高韌性耐磨鋅合金及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明為一種高韌性高強度耐磨鋅合金及其制備工藝，其特征在于：所述的高韌性高強度耐磨鋅合金由基體合金與復合孕育變質劑和精煉劑所組成，其配比為：ZA8或ZA12或ZA27鋅基合金98.0～99.0％，復合變質劑0.5～1.5％，ZnCl2精煉劑0.4～0.5％；其復合變質劑成分的重量百分點比為：La5～10％，Ce5～10％，Y5～10％，Ti15～35％，B15～20％，K2ZrF610～15％。通過熔化后加入精煉劑精煉，加入復合變質劑變質處理，然后將其直接澆鑄到砂型或金屬型。與現有技術相比，本發明的高韌性高強度耐磨鋅合金具有較高的力學性能，在鑄態下的力學性能，σb450MPa，δ5≥10.5％，HB≥139，從而將鋅基合金從替代錫青銅擴大到了替代無錫青銅及其它銅合金，提高了鋅基合金材料使用壽命。
【專利說明】高韌性耐磨鋅合金及其制備工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬材料【技術領域】，涉及一種高韌性高強度耐磨鋅合金，特別是一種高韌性高強度耐磨鋅合金制備工藝。
【背景技術】
[0002]鋅鋁系鑄造合金是近20多年來得到迅速發展的一種新型工程材料。以其良好的機械性能、鑄造性能和加工性能、低廉的成本、比重小、熔鑄工藝簡單、對成形工藝適應性廣等優點在國內外得到廣泛應用，成為一系列銅基合金的優良代用品，擁有巨大的經濟效益和社會效益。我國銅短缺而昂貴，鋅則富有而價廉，在我國發展鋅合金意義尤為重大。
[0003]然而，傳統的高強度鋅基合金存在摩擦系數偏高、耐磨性不夠理想、使用溫度低的缺點，對于許多受高沖擊負荷的工況場合，目前通用的鋅基合金(ZA8，ZA12，ZA27等)的塑韌性尚嫌不足，大大限制了鋅合金代銅合金的應用范圍。因此，提高其塑韌性能，成為發展鋅合金和擴大應用的關鍵。

【發明內容】

[0004]本發明的目的就是針對上述缺點，提供一種具有硬度高，耐磨性好，并且在延展率和韌性方面都比較好的高韌性高強度耐磨鋅合金及其制備工藝。采用復合孕育變質處理技術提聞鋒招合金性能。
[0005]為實現上述目的，本發明可以通過以下復合孕育變質劑化學成分的設計和技術方案來實現:
[0006]本發明所提供的高韌性高強度耐磨鋅合金由基體合金與復合孕育變質劑和精煉劑所組成，其配比為:ZA8或ZA12或ZA27鋅基合金98.0~99.0 %，復合變質劑0.5~1.5%,ZnCl2精煉劑0.4~0.5%;其復合變質劑成分的重量百分點比為:La5~10%，Ce5~10%, Y5 ~10%、，Til5 ~35%、B15 ~20%，K2ZrF6IO ~15%。
[0007]本發明所提供的高韌性高強度耐磨鋅合金及其制備工藝，其制造工藝步驟是:
[0008]1、材料為工業鋅錠、工業鋁錠、工業鎂錠和銅，按照ZA8或ZA12或ZA27鋅基合金成分在石墨坩堝電阻爐或中頻感應熔化爐石墨坩堝進行熔化，在600~630°C將鋅基合金全部熔化后，加入0.2% ZnCl2精煉劑精煉，靜置；
[0009]2、加入0.5~1.5%的復合變質劑，用鐘罩壓至坩堝底部熔化；
[0010]3、待全部熔化后再次加入0.2% ZnCl2精煉劑精煉，靜置，扒渣除氣；
[0011]4、待溫度達到600°C后進行澆鑄，將所熔煉后的鋅基合金直接澆鑄到砂型或金屬型中鑄造成鋅基合金錠或鋅基合金零部件。
[0012]有益效果
[0013]與現有技術相比，本發明具有如下優點:本發明的高韌性高強度耐磨鋅合金具有較高的力學性能，在鑄態下的力學性能，σ b450MPa, δ 5 ^ 10.5%, HB ^ 139，為替代大型錫銅鑄件提供了可靠的設計余量，從而將鋅基合金從替代錫青銅擴大到了替代無錫青銅及其它銅合金，提高了鋅基合金材料使用壽命。
【具體實施方式】
[0014]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳述。
[0015]實施例一
[0016]一種高韌性高強度耐磨鋅合金制備工藝，該合金成份為:ZA27鋅基合金98.5，復合變質劑1.0%，ZnCl2精煉劑0.5% ;其復合變質劑成分的重量百分點比為:La5~10%，Ce5 ~10%，Y5 ~10%、，Τ?15 ~35%、B15 ~20%，K2ZrF6IO ~15%。
[0017]其制備方法，包括以下過程:
[0018]1、材料為工業鋅錠、工業鋁錠、工業鎂錠和銅，按照ZA27鋅基合金成分在石墨坩堝電阻爐中進行熔化，在600~630°C將鋅基合金全部熔化后，加入0.25% ZnCl2精煉劑精煉，靜置；
[0019]2、加入1.0%的復合變質劑，用鐘罩壓至坩堝底部熔化；
[0020]3、待全部熔化后再次加入0.25% ZnCl2精煉劑精煉，靜置，扒渣除氣；
[0021]4、待溫度達到600°C后進行澆鑄，將所熔煉后的鋅基合金直接澆鑄到砂型或金屬型中鑄造成鋅基合金錠或鋅基合金零部件。
[0022]實施例二
[0023]一種高韌性高強度耐磨鋅合金制備工藝，該合金成份為:ZA12鋅基合金98.8，復合變質劑0.8%，ZnCl2精煉劑0.4% ;其復合變質劑成分的重量百分點比為:La5~10%，Ce5 ~10%，Y5 ~10%、，Τ?15 ~35%、B15 ~20%，K2ZrF6IO ~15%。
[0024]其制備方法，包括以下過程:
[0025]1、材料為工業鋅錠、工業鋁錠、工業鎂錠和銅，按照ZA12鋅基合金成分在石墨坩堝電阻爐中進行熔化，在600~630°C將鋅基合金全部熔化后，加入0.2% ZnCl2精煉劑精煉，靜置；
[0026]2、加入0.8%的復合變質劑，用鐘罩壓至坩堝底部熔化；
[0027]3、待全部熔化后再次加入0.2% ZnCl2精煉劑精煉，靜置，扒渣除氣；
[0028]4、待溫度達到600°C后進行澆鑄，將所熔煉后的鋅基合金直接澆鑄到砂型或金屬型中鑄造成鋅基合金錠或鋅基合金零部件。
[0029]實施例三
[0030]一種高韌性高強度耐磨鋅合金制備工藝，該合金成份為:ZA8鋅基合金99.0,復合變質劑0.6%, ZnCl2精煉劑0.4% ;其復合變質劑成分的重量百分點比為:La5~10%，Ce5 ~10%，Y5 ~10%、，Τ?15 ~35%、B15 ~20%，K2ZrF6IO ~15%。
[0031]其制備方法，包括以下過程:
[0032]1、材料為工業鋅錠、工業鋁錠、工業鎂錠和銅，按照ZA8鋅基合金成分在石墨坩堝電阻爐中進行熔化，在600~630°C將鋅基合金全部熔化后，加入0.2% ZnCl2精煉劑精煉，
靜置;
[0033]2、加入0.6%的復合變質劑，用鐘罩壓至坩堝底部熔化；
[0034]3、待全部熔化后再次加入0.2% ZnCl2精煉劑精煉，靜置，扒渣除氣；
[0035]4、待溫度達到600°C后進行澆鑄，將所熔煉后的鋅基合金直接澆鑄到砂型或金屬型中鑄造成鋅基合金錠或鋅基合金`零部件。
【權利要求】
1.一種高韌性高強度耐磨鋅合金及其制備工藝，其特征在于:所述的高韌性高強度耐磨鋅合金由基體合金與復合孕育變質劑和精煉劑所組成，其配比為:ZA8或ZA12或ZA27鋅基合金98.0~99.0 %，復合變質劑0.5~1.5 %，ZnCl2精煉劑0.4~0.5 %;其復合變質劑成分的重量百分點比為:La5~10%，Ce5~10%，Y5~10%、，Til5~35%、B15~20%，K2ZrF6IO~15%，其制造工藝步驟是: (1)材料為工業鋅錠、工業鋁錠、工業鎂錠和銅，按照ZA8或ZA12或ZA27鋅基合金成分在石墨坩堝電阻爐或中頻感應熔化爐石墨坩堝進行熔化，在600~630°C將鋅基合金全部熔化后，加入0.2% ZnCl2精煉劑精煉，靜置； (2)加入0.5~1.5%的復合變質劑，用鐘罩壓至坩堝底部熔化； (3)待全部熔化后再次加入0.2% ZnCl2精煉劑精煉，靜置，扒渣除氣； (4)待溫度達到600°C后進行澆鑄，將所熔煉后的鋅基合金直接澆鑄到砂型或金屬型中鑄造成鋅基合金錠或鋅基合金零部件。
【文檔編號】C22C18/04GK103572096SQ201310454899
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】張瑩, 丁剛, 丁家偉, 耿德英, 謝宗翰, 郭洪才, 印杰, 孫健, 唐華平 申請人:江蘇新亞特鋼鍛造有限公司