專利名稱：一種異相增強ZZnAl4Y壓鑄鋅合金及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種異相增強ZZnA14Y壓鑄鋅合金的制備方法，使壓鑄鋅合金的力學性能得到大幅度提高，屬于合金生產技術(C22C合金)。
背景技術：
鋅是重要的有色金屬原材料，目前，鋅在有色金屬的消費中僅次于銅和鋁。金屬具有良好的壓延性、耐磨性和抗腐性，能與多種金屬制成物理與化學性能更加優良的合金。壓鑄鋅合金和其他有色金屬合金相比有明顯的優勢材料價廉、熔點低、耗能少、流動性及成型性好、具有良好的力學性能和耐磨耐蝕性能、減振降噪性能，具有極限抗拉強度高、承載性好和熔化與壓鑄時不吸鐵的特點，適宜制造優質壓鑄產品。因此壓鑄鋅合金正越來越廣 泛地應用于各個領域，并帶來顯著的經濟效益。國內對壓鑄鋅合金性能的研究取得了一定的成果，如湘潭大學的王先德等研究了元素Mn對ZZnA14Y鋅合金顯微組織和力學性能的影響，指出Mn加入量在某個范圍內時，可明顯提高鋅合金的綜合力學性能；沈陽航空工業學院的李秀華等人在壓鑄鋅合金中加入適量的富Ce稀土，能優化壓鑄件的微觀組織、細化晶粒和清除晶粒邊界雜質，使壓鑄鋅合金的伸長率提高4. 8%以上；申請人在ZZnA14Y鋅合金中加入O. 05wt. %鑭元素，使鋅鋁合金具有較好的綜合力學性能。但是國內生產的壓鑄鋅合金的質量與歐洲國家相比仍存在著很大的差距，比如鋅合金中的雜質含量過高，而且成分和品質很不穩定，尤其是合金的抗拉強度明顯低于國外同類產品。目前我國需求的高質量鋅合金還需大量進口，因此有必要開發提高壓鑄鋅合金力學性能的生產技術，以便在國內能生產處高質量的鋅合金產品，以便減少優質鋅合金的進口。
發明內容
本發明的目的是，提出了一種異相增強ZZnA14Y壓鑄鋅合金及其制備方法，將它用于ZZnA14Y壓鑄鋅合金鑄造過程中，能顯著改善其力學性能。該方法可普遍應用于優質鋅合金的工業生產，制造出高品質的鋅合金產品。本發明的技術方案之一是，一種異相增強ZZnA14Y壓鑄鋅合金的制備方法
Cl)預熱石墨坩堝至暗紅色，然后升溫至500°C _520°C熔化ZZnA14Y鋅合金；
(2)往熔體中加入ZZnA14Y鋅合金總重量O.3wt. %-3wt. %的鋁粉，然后進行攪拌；
(3)待溫度降至410°C_430°C時，靜置1-3分鐘后澆鑄。本發明還公開了由上述方法制得的異相增強ZZnA14Y壓鑄鋅合金。本發明的原理是在ZZnA14Y鋅合金熔體中加入純鋁粉，其中鋁粉部分熔化，隨著鋁粉加入量的不同，使鋅合金凝固組織中的η-Ζη相、α-鋁相和共晶組織的數量發生改變；部分沒有熔化的小顆粒鋁粉均勻分布在鋅合金基體中，對鋅合金起到異相增強的作用。純鋁粉的加入量控制在鋅合金總重量的O. 3wt. %-3wt. %，壓鑄鋅合金的硬度隨著鋁粉加入量的增加而增加；當鋁粉加入量超過Iwt. %時，壓鑄鋅合金的硬度增加緩慢。本發明的優點是采用固液混合鑄造方法制備的ZZnA14Y壓鑄鋅合金力學性能顯著提高，如表I所示，鋅合金的抗拉強度、硬度和延伸率可分別最高提高19. 9%,32. 4%和10%。
權利要求
1.一種異相增強ZZnA14Y壓鑄鋅合金的制備方法，其特征包括以下步驟具體如下(1)預熱石墨坩堝至暗紅色，然后加入金屬鋁、鋅和鎂，在500°C_520°C熔化ZZnA14Y壓鑄鋅合金； (2)往熔體中加入占合金重量O.3"3wt. %的純鋁粉，并進行攪拌；(3)待溫度降至410°C_430°C時，靜置1-3分鐘后澆鑄，得到異相增強ZZnA14Y壓鑄鋅I=I -Wl O
2.根據權利要求I所述的異相增強ZZnA14Y壓鑄鋅合金的制備方法，其特征在于步驟(2)中純鋁粉的加入量為合金重量的O. 3^1wt. %。
3.一種異相增強ZZnA14Y壓鑄鋅合金，其特征在于通過以下方法制得(1)預熱石墨坩堝至暗紅色，然后加入金屬鋁、鋅和鎂，在500°C _520°C熔化ZZnA14Y壓鑄鋅合金； (2)往熔體中加入占合金重量O.3"3wt. %的純鋁粉，并進行攪拌； (3)待溫度降至410°C_430°C時，靜置1-3分鐘后澆鑄，得產品。
全文摘要
本發明公開了一種異相增強ZZnAl4Y壓鑄鋅合金的制備方法。該方法是先將ZZnAl4Y鋅合金在500℃-520℃進行熔煉，加入占合金重量0.3~3wt.%的純鋁粉并進行均勻攪拌，待熔體溫度降到410℃-430℃時澆鑄。本發明的用途是采用鋁粉和ZZnAl4Y鋅合金液進行固液混合鑄造，得到α-鋁異相強化的高性能鋅合金。加入的純鋁粉在ZZnAl4Y鋅合金熔體中大部分或全部熔化，隨著純鋁粉加入量的不同，凝固過程中形成的η-Zn相、α-鋁相和共晶組織的體積百分數得到改變。部分沒有熔化的小顆粒純鋁粉均勻分布在鋅合金基體中，起到異相增強作用。
文檔編號C22C1/02GK102888534SQ20121039505
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者王建華, 李節林, 蘇旭平, 涂浩, 劉亞, 彭浩平 申請人:常州大學