一种可铸造且可变形用的环保锌合金制造技术

本发明专利技术提供一种可铸造且可变形用的环保锌合金，涉及合金技术领域。一种可铸造且可变形用的环保锌合金，按照重量百分比计，由以下组分组成：Al 4.8％‑5.8％、Mg 0.001％‑0.1％、其余为Zn以及不可避免的杂质。该合金具有优异的铸造性能、塑性变形性能、抛光及电镀性能，既可用于压铸、重力或低压铸造生产，又可用于内高压胀形等生产水暖卫浴、小五金饰品、电子电器、玩具等零部件。

An environment-friendly zinc alloy for casting and deformable

The invention provides an environmentally friendly zinc alloy which can be cast and deformable, and relates to the field of alloy technology. A foundry and deformable zinc alloy is made up of the following components: Al 4.8%, 5.8%, Mg 0.001%, 0.1%, Zn and unavoidable impurities. The alloy has excellent casting properties, plastic deformation properties, polishing and electroplating properties. It can be used in die-casting, gravity or low pressure casting production, and can also be used in the production of warm sanitary ware, hardware accessories, electronic appliances, toys and other parts, such as internal high pressure bulging.

【技术实现步骤摘要】
一种可铸造且可变形用的环保锌合金
本专利技术涉及合金
，且特别涉及一种可铸造且可变形用的环保锌合金。
技术介绍
锌合金因为其低廉的价格而广泛应用于各行业，相比于锌资源，铜资源较为匮乏且价格更高，促使人们研发锌合金作为铜合金的取代品。锌合金具有熔点低、流动性好及成型性能佳、能耗少、成本低等特点，被广泛应用于压铸及重力铸造生产。在制造业中被普遍应用的压铸锌合金为含Al4wt％左右的Zn-Al系合金，即ZAMAK合金系列，有ZAMAK2、ZAMAK3、ZAMAK5、ZAMAK7合金；而普遍应用的重力铸造锌合金主要为ZA8、ZA12、ZA27等锌合金，ZAMAK及ZA系列合金均具有良好的流动性，适用于相应铸造成型，但由于上述系列的合金塑性差，难以满足变形用的应用需求。专利CN104073686公开了一种可铆接的变形低铜合金材料，该低铜合金材料由Al、Cu、M、Zn和不可避免的杂质组成，其中，Al的含量x＝0.1-6.0wt％，Cu的含量y＝0.1-4.0wt％，M的含量z＝0.001-1.0wt％，杂质的总量≤0.1wt％，余量为Zn；其中M为Ni、V、Ti、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Mo、Si、Be、Cr、Mn、Co和Mg中的至少一种元素，杂质包括Fe、Pb、Sn、Sb和Cd中的至少一种元素，且该合金要求Al与Cu的含量之比满足：1≤x/y≤4；该比例组成的合金流动性差，不适于铸造成型。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可铸造且可变形用的环保锌合金，该环保锌合金具有良好的流动性和塑性，既适用于于压铸、重力或低压铸造生产，且其变形用性能优良，可用于内高压胀形生产水暖卫浴、小五金饰品、电子电器、玩具等零部件。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种可铸造且可变形用的环保锌合金，按照重量百分比计，由以下组分组成：Al4.8％-5.8％；Mg0.001％-0.1％；其余为Zn以及不可避免的杂质。本专利技术实施例的可铸造且可变形用的环保锌合金的有益效果是：铝是本专利技术锌合金中的主要合金元素，铝能防止锌液氧化，明显提高锌液的流动性，从而改善其铸造性能，提高铸件表面质量。Al含量为4.8％-5.8％时，合金流动性及铸造性最佳，且韧性较佳，既能满足合金的铸造要求，又可满足变形用生产的要求，极大扩大了锌合金的应用范围。同时加入0.001％-0.1％的Mg，一方面能够降低合金的晶间腐蚀倾向，改善合金的耐蚀性能；另一方面，镁的加入可以细化晶粒，提高合金的强度。同时严格控制Mg的添加量，当Mg含量高于0.1wt％时，合金冷裂、热裂倾向增加，合金塑性变差，同时熔炼时氧化渣增多，合金流动性明显降低，塑性下降、抛光性能变差。本专利技术的锌合金区别于普通的已有牌号的ZAMAK及ZA系列合金，通过科学的合金设计，控制Al含量至Zn-Al二元相图中共晶点附近，使合金具有良好的铸造性能，同时获得良好的塑性，通过添加少量Mg等元素，确保合金具有优异的抛光及电镀性能。本专利技术合金既可用于压铸、重力或低压铸造生产，又可用于内高压胀形生产水暖卫浴、小五金饰品、电子电器、玩具等零部件。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的可铸造且可变形用的环保锌合金进行具体说明。本专利技术实施例提供的一种可铸造且可变形用的环保锌合金，按照重量百分比计，由以下组分组成：Al4.8％-5.8％；Mg0.001％-0.1％；其余为Zn以及不可避免的杂质。在锌合金中，铝主要以铝基固溶体的形式形成初生α枝晶和共晶体α相，冷却时转为共析体，少量固溶于富锌的η相中。铝能防止锌液氧化，明显提高锌液的流动性，从而改善其铸造性能，提高铸件表面质量。根据Zn-Al二元合金相图可知：Al含量在5％左右为共晶态，合金流动性及铸造性最佳，但韧性相对较差。专利技术人经过长期研究发现，当Al含量为4.8～5.8wt％时，能够满足合金即可铸造又可变形用生产等要求，Al含量小于4.8％，合金塑性变差，Al含量大于5.8wt％,偏离共晶成分太多，流动性降低。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，按照重量百分比计，Al为4.8％-5.6％。更为优选地，Al为4.8％-5.2％。在上述比例下，锌合金具有更好的流动性和较好的抗拉强度和断裂伸长率，塑性更佳，铸造性能更为优异，当Al为5.6％-5.8％时，本专利技术合金具有更高的抗拉强度，更适合成型对强度要求高的产品。通过调控Al的含量，使得本申请的锌合金可以满足不同的产品需求。加入Mg，可降低合金的晶间腐蚀倾向，改善合金的耐蚀性能；另一方面，Mg的加入可以细化晶粒，提高合金的强度。将Mg含量控制在0.001～0.1wt％，当Mg含量高于0.1wt％时，合金冷裂、热裂倾向增加，合金塑性变差，同时熔炼时氧化渣增多，合金流动性明显降低，塑性下降、抛光性能变差。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，按照重量百分比计，Mg为0.02％-0.08％。更为优选地，Mg为0.05％-0.08％。进一步调控Mg的含量，有助于进一步改善锌合金的性能。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，Al和Mg的质量比为60-100:1。将Al和Mg的比例控制在该范围内，能够较好保持锌合金的铸造性能和塑性。当Al/Mg＞100时，锌合金的流动性降低，且塑性明显下降。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，按照重量百分比计，环保锌合金还含有B、Zr、Ti和RE中的至少一种元素。其中B的含量为0.001-0.1wt％，Ti的含量为0.001-0.2wt％，Zr的含量为0.001-0.1wt％，RE的含量为0.001-0.1wt％。选择性地添加B、Zr、Ti和RE中的至少一种元素是为了细化晶粒并对合金进行变质处理，这些元素在锌中的溶解度很小，将与Al、Zn元素形成高熔点块状化合物或细小的质点，如添加少量Ti后，合金中将形成TiZn3质点和TiAlZn3化合物，TiZn3质点可作为非均质形核核心而增核，从而使合金的组织得到细化，提高合金强度，改善合金的铸造性能。含RE的铸态锌合金中，大部分RE分布在η相中，对铸态组织起到细化作用，部分稀土元素富集在晶界，阻碍晶粒的长大，从而使晶粒细化。稀土很容易与某些合金元素反应形成第二相，起到强化合金的作用，改善合金的综合性能。RE其还能抑制有害元素，净化锌液，提高合金的耐蚀性、尺寸稳定性。进一步地，控制选择性地添加B、Zr、Ti和RE中的至少一种元素的总量为0.01％-0.05％。添加量低于0.01％，则无法达到上述效果。添加量大于0.05％，则会引起锌合金的塑性加工性能下降。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，按照重量百分比计，环保锌合金由以下组分组成：Al4.95％、Mg0.05％、Zr0.003％、Ti0.01％、Zn94.887％-94.987％，以及不可避免的杂质0～0.1％。Zr和Ti分别以少量的金属间化合物相存在于Zn的基体中，起到强化作用，Zr还能够细化晶粒、防止偏析。专利技术人通过研究发现，锌合金由以上组分组成时，能够得到更高的抗拉强度和断后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可铸造且可变形用的环保锌合金，其特征在于，按照重量百分比计，由以下组分组成：Al              4.8％‑5.8％；Mg              0.001％‑0.1％；其余为Zn以及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种可铸造且可变形用的环保锌合金，其特征在于，按照重量百分比计，由以下组分组成：Al4.8％-5.8％；Mg0.001％-0.1％；其余为Zn以及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的可铸造且可变形用的环保锌合金，其特征在于，按照重量百分比计，Al为4.8％-5.6％。3.根据权利要求1所述的环保锌合金，其特征在于，按照重量百分比计，Al为4.8％-5.2％。4.根据权利要求1所述的可铸造且可变形用的环保锌合金，其特征在于，按照重量百分比计，Al为5.6％-5.8％。5.根据权利要求1所述的可铸造且可变形用的环保锌合金，其特征在于，按照重量百分比计，Mg为0.02％-0.08％。6.根据权利要求1-5任意一项所述的可铸造且可变形用的环保锌合金，其特征在于，Al和Mg的质量比为60-100:1。7.根据权利要求1-5任意一项所述的可铸造且可变形用的环保锌合金，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨力泽，胡胜，
申请(专利权)人：厦门格欧博新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35