[发明专利]一种锌铝合金制备方法

说明书

本发明提供一种锌铝合金制备方法，属材料制作方法技术领域。通过合金化和热处理方法,改善了现有锌铝合金材料机械性能和耐磨性能,提高了合金材料阻尼性能,且可用铸造方法直接成型各种复杂构件。采用合金化及特殊的热处理方法制备高阻尼减振锌铝合金,减振性能Q‑1值达到17.1×10‑2。主要用于电力、电子、家电、通用机械以及仪表等领域作耐磨件和减震件使用。

技术领域

本发明涉及有色金合金材料制备技术领域。

背景技术

目前高阻尼锌铝合金最早于1986年，日本Mistsubish金属株式会报道了可采用铸造方法成型的锌铝基高阻尼合金，因铸造方法可直接成型各种复杂构件，使锌铝基高阻尼合金的应用范围得到扩展，进而兴起了高阻尼锌铝合金的研究势头。我国对阻尼材料的研究起步较晚，性能也较低，品种规格也较少，尤其对锌铝合金材料阻尼性能的研究报道更少，目前只有郑州机械研究所，中科院固体物理研究所以及东南大学在做这方面的工作，但都限于实验室阶段，大量应用性工作尚有待于进一步的研究和发展。现有耐磨材料如锡青铜6-6-3，阻尼性能较低，其合金成型方法复杂，且生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锌铝合金制备方法、它能有效地提高合金材料的减振阻尼性能。

通过合金中添加Ti、Re(合金中稀土含量0.01～0.08％，钛元素含量0.01～0.10％)微量元素，在合金熔炼的高温阶段与铝反应生成高熔点的金属是化合物TiAl3、LaAl4等，具有较强的变质细化作用，且只作为晶核质点，使合金枝晶由一次枝晶臂发达的羽箭状变为短小花瓣状，也使原合金中的硬相组织形态由粗大块、棒状形态改为均匀分布的星状。微量元素的添加不影响界面可动性，在改善组织、改善机械性能的同时保持ZDA系列合金的高阻尼特性。

本发明可分为固溶处理和时效处理两个部分，以工业性应用为目的减振降噪合金要求具有高阻尼和高强韧等综合性能。而铸造态锌—铝基合金，因其铸造过程的非平衡凝固，组织不均匀，其塑性、韧性较低，而且因非平衡凝固造成的枝晶偏析，影响固态相变，使得Spinodal业稳转变和共析转变等不能充分进行，故而阻尼值也较低。适当的热处理方法可以控制合金固态相变，改善其组织结构，获得微细粒状的共析(α+β)复相组织，是获得理想阻尼性能，提高强韧化的重要手段。

(1)固溶处理a.固溶处理温度选择：原则上应在r固溶体区内，下限温度应高于共析转变温度(290度)，为避免出现非平衡共晶组织过烧，严重损害机械性能，上限温度需控制在共晶线(400度)之下适当温度。

b.固溶处理时间选择：既要保证原子充分扩散行移，使合金均一化，又要时间不过长，不致无谓耗能或组织长大。一般在45～75分钟。

c固溶处理后冷却速度：在冷却过程中及其后的一段时间内将发生一系列固态相变，因而不同的冷却方式将得到完全不同的组织形态。按锌—铝共析合金等温相变曲线可知，固溶冷却等温保持在100度以上得到富铝固溶体α相和富锌固溶体β相的片状共析分解组织。转变温度越高，所得到的组织越粗。在50度以下，分解产物为微细粒状。在中间温度范围，分解产物是片状和粒状共析体混合组织。粗大片状(α+β)，α相和β相间形成共格相界，共格界面结合力较强，是不易动的；而非共格界面的粒状相界的可动性则大得多，故内耗值也大，阻尼性能好。水介质急冷至室温。

固溶处理后合金组织均匀化，消除枝晶偏析和非平衡共晶，因而将改善合金机械性能，合金的抗拉强度、韧性都大幅度提高。