锌合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强度锌合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：Al22.5-25.7、Co1.2-1.4、Cr1.1-1.3、Ni4.6-4.8、Ti0.3-0.5、钨1.3-1.6、As0.12-0.16、Sb0.07-0.09、余量为锌。本发明通过添加Co、钨、Al，不仅提高了锌合金的强度，还提高了耐热性能，通过添加Ni、Ti，能够细化晶粒，提高抗拉强度、耐磨性和韧性；本发明锌合金还具有耐腐蚀性好、高热阻、高电阻等优点。通过使用废锌作为原料，分批，使合金品质均一，提高综合力学性能。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
Description
技术领域
本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种高强度锌合金材料及其制备方法。
背景技术
锌合金的性能优良，具有铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑；可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆、抛光、研磨等；熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模；有很好的常温机械性能和耐磨性等诸多优点，但是目前锌合金的强度、耐磨性、耐高温、耐腐蚀等综合性能还不够高，在一些要求高的部件上的应用受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度锌合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有耐高温、抗拉强度高、耐磨性、耐腐蚀和韧性好的优点。
本发明的技术方案如下：
一种高强度锌合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：Al22.5-25.7、Co1.2-1.4、Cr1.1-1.3、Ni4.6-4.8、Ti0.3-0.5、钨1.3-1.6、As0.12-0.16、Sb0.07-0.09、余量为锌。
所述的高强度锌合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.5比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）Al、Ni；（2）Co、钨、As；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以170-180℃/小时速率升温至250-260℃，保温50-60分钟，再以170-180℃/小时速率升温至370-380℃，保温50-60分钟，再以170-180℃/小时速率升温至610-620℃，保温2-3小时；用80-100℃清水冷却至100-120℃，再自然冷却至室温；再以180-190℃/小时速率升温至260-270℃，保温50-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至380-390℃，保温50-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至610-625℃，保温2-3小时；用80-100℃清水冷却至100-120℃，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：粘土10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5-6、高岭土8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3-4、碳酸钙粉4-5、Bi2O3 2-3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本发明的有益效果
本发明通过添加Co、钨、Al，不仅提高了锌合金的强度，还提高了耐热性能，通过添加Ni、Ti，能够细化晶粒，提高抗拉强度、耐磨性和韧性；本发明锌合金还具有耐腐蚀性好、高热阻、高电阻等优点。通过使用废锌作为原料，分批，使合金品质均一，提高综合力学性能。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
具体实施方式
一种高强度锌合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：Al22.5-25.7、Co1.2-1.4、Cr1.1-1.3、Ni4.6-4.8、Ti0.3-0.5、钨1.3-1.6、As0.12-0.16、Sb0.07-0.09、余量为锌。
所述的高强度锌合金材料的生产方法如下：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.4比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）Al、Ni；（2）Co、钨、As；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以175℃/小时速率升温至255℃，保温55分钟，再以175℃/小时速率升温至375℃，保温55分钟，再以175℃/小时速率升温至615℃，保温2.5小时；用90℃清水冷却至110℃，再自然冷却至室温；再以185℃/小时速率升温至265℃，保温55分钟，再以185℃/小时速率升温至385℃，保温55分钟，再以185℃/小时速率升温至617℃，保温2.6小时；用90℃清水冷却至110℃，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成：粘土10、刚玉粉4、氮化铝5、高岭土8、天青石1、树木灰烬2、氢氧化铝8、玉石粉4、蒙脱石1、萤石粉4、碳酸钙粉4、Bi2O3 3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本实施例高强度锌合金材料，抗拉强度 бb为370Mpa，硬度值HB为110，冲击韧性（J/cm2）46。
Claims (4)
1.一种高强度锌合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：Al22.5-25.7、Co1.2-1.4、Cr1.1-1.3、Ni4.6-4.8、Ti0.3-0.5、钨1.3-1.6、As0.12-0.16、Sb0.07-0.09、余量为锌。
2.根据权利要求1所述的高强度锌合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.5比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）Al、Ni；（2）Co、钨、As；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的高强度锌合金材料的生产方法，其特征在于：所述的铸后热处理是：先由室温以170-180℃/小时速率升温至250-260℃，保温50-60分钟，再以170-180℃/小时速率升温至370-380℃，保温50-60分钟，再以170-180℃/小时速率升温至610-620℃，保温2-3小时；用80-100℃清水冷却至100-120℃，再自然冷却至室温；再以180-190℃/小时速率升温至260-270℃，保温50-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至380-390℃，保温50-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至610-625℃，保温2-3小时；用80-100℃清水冷却至100-120℃，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的高强度锌合金材料的生产方法，其特征在于：所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：粘土10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5-6、高岭土8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3-4、碳酸钙粉4-5、Bi2O3 2-3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
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| CN101760671A (zh) * | 2008-12-18 | 2010-06-30 | 长葛市联发粮食专业合作社 | 一种高强锌基合金 |
| CN102286676A (zh) * | 2011-09-05 | 2011-12-21 | 铜陵森泰金属材料有限公司 | 高强度锌合金 |
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