一种通过添加Na元素提高铸态锌铝共晶合金硬度的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过添加Na元素提高铸态锌铝共晶合金硬度的方法，包括如下步骤：采用Al、Zn和Na为原料，在中频感应炉中铸造锌铝共晶合金；采用石墨坩埚，熔炼温度500~700℃，保温时间20~40min，模具预热温度300~500℃，浇铸冷却速度0.05~10K/s；所得锌铝共晶合金中Na元素含量为0.1~3.0wt%，Al元素含量为3~7wt%，余量为Zn及不可避免的杂质。本发明专利技术提供的方法能够使铸态锌铝共晶合金原本由Zn基体相和共晶α+η相构成的组织中，出现NaZn13沉淀相，从而大幅提高铸态锌铝共晶合金的硬度。制得的铸态锌铝共晶合金热膨胀系数小于传统铸态锌铝共晶合金，可作为高温钎料应用。

A method to improve the hardness of as Cast Zn Al eutectic alloy by adding Na elements

The invention discloses a method for improving the hardness of as-cast zinc-aluminium eutectic alloy by adding Na element, which includes the following steps: casting zinc-aluminium eutectic alloy in medium frequency induction furnace using Al, Zn and Na as raw materials; using graphite crucible, melting temperature 500-700 degrees C, holding time 20-40 minutes, preheating temperature 300-500 degrees C, casting. The cooling rate is 0.05~10K/s, the content of Na is 0.1~3.0wt%, the content of Al is 3~7wt%, and the remainder is Zn and inevitable impurities. The method provided by the invention can make NaZn13 precipitate phase appear in the structure of as-cast zinc-aluminium eutectic alloy which is originally composed of zinc matrix phase and eutectic alpha+_phase, thereby greatly improving the hardness of as-cast zinc-aluminium eutectic alloy. The thermal expansion coefficient of as-cast zinc-aluminium eutectic alloy is less than that of traditional as-cast zinc-aluminium eutectic alloy, which can be used as high temperature brazing filler metal.

【技术实现步骤摘要】
一种通过添加Na元素提高铸态锌铝共晶合金硬度的方法
本专利技术涉及金属材料制备领域，特别是涉及一种通过添加Na元素提高铸态锌铝共晶合金硬度的方法。
技术介绍
在电子封装、汽车、航空等领域，含铅高温钎料如Pb5Sn和Pb10Sn合金有着广泛应用。为了保护人类健康和环境，欧盟出台法令限制了含铅焊料的应用。开发可用于高温焊料的无铅新材料成为科研和产业界的迫切需求。锌铝共晶合金的熔点较高（381℃），耐蚀性好，且具有高机械强度。利用锌铝共晶合金作为高温钎料，连接Al/Al、Al/Cu、Cu/Cu、Ni/Ni、Mg/Mg衬底有着良好的效果。且锌铝共晶合金不含铅，满足欧盟环保法令的要求。应用新的微结构加工技术，锌铝共晶合金展示出的高应变率和超塑性，使其在机械减振器和抗地震器件领域具有潜在应用价值。然而，作为运输、海洋和航空航天领域迫切需求的高温无铅焊料，需要具备低热膨胀系数，良好的耐蚀性和高机械强度。传统铸态锌铝共晶合金的硬度偏低，热膨胀系数偏高，限制了其在高温焊料领域的应用。Na元素广泛分布于陆地和海洋中，是一种人体必需的微量元素，符合开发环保合金的要求。而目前国内外并无添加Na元素改善锌铝共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过添加Na元素提高铸态锌铝共晶合金硬度的方法，其特征在于，采用Al、Zn和Na为原料，原料混合后的Na元素含量为0.1wt%‑3.0wt%、Al元素含量为3.0‑7.0wt%wt%、余量为Zn的配比，在频率为150～10000Hz的中频感应炉中铸造锌铝共晶合金；采用石墨坩埚，熔炼温度500~700℃，保温时间20~40min，模具预热温度300~500℃，浇铸冷却速度0.05~10K/s。

【技术特征摘要】
1.一种通过添加Na元素提高铸态锌铝共晶合金硬度的方法，其特征在于，采用Al、Zn和Na为原料，原料混合后的Na元素含量为0.1wt%-3.0wt%、Al元素含量为3.0-7.0wt%wt%、余量为Zn的配比，在频率为150～10000Hz的中频感应炉中铸造锌铝共晶合金；采用石墨坩埚，熔炼温度500~700℃，保温时间20~40min，模具预热温度300~500℃，浇铸冷却速度0.05~10K/s。2.根据权利要求1所述的通过添加Na元素提高铸态锌铝共晶合金硬度的方法，其特征在于，Al的纯度为99.9%、Zn的纯度为99.9%、Na的纯度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阳明，杨慷，王志刚，赵亚东，杨得龙，翟雁，杨建军，吕掌权，刘嵩，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41