[发明专利]一种Zn-Al-Cu-Mg合金高压处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种Zn-Al-Cu-Mg合金的处理工艺，特别涉及一种Zn-Al-Cu-Mg合金高压处理工艺。

背景技术

锌铝系列合金是以锌、铝两种元素为主，铜、镁为辅的多元化合金，具有良好的力学性能、优良的铸造工艺性能、良好的摩擦磨损特性、较低的原材料成本和熔化能耗低、对环境无污染等特点。近年来，对锌铝合金系列的研究和应用迅速发展，其中ZA27合金更因其高的抗拉强度（400MPa以上）、优良的耐磨性、低的比重、熔炼简单等优点，而突出了其应用地位，在许多场合成为铜合金和某些铝合金的强有力的竞争者，因而也成为锌铝合金系列中研究更深的对象。以往对组织相变和新生相形成机理方面已经取得了一定的进展，但对力学性能方面的研究还很少，试验中对高机械压力试样进行硬度和抗拉强度测试，通过与常压下的ZA27合金进行性能对比，讨论压力对力学性能影响的机理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种Zn-Al-Cu-Mg合金高压处理工艺，已解决现有技术的不足。

本发明的技术方案是：一种Zn-Al-Cu-Mg合金高压处理工艺，成分质量分数为27.1%Al，0.6%Cu，0.02%Mg，其余为锌，原材料采用1号锌、0号铝、纯镁锭、Al-Cu中间合金，在6kW电阻炉中进行熔炼，熔炼时合金加热到660~680℃，利用部分Zn料调节温度到620℃，经变质、精炼、扒渣后于550~600℃浇注成金属型试棒，铸型为金属型，浇注前预热到150~200℃，高压试验在CS-1B型高压六面顶压机上进行，试样用BN粉末进行包裹，用叶腊石做密封兼传压材料，将压力升高到指定压力后，开始加热到合金熔化温度，保温保压5min后停止加热，待试样冷却到室温，卸压，取出试样。

本发明的有益效果：（1）测定不同压力下的锌铝27合金的晶粒直径，结合霍尔—佩奇公式，得出晶粒直径越小，其屈服强度越大。

（2）用定量金相法测得不同压力下合金的二次枝晶臂间距，预测高机械压力作用下ZA27合金的抗拉强度随着二次枝晶臂间距的增大而减小。

（3）测得不同压力下ZA27合金的硬度值，压力为1GPa、2GPa、3GPa、4GPa、5GPa的硬度值分别比常压提高了13.1%、30%、39.1%、52.1%、64.9%。

具体实施方式

原材料采用1号锌、0号铝、纯镁锭、Al-Cu中间合金，在6kW电阻炉中进行熔炼。熔炼时合金加热到660~680℃，利用部分Zn料调节温度到620℃，经变质、精炼、扒渣后于550~600℃浇注成金属型试棒。

铸型为金属型，浇注前预热到150~200℃。ZA27合金试样的实际成分（质量分数）为27.1%Al，0.6%Cu，0.02%Mg，其余为锌。将试棒切割成Φ6mm×6mm的小圆柱试样。高压试验在CS-1B型高压六面顶压机上进行。试样用BN粉末进行包裹，用叶腊石做密封兼传压材料。将压力升高到指定压力后，开始加热到合金熔化温度，保温保压5min后停止加热，待试样冷却到室温，卸压，取出试样。最后用ISA-4图像分析仪测试DAS，维氏硬度仪测试硬度。

表1为不同压力下测得的ZA27合金硬度值，压力为1GPa、2GPa、2.3GPa、2.5GPa、3GPa、4GPa、5GPa的硬度值分别比常压下提高了13.1%、30%、30.4%、32.5%、39.1%、52.1%、64.9%。

（1）测定不同压力下的锌铝27合金的晶粒直径，结合霍尔—佩奇公式，得出晶粒直径越小，其屈服强度越大。

（2）用定量金相法测得不同压力下合金的二次枝晶臂间距，预测高机械压力作用下ZA27合金的抗拉强度随着二次枝晶臂间距的增大而减小。

（3）测得不同压力下ZA27合金的硬度值，压力为1GPa、2GPa、3GPa、4GPa、5GPa的硬度值分别比常压提高了13.1%、30%、39.1%、52.1%、64.9%。