一种低杂质且易抛光的锌合金及其制备工艺制造技术

本申请涉及锌合金领域，具体公开了一种低杂质且易抛光的锌合金及其制备工艺。一种低杂质且易抛光的锌合金包括以锌合金的总量为基准，按重量百分含量计，Al10

【技术实现步骤摘要】
一种低杂质且易抛光的锌合金及其制备工艺


[0001]本申请涉及锌合金领域，更具体地说，它涉及一种低杂质且易抛光的锌合金及其制备工艺。

技术介绍

[0002]锌合金的出现来源于铜资源的紧张和高成本问题，即其出现的初衷就是在某些方面替代铜合金，实现“以锌代铜”，缓解世界范围内铜资源紧张的状况。锌合金首先出现在德国，由于“二战”的推进，使其得到迅猛的发展，后来在国际铅锌组织的推动下锌合金得到进一步的发展，锌合金的种类不断增多，性能不断提高。锌合金熔点低、流动性好、易熔焊、钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔，具有节约能源、无污染等优点，因而应用广泛。
[0003]其中，锌合金也在电池后壳中有少量应用。由于电池后壳比较薄，压铸时容易变形、弯曲、断裂，因而需要使用抗蠕变锌合金加工制造电池后壳，常规抗蠕变锌合金是锌铜钛合金，但是铜的价格高，使得锌铜钛合金的成本高，进而限制了锌合金在电池后壳中更大范围的应用。为了进一步降低成本，并提高锌合金抗蠕变性能，开发出“以锌代铜”的抗蠕变的锌合金具有重要意义。

技术实现思路

[0004]为了进一步降低成本，并提高锌合金抗蠕变性能，开发出“以锌代铜”的抗蠕变的锌合金，本申请提供一种低杂质且易抛光的锌合金及其制备工艺。
[0005]本申请提供的一种低杂质且易抛光的锌合金及其制备工艺采用如下的技术方案：第一方面，本申请提供一种低杂质且易抛光的锌合金的制备工艺，采用如下的技术方案：一种低杂质且易抛光的锌合金的工艺，包括有以下步骤：配料：以锌合金的总量为基准，按重量百分含量计，Al10
‑
12％、Mg0.4
‑
1.0％、Ti0.08
‑
0.2％、Si0.1
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0.5％、Mn0.01
‑
0.05％、稀土元素0.001
‑
0.005％，其余为Zn和不可避免的杂质,杂质的总含量不大于0.05％；其中上述合金成分来自于纯锌锭、纯铝锭、纯镁锭、纯锰锭、稀土金属变质剂；熔炼：将锌含量的25％
‑
35％的纯锌锭、全部纯铝锭、全部纯锰锭投入并熔炼，熔炼温度为650
‑
700℃，熔炼20
‑
40min；分2
‑
3次将剩余的纯锌锭投入并熔炼，每次投入锌含量的20％
‑
35％，待纯锌锭熔化后再投下一批纯锌锭；最后一次投入纯锌锭时，升温至750℃；待全部纯锌锭、全部纯锰锭完全熔化后，得到初熔液，加入精炼剂，精炼剂为木炭粉、氯化锌、氯化钾、硝酸钠、碳酸钠、氟化钠、六氯乙烷的组合，按重量份数，木炭粉10
‑
20份、氯化锌20
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30份、氯化钾10
‑
20份、硝酸钠10
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20份、碳酸钠10
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20份、氟化钠2
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8份、六氯乙烷2
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8份；精炼剂的加入量为初熔液总量的2％，充分混合后，静置5
‑
10min并扒渣；在惰性气体保护下，加入纯镁锭、稀土金属变质剂，纯镁锭、稀土金属变质剂熔化
后，使熔液充分混合，保温并静置15
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30min，扒渣，得到锌合金熔液；连续挤压处理：将锌合金熔液以5
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10℃/min的速率冷却至540
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560℃，浇注成铸件胚体，将铸件胚体经370
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390℃均匀化处理14
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18h后，在260
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300℃挤压成形，挤压比为18
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32；退火：挤压后，在190
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210℃均匀化退火3
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5h。
[0006]通过采用上述技术方案，合金元素通过熔炼、连续挤压处理、退火处理后，形成的锌合金中，物相主要为锌相、铝相和MgZn2相三种物相，主要以粗大的Zn/Al共晶组织和弥散的Zn/Al/Mg三元共晶组织两种合金组织形出现。Mg元素对Zn
‑
Al
‑
Mg合金镀层组织有显著细化作用，主要是生成了金属间化合物MgZn2，在Zn/Al共晶体中析出Zn/Al/Mg三元共晶体。Mg均匀地以MgZn2的形式分布在弥散的Zn/Al/Mg三元共晶中，结构致密，对合金产生明显的强化作用，明显增加锌合金的抗拉强度和伸长率，利于锌合金抛光。Ti元素能细化Zn/Al共晶组织，使组织更加均匀，还能使锌合金的再结晶温度得到提高，在高温使用时，使得锌合金的综合性能更稳定，提高了锌合金的抗蠕变性能。Si能在合金中形成硬质点，可抑制晶粒长大，Mn能阻止锌合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显着细化再结晶晶粒，其中再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用，因而Si和Mn可使得Zn/Al共晶体和Zn/Al/Mg三元共晶稳定地存在，减小了随着时间的延长或温度的升高因晶体粗壮和再结晶产生新的不稳定晶粒的可能性，进而提高了锌合金的抗蠕变性。随着时间延长或温度升高，不可避免的杂质主要包括Fe元素易在合金内与其它金属元素结合，尤其是Fe元素Al形成FeAl3为基的固溶体，其微观组织大多呈现针状，组织硬而脆，与合金基体结合力较弱，产生应力集中，进而出现微裂纹，恶化合金各种力学性能，对锌合金的抗蠕变性能产生极其不利的影响。稀土元素可以减小锌基合金枝晶间距，消除网状结构，细化晶粒。由于稀土元素性质比较活泼，能与氧、氮、氢等杂质分别形成比重轻、熔点高的化合物，通常这些化合物容易和熔渣一起从液态金属中排除出去。稀土元素与锌铝合金中的及其他合金能发生微合金化作用，因此，合金中加入适量稀土元素，可以提高合金在常温和高温下的机械性能和物理性能，进而提高锌合金的抗蠕变性能。精炼剂配合锌合金中其它金属元素，在工艺条件的调整下，能减轻不可避免的杂质随着时间延长或温度升高对锌合金的稳定的状态产生破坏，维持Zn/Al/Mg三元共晶弥散分布于Zn/Al共晶体中稳定的状态，进而提高锌合金的抗蠕变性能。
[0007]所述精炼剂的制备工艺包括以下步骤：将木炭粉、氯化锌、氯化钾和氟化钠在100℃
‑
110℃的温度下混合搅拌，形成均匀干燥粉体混合物；向该混合物中加入硝酸钠、碳酸钠、六氯乙烷，在50℃
‑
60℃的温度和常压下混合搅拌；边搅拌边自然冷却。
[0008]通过采用上述技术方案，制得的精炼剂精炼效果好，精炼剂配合锌合金中其它金属元素，在工艺条件的调整下，能有效除杂，进而有利于减轻不可避免的杂质随着时间延长或温度升高对锌合金的稳定的状态产生破坏，维持Zn/Al/Mg三元共晶弥散分布于Zn/Al共晶体中稳定的状态，进而提高锌合金的抗蠕变性能。
[0009]可选的，所述熔炼是在中频感应炉中进行。
[0010]通过采用上述技术方案，中频感应炉对炉料无特殊要求，装料后即可迅速加热升温，熔化速度块、生产效率高，搅拌效果也较好，也便于进行后续的精炼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低杂质且易抛光的锌合金的工艺，其特征在于，包括有以下步骤：配料：以锌合金的总量为基准，按重量百分含量计，Al10
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12%、Mg0.4
‑
1.0%、Ti0.08
‑
0.2%、Si0.1
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0.5%、Mn0.01
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0.05%、稀土元素0.001
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0.005%，其余为Zn和不可避免的杂质,杂质的总含量不大于0.05%；其中上述合金成分来自于纯锌锭、纯铝锭、纯镁锭、纯锰锭、稀土金属变质剂；熔炼：将锌含量的25％
‑
35％的纯锌锭、全部纯铝锭、全部纯锰锭投入并熔炼，熔炼温度为650
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700℃，熔炼20
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40min；分2
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3次将剩余的纯锌锭投入并熔炼，每次投入锌含量的20％
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35％，待纯锌锭熔化后再投下一批纯锌锭；最后一次投入纯锌锭时，升温至750℃；待全部纯锌锭、全部纯锰锭完全熔化后，得到初熔液，加入精炼剂，精炼剂为木炭粉、氯化锌、氯化钾、硝酸钠、碳酸钠、氟化钠、六氯乙烷的组合，按重量份数，木炭粉10
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20份、氯化锌20
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30份、氯化钾10
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20份、硝酸钠10
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20份、碳酸钠10
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20份、氟化钠2
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8份、六氯乙烷2
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8份；精炼剂的加入量为初熔液总量的2%，充分混合后，静置5
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10min并扒渣；在惰性气体保护下，加入纯镁锭、稀土金属变质剂，纯镁锭、稀土金...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁桂源，梁文杰，
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：