一种低铝低铜锌合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低铝低铜锌合金及其制备方法，所述锌合金包括以下质量百分比的组分：Al：3.3%~3.7%；Cu：0.06%~0.12%；Mg：0.035%~0.06%；余量为Zn。本发明专利技术的低铝低铜锌合金可用于制备壁薄的铸件，且良品率高，可满足客户对非标锌合金的要求。非标锌合金的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种低铝低铜锌合金及其制备方法


[0001]本申请涉及锌合金
，尤其是涉及一种低铝低铜锌合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]锌合金是以锌为基础加入其他元素组成的合金，常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等。标准GB/T 13818
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2009中规定合金牌号为YZZnAl4A、YZZnAl4B、YZZnAl4Cu1和YZZnAl4Cu3的压铸锌合金的Al含量均为3.9％～4.3％，Cu含量≤0.1，或者Cu含量为0.7％～1.1％，或者Cu含量为2.7％～3.3％。
[0003]总所周知，锌合金各组分的配比不同时，会对锌合金的性能产生很大的影响。例如，合金元素都是铝、铜、锌、铁、镁等元素，但元素组成的用量不同，结合制备工艺及条件的差异，会得到不同性能的合金，诸如6系合金与7系合金，正是由于不同元素的组成、用量、制备工艺及条件所衍生的不同性能合金。
[0004]锌合金中，铝是主要成份，能降低熔点，改善铸造性能，增加合金强度，铜可增加硬度和强度，镁可抑制锌合金因杂质而产生的晶间腐蚀，因此合理控制合金成份，是锌合金压铸的关键之一。
[0005]标准GB/T 13818
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2009中规定了锌合金中铝的含量和锌的含量在某一范围内，但按标准生产出来的锌合金难以满足部分客户对锌合金的要求。

技术实现思路

[0006]为了满足客户的需求，提高锌合金的流动性，本申请提供一种低铝低铜锌合金及其制备方法，该低铝低铜锌合金可用于制备壁薄的铸件。
[0007]第一方面，本申请提供了一种低铝低铜锌合金，包括以下质量百分比的组分：Al：3.3％～3.7％；Cu：0.06％～0.12％；Mg：0.035％～0.06％；余量为Zn。
[0008]锌合金中Al的含量一般为3.9％～4.3％，本申请锌合金的Al的含量只有3.3％～3.7％，明显低于一般锌合金的Al含量。因此本申请的锌合金为非标件，只适用于特殊领域的应用。本申请将Al的含量控制在3.3％～3.7％之间，同时将Cu的含量控制在0.06％～0.12％之间，即同时降低锌合金中铝和铜的含量，因此本申请锌合金流动性佳，铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑，可进行表面处理，电镀、抛光，熔点低，在385℃熔化。
[0009]本申请锌合金中的Al的含量控制3.3％～3.7％之间，可以同时兼顾强度和流动性，流动性好是获得一个完成、尺寸精确、表面光滑铸件的必需条件。铝的含量大于3.7％，锌合金变脆，铝的含量小于3.3％，薄壁的铸件充型困难，冷却时容易破裂。此外，本申请还可以通过减少铝的含量来减少Fe2Al5浮渣的产生，保证锌合金中铝组分的精度。
[0010]若本申请锌合金中的Cu的含量少于0.06％，则由锌合金制成的铸件抛光难度增加，不易电镀上色，铸件表面纹路粗糙；若本申请锌合金中的Cu的含量大于0.12％，则由锌合金制成的铸件脆性大，难以形成形状复杂、薄壁的精密件。
[0011]可选的，Al和Cu的质量比为(3.0～3.5):0.1。
[0012]由于锌合金自身存在一定的比重偏析缺陷，在非平衡条件下容易形成三相共晶网状组织，同时合金中亚稳过渡相导致铸造零件尺寸不稳定。本申请将Al和Cu的质量比控制在(3.0～3.5):0.1之间，可以减少合金中粗大树枝状α相的数量，提高合金中细小花瓣状α相的数量，从而提高锌合金的拉伸强度和延伸率。
[0013]此外，本申请将Al和Cu的质量比控制在(3.0～3.5):0.1之间，还可进一步减少Fe2Al5浮渣的产生，保证锌合金中铝组分的精度。
[0014]可选的，所述Zn由锌锭提供，所述锌锭中锌的重量百分比≧99.995％。
[0015]通过采用上述技术方案，Zn由锌锭提供，锌锭中锌的重量百分比≧99.995％，有利于减少锌合金中杂质元素的含量，从而延缓锌合金在温湿环境中的晶间腐蚀，减少锌合金表面鼓泡的问题。
[0016]可选的，所述Al由铝锭提供，所述铝锭中铝的质量百分比≧99.95％；所述Cu由铜锭提供，所述铜锭中铜的质量百分比≧99.95％；所述Mg由镁锭提供，所述镁锭中镁的重量百分比≧99.95％。
[0017]通过采用上述技术方案，Al由铝锭提供，铝锭中铝的质量百分比≧99.95％，Cu由铜锭提供，铜锭中铜的质量百分比≧99.95％，Mg由镁锭提供，镁锭中镁的重量百分比≧99.995％，有利于减少锌合金中杂质元素的含量，从而延缓锌合金在温湿环境中的晶间腐蚀，减少锌合金表面鼓泡的问题。
[0018]本申请锌合金的杂质含量少于0.05％，其中，所述杂质中Pb的含量少于0.003％，Cd的含量少于0.003％，Fe的含量少于0.03％，Sn的含量少于0.0015％。
[0019]需要说明的是，铁的特定含量对合金影响不大，而其它杂质则都是有害的，均可能产生晶间腐蚀，因此防止杂质混入，是锌合金压铸的关键之一。
[0020]可选的，所述锌合金的布氏硬度为75～77。
[0021]本申请布氏硬度为75～77的锌合金可应用在特殊铸件上，特别是壁薄的铸件，有效降低铸件的断裂比例，以提高铸件的良率。
[0022]第二方面，本申请提供了一种低铝低铜锌合金的制备方法，用于制备上述的低铝低铜锌合金，包括以下步骤：S1、按比例将铜材、锌材和铝材加入容器中，加热至590～620℃，以获得第一合金液体，其中，锌材的投入量为锌材总量的75％～85％；S2、将剩余的锌材投入所述第一合金液体中，继续加热15～25min，以获得第二合金液体；S3、停止加热，对容器中的所述第二合金液体进行搅拌；S4、待所述第二合金液体的温度达到410～425℃时，加入镁材，搅拌，以获得锌合金液体；S5、将所述锌合金液体进行冷却成型。
[0023]通过采用上述技术方案，锌材分两批投加，由于锌材的熔点较低，第一批锌材冷炉
进料，有利于对容器进行保护，延长容器的使用寿命；第二批锌材待铜材和铝材以及锌合金熔解之后再投料，有利于使锌、铝、铜均匀混合。
[0024]现有锌合金的制备方法需要在步骤S1和步骤S2之间加入锌合金变质剂来对锌合金液体进行变质处理，变质处理是向金属液中添加少量活性物质，促使液体金属内部生核或改变晶体成长过程的一种方法，能够有效地预防锌合金出现裂纹的问题；另外，锌合金变质剂还可以促使锌合金液中的一些杂质漂浮在表面上，有利于提高锌合金的质量。
[0025]本申请锌合金由于铝和铜的含量控制在预定范围内，锌合金液体内部中粗大树枝状α相的数量减少，提高合金中细小花瓣状α相的数量增多，因此本申请锌合金的制备方法不需要添加锌合金变质剂就能够有效地预防锌合金出现裂纹的问题，以及减少浮渣产生，提高锌合金的质量。
[0026]本申请第二批锌材投入容器后继续加热15～25min，使得锌、铝、铜更加均匀混合。其中，第一批锌材的投入量为75％～85％，即第一批锌材与第二批锌锭的重量比为(3～5.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低铝低铜锌合金，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：Al：3.3%~3.7%；Cu：0.06%~0.12%；Mg：0.035%~0.06%；余量为Zn。2.如权利要求1所述的低铝低铜锌合金，其特征在于，Al和Cu的质量比为(3.0~3.5):0.1。3.如权利要求1所述的低铝低铜锌合金，其特征在于，所述Zn由锌锭提供，所述锌锭中锌的重量百分比≧99.995%。4.如权利要求3任一项所述的低铝低铜锌合金，其特征在于，所述Al由铝锭提供，所述铝锭中铝的质量百分比≧99.95%；所述Cu由铜锭提供，所述铜锭中铜的质量百分比≧99.95%；所述Mg由镁锭提供，所述镁锭中镁的重量百分比≧99.95%。5.如权利要求1~4任一项所述的低铝低铜锌合金，其特征在于，所述锌合金的布氏硬度为75~77。6.一种低铝低铜锌合金的制备方法，用于制备权利要求1~5任一项所述的低铝低铜锌合金，其特征在于，包括以下步骤：S1、按比例将铜材、锌材和铝材加入容器中，加热至590~620℃，以获得第一合金液体，其中，锌材的投入量为锌材总量的75%~85%；S2、将剩余的锌材投入所述第一合金液体中，继续加热15~25min，以获得第二合金液体；S3、停止加热，对容器中的所述第二合金液体进行搅拌；S4、待所述第二合金液体的温度达到410~...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁桂源，
申请(专利权)人：佛山市桂源锌合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：