[发明专利]一种能提高力学性能的锌铝铜锰合金

说明书

技术领域

本发明属于锌铝合金制备技术领域，特指一种能提高力学性能的锌铝铜锰合金。

背景技术

锌铝系列合金主要应用于代替部分黄铜、青铜制做的模具和耐磨零件，制作壳体薄壁零件和阀门等。锌铝合金作为耐磨材料是其应用最多的一个方面，在重载、低速条件下工作的各种耐磨零件，价格和使用寿命均优于常用的锡青铜。锌铝合金具有良好的强度、刚度和硬度，以及耐磨、耐蚀、减振降噪性能和密度小、成本低等优点，已得到广泛应用。目前，美国、加拿大等工业发达国家有较多应用成功的实例。根据铸造方法，性能和用途的不同可分为压铸锌铝合金，模具锌铝合金，高强度锌铝合金和超塑性锌铝合金。

锌铝合金中加入合金元素能改善锌铝合金的组织结构、力学性能。合金的硬度和抗拉强度随着合金元素含量的增加而增加，同时合金的塑性也到达很好的效果。锌铝铜锰合金目前是机械制造中一种常用的材料，为进一步提高其力学性能，本发明开发出一种能提高力学性能的铜铝铁镍锰合金。

发明内容

本发明开发出一种能提高力学性能的锌铝铜锰合金，其特征为：以工业铝锭A00号、锌锭0号、铝铜中间合金、铝锰中间合金、复合变质剂（其中W12-16%、Mo12-16%、Zr8-12%、Ni5-10%、Ti4-6%、Sr4-6%、La3-5%、Nb3-5%、V1-3%、Nd1-3%、Pr1-3%、余为铝）、纯镁为原料。成分按重量百分比计算，按Al37-39%、Cu2-2.5%（以含铜50%的铝铜中间合金形式加入）、Mn0.2-0.3%(以含Mn40%的铝锰中间合金形式加入)、复合变质剂0-1.0%、Mg0.014-0.02%、余量是Zn的比例称重后在感应熔炼炉中熔炼。熔炼工艺为：先加入铝锭、锌锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、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：砂型铸造，底板为金属型，将熔炼好的锌铝铜锰合金浇铸成长250mm、宽40mm、高70mm的毛坯，根据加入复合变质剂的含量不同，浇铸出六组复合变质剂不同含量的锌铝铜锰合金毛坯，其复合变质剂加入量分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，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。

表1为锌铝铜锰合金的常温力学性能：加入少量复合变质剂，锌铝铜锰合金的常温力学性能均有改善；复合变质剂的加入大幅度提高了合金的抗拉强度，在复合变质剂加入量为0.6%-0.8%时力学性能达到最大，之后随着复合变质剂含量的增加而降低。

表1.锌铝铜锰合金合金的常温力学性能