[发明专利]一种复合变质锌合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种锌合金产品的制造方法，属于合金产品的熔炼工艺领域。

背景技术

由于锌合金具有在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔等，被广泛用于制造各种产品。高铝锌合金是很有发展前途的一种新型铸造合金，其强度高，但塑性、韧性较差，如能进一步改进其力学性能，将提高使用可靠性，扩大应用范围。为改善高铝锌合金的铸态塑韧性,人们常采用稀土元素进行变质处理，以细化晶粒并大幅度提高其塑韧性。另一方面，在锌合金的熔炼中往往加入镍剂、钛剂等元素添加剂促进熔炼，但同时使用稀土变质剂和镍钛添加剂，并得到优质的锌合金产品，还鲜见成功的案例。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合变质锌合金，通过复合添加稀土变质剂和镍钛添加剂，使锌合金产品具有优异的力学性能、耐腐蚀性能，扩大产品应用范围。

本发明实现的技术方案如下：一种复合变质锌合金，它是在常规的压铸锌合金生产过程中加入稀土和镍钛复合变质剂熔炼而成，复合变质锌合金各组分所占重量百分比为：铝3.9％～4.3％，镁0.03％～0.04％；包含铅、铁、镉、锡等在内的杂质成分小于0.07%，余量为锌；复合变质剂所占重量百分比为：0.00020～0.0050％。 

所述的复合变质剂是指稀土金属和镍钛元素添加剂的复合体；所述的稀土金属是指镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇单一金属；加入其可使合金铸态组织细化，提高合金的综合力学性能。

所述的镍钛元素添加剂是指镍剂和钛剂的混合物，加入其可有效可以避免熔体过热，缩短熔炼炼时间和降低烧损。

所述的镍钛元素所占复合变质剂含量为钛1-5%，镍0.5-3%。

加入稀土变质剂，能显著改变压铸锌合金的金相组织特征，优化组织结构，细化晶粒，清除晶粒边界杂质，抑制杂质元素的有害影响；加入镍钛元素添加剂，能够有效促进锌合金的熔炼。采用适当配比的稀土变质剂与镍钛元素添加剂构成复合变质剂，带来锌合金产品性能的大幅提升。通过加入镍钛元素添加剂，可以准确控制锌合金中各种金属的含量，金属实收率高达95%，能有效避免熔体过热，缩短熔炼炼时间和降低烧损。因此，锌合金添加剂具有使用方便，配料准确和经济实用等优点。在相同压铸条件下,复合变质锌合金与未变质锌合金相比，抗拉强度、延伸率提高10%以上，硬度、耐腐蚀性能明显提高。

本发明与现有技术相比，具有优良的力学性能和机加工性能，熔化温度低，耐腐蚀性能好，不易开裂及变形，压铸件表面平整，光洁度高及使用寿命长等优点，其物理及机械性能上有极佳的平衡，具有优良的铸造性，适用于各种压铸件，可广泛应用于玩具、浴室用品、家具用品、减压阀、电子及电器用品等器件的铸造。鉴于我国稀土资源丰富，这一发明无疑具有较大现实意义。

具体实施方式

以下列出本发明的两种主要实施方式：一是对国际标准3#锌合金加入本发明所述的复合变质剂，提升产品性能；二是对国际标准5#锌合金加入本发明所述的复合变质剂。两种实施方式下，锌合金各组分所占重量百分比见下表：

表一：锌合金各组分所占重量百分比

为说明本发明的优异性能，将本发明产品与传统产品的力学性能测试与耐腐蚀试验结果对比如下：

表二：力学性能测试

从上表可见，复合变质锌合金与未变质锌合金相比，抗拉强度、延伸率提高10%以上，硬度明显提高；

表三：耐腐蚀试验

上表中，A为未加复合变质剂锌合金，B为加了复合变质剂的锌合金。试验条件为室温26℃，0.9917个标准大气压，湿度72%，不密闭。从上表可见，复合变质锌合金与未变质锌合金相比，耐腐蚀性能明显提升。

另外通过加入镍钛元素添加剂，可以准确控制锌合金中各种金属的含量，金属实收率高达95%，而且熔化温度低，380⁰C以上即可投炉熔化，减少了锌液的烧损。因此，锌合金添加剂具有使用方便，配料准确和经济实用等优点。

由以上可知，本复合变质锌合金，加入稀土和镍钛复合变质剂后，可显著提高合金的抗拉强度和抗腐蚀性等相关性能指标，从而得到满足使用性能要求的高品质锌合金产品。