[发明专利]一种能提高多元锌铝合金热疲劳性能的工艺方法

权利要求书

1.一种能提高多元锌铝合金热疲劳性能的工艺方法，其特征为：以工业铝锭A00号，锌锭0号，电解铜，复合变质剂，其中Ni20-30％、Ti15-25％、Mn5-15％、Cr5-15％、Si5-10％、Ce5-10％、La5-10％、Y1-6％、Nb1-6％、V1-6％、余为铝，纯镁为原料；成分按重量百分比计算，按Al27-29％、Cu2-2.5％、复合变质剂0.2-1.2％、Mg0.01-0.02％、余量是Zn的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼；熔炼工艺为：先加入铝锭、锌锭、含铜50％的铝铜中间合金、复合变质剂，待材料全部熔化后，升温至600～650℃时保温6min-8min使各元素均匀化，为减少镁的烧损用钟罩将镁压入金属液中，用含金属液0.2％的脱水ZnCl₂进行精炼，精炼时用钟罩将脱水ZnCl₂压入金属液中，静置8min-10min后扒渣除气，待温度为560℃-580℃时准备浇注；铸造工艺为：采用普通金属型和金属型振动铸造方法，金属型振动铸造的振幅为20-35mm、频率为80-120次/分，将熔炼好的锌铝合金浇铸到普通金属型和带有振动的金属型上，浇铸成尺寸为Φ50mm，长400mm的园棒状毛坯，根据加入复合变质剂的不同，浇铸出七组复合变质剂不同含量的多元锌铝合金毛坯，其复合变质剂加入量分别为0％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1.0％、1.2％，然后加工成国家标准试棒；室温拉伸力学性能测试在WE-10型液压式拉伸实验机上进行；再在毛坯上取样，通过线切割加工出热疲劳试样，热疲劳试样尺寸为长40mm、宽10mm、高5mm，试样顶部带有V型缺口；采用电阻炉加热自约束热疲劳试验机进行热疲劳试验；板状试样装卡在立方卡具的四个侧面，保证每块试样的加热与冷却位置一致，通过传动装置上下垂直运动，从而达到试样加热以及冷却的自动化完成；采用设时自控，热电偶测量并控制温度，试样在室温20℃至150℃之间进行加热与冷却的热循环，采用计数器进行自动计数，调整并保持炉温150℃，流动的自来水水温20℃；快速加热试样，加热、冷却一次作为一个循环，每次循环加热时间为120s，入水冷却时间为5s，直至预定循环次数；对于研究热疲劳裂纹萌生的试样，每循环500次，取下试样，抛光去除表面氧化膜，测量表面裂纹长度，以0.1mm作为裂纹萌生长度，记下试样裂纹萌生循环次数，观察并对裂纹的萌生位置照相；对于研究热疲劳裂纹扩展的试样，每循环1000次，取下试样，抛光并观察。并对裂纹进行拍照，测量表面裂纹长度。

2.根据权利要求1所述一种能提高多元锌铝合金热疲劳性能的工艺方法，加入复合变质剂后的试样是冷热循环到3000次时开始萌生裂纹，冷热循环到12000次裂纹长度达到0.502mm。

3.根据权利要求1所述一种能提高多元锌铝合金热疲劳性能的工艺方法，加入复合变质剂并进行振动铸造后的试样是在冷热循环到5000次才时开始萌生裂纹，冷热循环到12000次裂纹长度达到0.342mm。