[发明专利]一种异相增强ZZnAl4Y压铸锌合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异相增强ZZnAl4Y压铸锌合金的制备方法，使压铸锌合金的力学性能得到大幅度提高，属于合金生产技术（C22C合金）。

背景技术

锌是重要的有色金属原材料，目前，锌在有色金属的消费中仅次于铜和铝。金属具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性，能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金。压铸锌合金和其他有色金属合金相比有明显的优势：材料价廉、熔点低、耗能少、流动性及成型性好、具有良好的力学性能和耐磨耐蚀性能、减振降噪性能，具有极限抗拉强度高、承载性好和熔化与压铸时不吸铁的特点，适宜制造优质压铸产品。因此压铸锌合金正越来越广泛地应用于各个领域，并带来显著的经济效益。

国内对压铸锌合金性能的研究取得了一定的成果，如湘潭大学的王先德等研究了元素Mn对ZZnAl4Y锌合金显微组织和力学性能的影响，指出Mn加入量在某个范围内时，可明显提高锌合金的综合力学性能；沈阳航空工业学院的李秀华等人在压铸锌合金中加入适量的富Ce稀土，能优化压铸件的微观组织、细化晶粒和清除晶粒边界杂质，使压铸锌合金的伸长率提高4.8%以上；申请人在ZZnAl4Y锌合金中加入0.05wt.%镧元素，使锌铝合金具有较好的综合力学性能。

但是国内生产的压铸锌合金的质量与欧洲国家相比仍存在着很大的差距，比如锌合金中的杂质含量过高，而且成分和品质很不稳定，尤其是合金的抗拉强度明显低于国外同类产品。目前我国需求的高质量锌合金还需大量进口，因此有必要开发提高压铸锌合金力学性能的生产技术，以便在国内能生产处高质量的锌合金产品，以便减少优质锌合金的进口。

发明内容

本发明的目的是，提出了一种异相增强ZZnAl4Y压铸锌合金及其制备方法，将它用于ZZnAl4Y压铸锌合金铸造过程中，能显著改善其力学性能。该方法可普遍应用于优质锌合金的工业生产，制造出高品质的锌合金产品。

本发明的技术方案之一是，一种异相增强ZZnAl4Y压铸锌合金的制备方法：

（1）预热石墨坩埚至暗红色，然后升温至500℃-520℃熔化ZZnAl4Y锌合金；

（2）往熔体中加入ZZnAl4Y锌合金总重量0.3wt.%-3wt.% 的铝粉，然后进行搅拌；

（3）待温度降至410℃-430℃时，静置1-3分钟后浇铸。

本发明还公开了由上述方法制得的异相增强ZZnAl4Y压铸锌合金。

本发明的原理是在ZZnAl4Y锌合金熔体中加入纯铝粉，其中铝粉部分熔化，随着铝粉加入量的不同，使锌合金凝固组织中的η-Zn相、α-铝相和共晶组织的数量发生改变；部分没有熔化的小颗粒铝粉均匀分布在锌合金基体中，对锌合金起到异相增强的作用。

纯铝粉的加入量控制在锌合金总重量的0.3wt.%-3wt.%，压铸锌合金的硬度随着铝粉加入量的增加而增加；当铝粉加入量超过1wt.%时，压铸锌合金的硬度增加缓慢。

本发明的优点是：采用固液混合铸造方法制备的ZZnAl4Y压铸锌合金力学性能显著提高，如表1所示，锌合金的抗拉强度、硬度和延伸率可分别最高提高19.9%、32.4%和10%。

该发明能生产出力学性能较高的压铸锌合金产品，满足用户的需求。

附图说明