一种能提高力学性能的锌铝铜锰合金制造技术

一种能提高力学性能的锌铝铜锰合金，属于锌铝合金制备技术领域。其特征为：以工业铝锭A00号、锌锭0号、铝铜中间合金、铝锰中间合金、复合变质剂、纯镁为原料。成分按重量百分比计算，按Al37-39%、Cu2-2.5%、Mn0.2-0.3%、复合变质剂0-1.0%、Mg0.014-0.02%、余量是Zn的比例称重后在感应熔炼炉中熔炼。待材料全部熔化后，浇铸出六组复合变质剂不同含量的锌铝铜锰合金毛坯，其复合变质剂加入量分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，然后加工成国家标准试棒。室温拉伸力学性能测试在WE-10型液压式拉伸实验机上进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锌铝合金制备
，特指一种能提高力学性能的锌铝铜锰合金。
技术介绍
锌铝系列合金主要应用于代替部分黄铜、青铜制做的模具和耐磨零件，制作壳体 薄壁零件和阀门等。锌铝合金作为耐磨材料是其应用最多的一个方面，在重载、低速条件下 工作的各种耐磨零件，价格和使用寿命均优于常用的锡青铜。锌铝合金具有良好的强度、刚 度和硬度，以及耐磨、耐蚀、减振降噪性能和密度小、成本低等优点，已得到广泛应用。目前， 美国、加拿大等工业发达国家有较多应用成功的实例。根据铸造方法，性能和用途的不同可 分为压铸锌铝合金，模具锌铝合金，高强度锌铝合金和超塑性锌铝合金。 锌铝合金中加入合金元素能改善锌铝合金的组织结构、力学性能。合金的硬度和 抗拉强度随着合金元素含量的增加而增加，同时合金的塑性也到达很好的效果。锌铝铜锰 合金目前是机械制造中一种常用的材料，为进一步提高其力学性能，本专利技术开发出一种能 提商力学性能的铜错铁媒猛合金。
技术实现思路
本专利技术开发出一种能提高力学性能的锌铝铜锰合金，其特征为：以工业铝锭AOO 号、锌锭〇号、铝铜中间合金、铝锰中间合金、复合变质剂(其中W12-16%、M012-16%、Zr 8-12%、Ni5-10%、Ti4-6%、Sr4-6%、La3-5%、Nb3-5%、Vl-3%、Ndl-3%、Prl-3%、余为铝）、纯 镁为原料。成分按重量百分比计算，按Al37-39%、Cu2-2. 5% (以含铜50%的铝铜中间合 金形式加入)、MnO. 2-0. 3%(以含Mn40%的铝锰中间合金形式加入）、复合变质剂0-1. 0%、 MgO. 014-0. 02%、余量是Zn的比例称重后在感应熔炼炉中熔炼。熔炼工艺为：先加入铝锭、 锌锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、复合变质剂，待材料全部熔化后，升温至60(T65(TC时 保温6min-8min使各元素均匀化，为减少镁的烧损用钟罩将镁压入金属液中，用含金属液 0. 2 %的脱水ZnCl2进行精炼，精炼时用钟罩将脱水ZnCl2压入金属液中，静置8min-10min 后扒渣除气，待温度为560°C-58(TC时准备浇注。铸造工艺为：砂型铸造，底板为金属型，将 熔炼好的锌铝铜锰合金浇铸成长250mm、宽40mm、高70mm的毛坯，根据加入复合变质剂的含 量不同，浇铸出六组复合变质剂不同含量的锌铝铜锰合金毛坯，其复合变质剂加入量分别 为0%、0. 2%、0. 4%、0. 6%、0. 8%、1. 0%，然后加工成国家标准试棒。室温拉伸力学性能测试在 WE-10型液压式拉伸实验机上进行。 表1为锌铝铜锰合金的常温力学性能：加入少量复合变质剂，锌铝铜锰合金的常 温力学性能均有改善；复合变质剂的加入大幅度提高了合金的抗拉强度，在复合变质剂加 入量为0. 6%-0. 8%时力学性能达到最大，之后随着复合变质剂含量的增加而降低。 【附图说明】 图1未加复合变质剂后的光学显微金相组织 图2加入0. 2%复合变质剂后的光学显微金相组织 图3加入0. 4%复合变质剂后的光学显微金相组织 图4加入0. 6%复合变质剂后的光学显微金相组织 图5加入0. 8%复合变质剂后的光学显微金相组织 图6加入1. 0%复合变质剂后的光学显微金相组织 图1-6所示的是加入不同含量的复合变质剂后，锌铝铜锰合金的光学显微金相组织 图。从1图中可以看出，没有加入复合变质剂，枝晶发达，并有二次分支。添加了 0.2%的复 合变质剂后（图2)，对合金的晶粒有明显细化作用，典型的粗大的树枝晶组织得以减少，等 轴细晶组织出现的区域大幅增大，并且等轴晶被细化。继续增加复合变质剂的量，含量从 0. 4%增加到0. 8%(图3 -图5)，树枝晶基本消失，等轴晶大小更加细化，组织均匀。当复合 变质剂加入量为1. 〇%时（图6)，合金组织中重新出现了树枝晶组织，树枝晶组织又开始增 大。以上分析表明复合变质剂对锌铝铜锰合金中的a相有较明显的细化效果，并且复合变 质剂的加入量在〇. 6-0. 8%时，锌铝铜锰合金铸造组织细化效果最好。 极少部分复合变质剂元素固溶于合金基体中，复合变质剂主要以复杂化合物的形 式存在于合金中。当加入的复合变质剂含量小于〇. 8%时，复杂化合物较小，在结晶过程中， 这种较高硬度和热硬性的复杂化合物被推到枝晶或晶界处，抑制了枝晶的发展，对基体有 细化作用，而且能在高温下阻止基体和晶界的滑移。其次，合金在凝固过程中，初生a相析 出时，复杂化合物在a相前沿富集，阻止a相生长。而且复杂化合物在a相前沿富集会 形成"成分过冷"，从而导致a枝晶在生长过程中产生缩颈、熔断。在复合变质剂中的加入 量超过0.8%后，基体中又会出现少量树枝晶。这主要是由于过多的加入复合变质剂，会减 小复杂化合物的成分过冷作用。而且复杂化合物过多，容易聚集长大，抑制晶界发展的质点 减少。【具体实施方式】 实施例1 以工业铝锭AOO号、锌锭0号、铝铜中间合金、铝锰中间合金、复合变质剂(其中W12-16%、Mol2-16%、Zr8-12%、Ni5-10%、Ti4-6%、Sr4-6%、La3-5%、Nb3-5%、Vl-3%、Ndl-3%、 Prl-3%、余为铝)、纯镁为原料。成分按重量百分比计算，按A137-39%、Cu2-2. 5% (以含铜 50%的铝铜中间合金形式加入)、MnO. 2-0. 3%(以含Mn40%的铝锰中间合金形式加入）、复合 变质剂〇. 2%、MgO. 014-0. 02%、余量是Zn的比例称重后在感应熔炼炉中熔炼。熔炼工艺为： 先加入铝锭、锌锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、复合变质剂，待材料全部熔化后，升温至 60(T650°C时保温6min-8min使各元素均匀化，为减少镁的烧损用钟罩将镁压入金属液中， 用含金属液〇. 2 %的脱水ZnCl2进行精炼，精炼时用钟罩将脱水ZnCl2压入金属液中，静置 8min-10min后扒渣除气，待温度为560°C_580°C时准备浇注。铸造工艺为：砂型铸造，底板 为金属型，将熔炼好的锌铝铜锰合金浇铸成长250mm、宽40mm、高70mm的毛坯，然后加工成 国家标准试棒。室温拉伸力学性能测试在WE-10型液压式拉伸实验机上进行。此时，锌铝 铜锰合金的光学显微金相组织如图2所示，锌铝铜锰合金的抗拉强度为471. 8MPa，伸长率 为5. 54%，硬度为131HB。实施例2 以工业铝锭AOO号、锌锭0号、铝铜中间合金、铝锰中间合金、复合变质剂(其中W12-16%、Mol2-16%、Zr8-12%、Ni5当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能提高力学性能的锌铝铜锰合金，其特征为：以工业铝锭A00号、锌锭0号、铝铜中间合金、铝锰中间合金、复合变质剂，其中W12‑16%、Mo12‑16%、Zr 8‑12%、Ni5‑10%、Ti4‑6%、Sr4‑6%、La3‑5%、Nb3‑5%、V1‑3%、Nd1‑3%、Pr1‑3%、余为铝、纯镁为原料；成分按重量百分比计算，按Al37‑39%、Cu2‑2.5%以含铜50%的铝铜中间合金形式加入、Mn0.2‑0.3%以含Mn40%的铝锰中间合金形式加入、复合变质剂0‑1.0%、Mg0.014‑0.02%、余量是Zn的比例称重后在感应熔炼炉中熔炼；熔炼工艺为：先加入铝锭、锌锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、复合变质剂，待材料全部熔化后，升温至600~650℃时保温6min‑8 min使各元素均匀化，为减少镁的烧损用钟罩将镁压入金属液中，用含金属液0.2％的脱水ZnCl2进行精炼，精炼时用钟罩将脱水ZnCl2压入金属液中，静置8min‑10min后扒渣除气，待温度为560℃‑580℃时准备浇注；铸造工艺为：砂型铸造，底板为金属型，将熔炼好的锌铝铜锰合金浇铸成长250mm、宽40mm、高70mm的毛坯，根据加入复合变质剂的含量不同，浇铸出六组复合变质剂不同含量的锌铝铜锰合金毛坯，其复合变质剂加入量分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，然后加工成国家标准试棒。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓薇，许亮，许超，赵罗根，陆松华，
申请(专利权)人：镇江忆诺唯记忆合金有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32