[发明专利]一种γ相Zn-Ni合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种γ相Zn‑Ni合金的制备方法，该方法先将Ni粉和Zn粉按比例混合均匀。然后在室温下将混合粉末预压出一个圆柱形生坯，随后利用等静压对圆柱形生坯施加300MPa的总载荷，保压5～10min，将圆柱形生坯进一步地压实。再将圆柱形生坯放入气氛保护烧结炉中烧结，最后得到γ相Zn‑Ni合金。本发明与传统技术相比，工艺方法上烧结温度低、工艺流程少、操作简单、制造成本低且所制备的合金为单一的γ相，为γ相Zn‑Ni合金的制备提供了一种新方法。

技术领域

本发明属于难熔合金制备方法技术领域，具体涉及一种γ相Zn-Ni合金的制备方法。

背景技术

铸钢件通常需要对其表面进行镀锌处理以提高铸件的耐腐蚀性，但是由于铸钢件中碳、硅含量高，表面有厚的氧化皮、硅砂等，表面粗糙，砂眼、缩孔多，在电镀过程中可导致析氢过电位降低，氢易于析出，不利于金属在工件表面沉积，容易导致镀层脱皮、起泡和粗糙度差，从而增加了铸钢件电镀的难度。镀锌层存在腐蚀速度快的缺陷，为了提高镀层的耐腐蚀能力，近年来，科学工作者研制出一种新的Zn-Ni合金工艺，与镀锌层相比较，Zn-Ni合金镀层具有更强的耐腐蚀能力。此外，含有单一γ相的Zn-Ni合金耐蚀性最好。Zn-Ni合金镀层对于钢铁基体来说是一种良好的防护性镀层，已在海洋船舶、航空电子、汽车等行业广泛应用。可通过磁控溅射法制备Zn-Ni合金镀层，而磁控溅射所需要的靶材一般来自Zn-Ni合金。目前制备Zn-Ni合金采用熔炼法，由于熔炼法工序繁杂、能耗大、费用较高。因此开发出成本较低且工艺简单的γ相Zn-Ni合金的制备方法对于Zn-Ni合金薄膜制备具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种γ相Zn-Ni合金的制备方法，制备得到的Zn-Ni合金由单一γ相组成，制备成本较低且工艺简单。

本发明所采用的技术方案是，一种γ相Zn-Ni合金的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，将Ni粉与Zn粉混合均匀，得到混合粉末；

步骤2，将步骤2得到的混合粉末压制成生坯；

步骤3，将步骤3压制的生坯经过烧结，得到γ相Zn-Ni合金。

本发明的特点还在于，

进一步地，步骤1具体如下：

使用Ni粉和Zn粉作为原料，Ni粉和Zn粉在混料机上按比例混粉4h～6h，其中Ni粉质量占15～20％，剩余为Zn粉。

进一步地，步骤2具体如下：

先将混合粉末通过压力机单向压制预压成一个圆柱形生坯，然后再利用等静压机将圆柱形生坯在室温下施加300MPa的总载荷，保压5～10min，将圆柱形生坯进一步地压实。

进一步地，步骤3具体如下：

将步骤2压制的圆柱形生坯放入气氛保护烧结炉中，在380～400℃的烧结炉中，在氩气气氛可控的情况下，通过固相烧结处理，以10℃/min的升温速率烧结粉末样品，保温12～16h，然后在炉中缓慢冷却。

步骤3全程通氩气保护。

步骤3的冷却方式为随炉冷却。

Ni粉纯度为99.9％，粒径为1～3μm，Zn粉纯度为99.9％，粒径为1～3μm。

制备机理：Zn-Ni合金是在380-400℃烧结温度下Zn元素和Ni元素会发生互扩散，但是由于烧结温度比较接近Zn的熔点，所以Zn元素的扩散激活能比较小，相对来说更容易扩散。主要发生的是Zn元素向Ni元素扩散，是一种扩散溶解的合金化过程，最后形成γ相合金。

本发明的有益效果是，