[发明专利]一种锌-铜合金的变质处理方法

说明书

本发明提供了一种锌‑铜合金的变质剂，为纯度99.00wt.%‑99.99wt.%的镁，镁元素在合金凝固过程中聚集于ε相固体晶粒的前沿液相中，抑制ε相的生长，从而减少其分枝，减小晶粒尺寸，使其分布趋于均匀，即加入少量便可达到减少ε相树枝晶分枝数目、减小晶粒尺寸的目的；同时还提供该变质剂对锌‑铜合金进行变质处理的方法，处理过程中只需要在熔炼过程中加入变质剂搅拌均匀即可，制备工艺简单，效果明显。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，尤其涉及一种锌-铜合金的变质处理方法。

背景技术

锌-铜合金具有良好的机械加工性能和力学性能，作为结构材料在一些领域有很好的应用前景。此类合金的基体由η-Zn和铜-锌化合物ε相混合组成。但是当含铜质量百分比超过1.7%、特别是在3-10%时，锌-铜合金凝固时ε相从液相中直接形核，晶粒生长容易，形成分枝多且尺寸较大的树枝晶。发达的树枝晶会给锌-铜合金带来一系列问题，如：铸造工艺性能下降，组织结构中易形成缩松、气孔、微观成分偏析，产生表面质量缺陷，导致强度及塑韧性等力学性能及耐腐蚀性能下降。

因此，对锌-铜合金进行变质处理，消除ε相树枝晶或减少其分枝、减小其晶粒尺寸是生产中的一项重要工序。

发明内容

为解决上述问题。本发明提供了一种锌-铜合金的变质剂，加入少量便可达到减少ε相树枝晶分枝数目、减小晶粒尺寸的目的；同时还提供了该变质剂的变质方法，该方法简单易行。

一种锌-铜合金的变质处理方法，向待处理的锌-铜合金中添加含有镁元素的变质剂。

上述方法中，所述变质剂的加入量满足镁元素在锌-铜合金中占0.08wt.%—0.9wt.%。

优选的，上述方法中，所述变质剂的加入量满足镁元素在锌-铜合金中占0.5wt.%—0.9wt.%。

上述方法，具体包括以下步骤：

（1）将待处理的锌-铜合金熔化至650-720℃，得到锌-铜合金熔体；

（2）将变质剂加入步骤（1）的锌-铜合金熔体中，搅拌使镁元素在锌-铜合金熔体中均匀分布；

（3）将上述锌-铜合金熔体自然冷却至其液相线以上10-100℃，搅拌使熔体均匀，然后将熔体浇注到模具中进行冷却，凝固后得到锌-铜合金。

一种上述变质处理方法中的变质剂，所述的变质剂为纯度99.00wt.% -99.99wt.%的镁。

本发明提供的锌-铜合金变质处理方法，通过向锌-铜合金中加入少量镁元素，镁元素在合金凝固过程中聚集于ε相固体晶粒的前沿液相中，抑制ε相的生长，从而减少其分枝，减小晶粒尺寸，且使其分布更趋于均匀。而且变质剂为镁，是常见化学原料，原料易得。变质处理只需要在熔炼过程中加入变质剂搅拌均匀即可，工艺简单，生产成本低，效果明显。

附图说明

图1为未经变质处理的Zn-8Cu合金的光学显微镜组织结构图；其中发亮的树枝状物相为ε相。

图2为本发明实施例一变质处理后Zn-8Cu合金的光学显微镜组织结构图；其中发亮的花瓣状、多面体状、球状物相为ε相。

图3为本发明实施例二变质处理后Zn-8Cu合金的光学显微镜组织结构图；其中发亮的花瓣状、多面体状、球状物相为ε相。

图4为本发明实施例三变质处理后Zn-8Cu合金的光学显微镜组织结构图；其中发亮的花瓣状、多面体状、球状物相为ε相。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的阐述，所有实施例中所用纯镁的纯度为99.00 - 99.99wt.%，需要说明的是，下述实施例仅是为了解释本发明，并不对发明内容进行限定。