次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料及其制备工艺。已开发的ＺＡ３０耐磨锌基合金作为一种新型耐磨合金，它的综合力学性能、物理性能、使用性能及切削性能均明显地优于锡青铜，但线膨胀系数稍高于锡青铜，并其综合力学性能仍低于高强青铜和高强黄铜。本发明专利技术组成包括：ＺＡ３０、ＣＳ，ＺＡ３０的组成包括：铝、铜、镁、钛、钴，微珠向基体合金中加入量为１～６％ｗｔ，所述的铝Ａｌ的重量份数为３０．０－３５．０，所述的铜ＣＵ的重量份数２－５，所述的镁Ｍｇ的重量份数为０．０１－０．０２，所述的钛Ｔｉ的重量份数为０．０１－０．０３，所述的钴ＣＯ的重量份数为０．０１－０．０５，其余为锌Ｚｎ。本发明专利技术应用于化学材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料及其制备工艺。
技术介绍
已开发的ZA30耐磨锌基合金作为一种新型耐磨合金，它的综合力学性能 (抗拉强度、延伸率、硬度、冲击值)、物理性能(比重、摩擦系数)、使用性 能(耐磨性能、跑合性能、自润滑性能、抗粘着性能、减振性能)及切削性能 均明显地优于锡青铜，但线膨胀系数稍高于锡青铜，并其综合力学性能仍低于 高强青铜和高强黄铜。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种扩大高铝锌基合金替代铜合金的应用范围的次纳 米级微珠增强高铝锌基合金复合材料及其制备工艺。 上述的目的通过以下的技术方案实现次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料，即ZA30/CS，其中ZA30为高铝 锌基合金基体、CS为次纳米级微珠增强体，ZA30的组成包括铝、铜、镁、 钛、钴，微珠向基体合金中加入量为l 6%wt,所述的铝Al的重量份数为 30. 0-35. O,所述的铜CU的重量份数2-5,所述的镁Mg的重量份数为0. 01-0. 02, 所述的钛Ti的重量份数为0. 01-0. 03,所述的钴C0的重量份数为0. 01-0. 05, 其余为锌Zn。 所述的次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料，采用空心微珠CS作为增 强体，该增强体CS的组成为氧化硅Si02、氧化铝AU)3，所述的氧化硅Si02的 重量份数为65,所述的氧化铝八1203的重量份数为32;该增强体CS的粒经为100 -500亂次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料的制备工艺，熔配ZA30合金加热 到规定温度，在金属液面撒入微珠后搅拌金属液，微珠混入金属液，金属液迅 速升温到浇注温度后挤压铸造,其中搅拌速度为400 600r/min、搅拌时间为3 30min、搅拌温度为375 420 QC、粒子预热温度300 400 。C，经高温焙烧的粒 子再经预热60min,以去除气体、水分，微珠向基体合金中加入量为l 6%wt。所述的次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料的制备工艺，所述的挤压 铸造分液态挤压成形或半固态挤压成形。所述的次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料的制备工艺，所述的液态 挤压成形是配制好的ZA30/CS复合材料，在浇注温度550 620'C下保温、挤压 铸造(模具温度130 150'C、铸型喷涂、充型速度、保压压力)、铸件清整及验 收，，比压为60 320MPa、保压时间为40 60s;所述的半固态挤压成形是配制ZA30/CS，加热到洚注温度430"C、浇注成铸 锭、将铸锭切分成小段、将每一切分小段加热到指定温度、再将切分小段放入 压机模具中挤压，模具的温度是130 150'C，比压为60 320MPa、保压时间为 20 30s。所述的次纳米级微珠增强髙铝锌基合金复合材料的制备工艺，所述的挤压 铸造是采用挤压机将金属液浇入压室，上压头挤压，挤压速度1(T30咖/sec,挤 压压力60 320MPa,由上压头回程直接将铸件带出。这个技术方案有以下有益效果1. 本材料综合力学性能、耐磨性能明显提高；热膨胀系数降低，这样可以显 著地扩大高铝锌基合金替代铜合金的应用范围。2. 本专利技术采用液态及半固态挤压铸造，消除了铸造缺陷，铸件性能可接近或 达到锻件水平。3. 本专利技术采用液态及半固态挤压成形技术，铸件尺寸精度可达到CT4 CT6; 表面粗糙度达到Ra=0.8~3.2H<m (压铸件水平)，可以实现近净成形，减少或无 需机械加工。4. 本专利技术挤压铸造在成形过程中金属液自始自终承受等静压，并在压力作用 下，发生流变成形、结晶凝固；已凝固的金属在压力作用下发生微量的塑性变 形，并使铸件外侧紧贴金属模壁，铸件冷却速度快，使铸件组织致密、晶粒细 化，偏析减少、消除气孔；固-液区在压力作用下发生强制性的补縮，从而消除 铸件内的縮孔、縮松之类的铸造缺陷，以提髙铸件的力学性能及其它性能。5.本专利技术采用半固态挤压成形技术，由于浇注温度处于固液两相区，使铸件 在凝固过程中收縮量减少，铸件尺寸精度提高，成形性好，适于生产复杂件， 并可以达到近净形生产，而且在组织上消除了柱状晶和粗大的树枝晶，使铸件 组织细密均匀，缺陷和宏观偏析明显减少，此外对型腔热冲击的减小相应提高 了压铸型及压射室的使用寿命，提高了成品率和产品的性能。半固态铸造成形 技术不但综合了铸造成形和锻压成形的优点，而且部分产品的性能会接近甚至 于达到锻压产品的性能，同时拓展了成形合金的范围附图说明本专利技术的具体实施例方式实施例1:次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料，即ZA30/CS，其中ZA30为髙铝 锌基合金基体、CS为次纳米级微珠增强体，ZA30的组成包括铝、铜、镁、 钛、钴，其特征是微珠向基体合金中加入量为l%wt，所述的铝A1的重量份数 为30.0,所述的铜CU的重量份数2,所述的镁Mg的重量份数为O.Ol,所述的 钛Ti的重量份数为O.Ol,所述的钴CO的重量份数为O.Ol,其余为锌Zn。 所述的次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料，采用空心微珠CS作为增强体，该增强体CS的组成为氧化硅Si02、氧化铝AL03,所述的氧化硅Si02的重量份数为65，所述的氧化铝A1203的重量份数为32;该增强体CS的粒经为100-500nm。次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料的制备工艺，熔配ZA30合金加热 到规定温度，在金属液面撒入微珠后搅拌金属液，微珠混入金属液，金属液迅 速升温到浇注温度后挤压铸造，其中搅拌速度为400r/min、搅拌时间为3min、 搅拌温度为375 QC、粒子预热温度300QC，经高温焙烧的粒子再经预热60min, 以去除气体、水分，微珠向基体合金中加入量为l 6%wt。所述的次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料的制备工艺，其特征是: 所述的挤压铸造分液态挤压成形或半固态挤压成形。所述的次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料的制备工艺，所述的液态挤压成形是配制好的ZA30/CS复合材料，在浇注温度550C下保温、挤压铸造(模 具温度130°C、铸型喷涂、充型速度、保压压力)、铸件清整及验收，，比压为 60MPa、保压时间为40s;所述的半固态挤压成形是配制ZA30/CS，加热到浇注温度430'C、浇注成铸 锭、将铸锭切分成小段、将每一切分小段加热到指定温度、再将切分小段放入 压机模具中挤压，模具的温度是130'C,比压为600MPa、保压时间为20s。所述的次纳米级微珠增强髙铝锌基合金复合材料的制备工艺，所述的挤压 铸造是采用挤压机将金属液浇入压室，上压头挤压，挤压速度10mm/sec,挤压 压力60MPa，由上压头回程直接将铸件带出。实施例2:次纳米级微珠增强髙铝锌基合金复合材料，即ZA30/CS，其中ZA30为高铝 锌基合金基体、CS为次纳米级微珠增强体，ZA30的组成包括铝、铜、镁、 钛、钴，微珠向基体合金中加入量为l 6%wt，所述的铝A1的重量份数为35.0， 所述的铜CU的重量份数5，所述的镁Mg的重量份数为0. 02，所述的钛Ti的重 量份数为0.03,所述的钴C0的重量份数为0.05，其余为锌Zn。所述的次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料，采用空心微珠CS作为增强体，该增强体CS的组成为氧化硅Si02、氧化铝厶1203,所述的氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种次纳米级微珠增强高铝锌基合金复合材料，即ＺＡ３０／ＣＳ，其中ＺＡ３０为高铝锌基合金基体、ＣＳ为次纳米级微珠增强体，ＺＡ３０的组成包括：铝、铜、镁、钛、钴，其特征是：微珠向基体合金中加入量为１～６％ｗｔ，所述的铝Ａｌ的重量份数为３０．０－３５．０，所述的铜ＣＵ的重量份数２－５，所述的镁Ｍｇ的重量份数为０．０１－０．０２，所述的钛Ｔｉ的重量份数为０．０１－０．０３，所述的钴ＣＯ的重量份数为０．０１－０．０５，其余为锌Ｚｎ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张希林，于江滨，
申请(专利权)人：张希林，于江滨，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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