[发明专利]一种锌合金及其制备方法

说明书

本发明涉及合金技术领域，具体涉及一种锌合金及其制备方法。该种锌合金，由以下按照质量百分比的原料组成：铝5.1~8.5%，黄铜0.7~2.1%，镁0.02~0.07%，锆1.2~2.9%，钙1.5~4.7%，钒0.1~1.5%，锰0.2~0.8%，硼0.02~0.19%，余量为锌。该种锌合金成分均匀、组织细化、无宏观偏析、含氧量低，具有较高的强度、硬度，致密度高，耐磨性能、耐腐蚀性能优异，不易发生晶间腐蚀，原料成本低。该种锌合金的制备方法流程短、工艺简单，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体涉及一种锌合金及其制备方法。

背景技术

锌合金是以锌为基础加入其它元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、钛等。锌合金具有熔点低、流动性好、铸造性佳、易熔焊和塑性加工，残废料便于回收、重熔的特点。现有的锌合金多通过熔炼、压铸、退火等工艺制备，这种方法生产的锌合金往往由于在熔炼阶段气体侵入金属液，使得铸件表面或内部产生孔洞，严重影响锌合金的力学性能。现多采用锥形流道设计，即浇流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少的方式减少混入铸件内的气体量，进而控制孔洞的产生。然而，该种方法可控性较差，需要随时监控金属流速率，对气孔产生的抑制效果并不完美，无法满足人们的使用需求。

发明内容

为了解决上述背景中提到的问题，本发明目的在于提供一种锌合金及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锌合金，由以下按照质量百分比的原料组成：铝5.1~8.5%，黄铜0.7~2.1%，镁0.02~0.07%，锆1.2~2.9%，钙1.5~4.7%，钒0.1~1.5%，锰0.2~0.8%，硼0.02~0.19%，余量为锌。

作为本发明进一步的方案：所述锌合金，由以下按照质量百分比的原料组成：铝5.9~7.8%，黄铜1.1~1.7%，镁0.03~0.06%，锆1.5~2.3%，钙2.8~3.5%，钒0.3~1.2%，锰0.3~0.6%，硼0.07~0.15%，余量为锌。

作为本发明进一步的方案：所述锌合金，由以下按照质量百分比的原料组成：铝6.4%，黄铜1.6%，镁0.05%，锆1.9%，钙3.2%，钒0.7%，锰0.4%，硼0.11%，余量为锌。

一种锌合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：按照权利要求3的原料组成及质量百分比进行配料；

（2）熔融：将锌放入熔炼炉中加热至425℃熔炼3h，加入钙、硼，随炉冷却至400℃，保温1h，以每2min升温1℃的速率升温至620℃，加入镁、铝、锰，保温3h，以每5min升温1℃的速率升温至760℃，加入黄铜、锆、钒，保温6h，得到熔融合金；

（3）喷射成型：在喷射成型机中使用氮气将熔融合金雾化为细小液滴，进行喷射成型形成坯件；

（4）热加工：使用热等静压处理，将坯件进行320℃/130MPa热等静压18~24h，冷却至室温；

（5）热处理：将热加工后的坯件放入时效炉中在110℃下保温20min，取出水淬即得。

作为本发明进一步的方案：所述锌合金的制备方法，步骤（2）熔融过程中需将液面的浮渣扒聚收集，步骤（3）喷射成型前需将浮渣扒净。

作为本发明进一步的方案：所述锌合金的制备方法，步骤（3）喷射成型的工艺参数为接收盘下降速度为15~30mm/min，偏心距为40mm，雾化压力为0.7MPa，雾化距离为350~400mm。

本发明的锌合金成分均匀、组织细化、无宏观偏析、含氧量低，具有较高的强度、硬度，致密度高，耐磨性能、耐腐蚀性能优异，不易发生晶间腐蚀，原料成本低。该种锌合金的制备方法流程短、工艺简单，适于工业化生产。