一种能提高多元锌铝合金综合力学性能的工艺方法技术

一种能提高综合力学性能的多元锌铝合金，属于锌铝合金制备技术领域，其特征为：以工业铝锭A00号、锌锭0号、电解铜、复合变质剂(其中Ni20-30％、Ti15-25％、Mn5-15％、Cr5-15％、Si5-10％、Ce5-10％、La5-10％、Y1-6％、Nb1-6％、V1-6％、余为铝)、纯镁为原料。成分按重量百分比计算，按Al27-29％、Cu2-2.5％(以含铜50％的铝铜中间合金形式加入)、复合变质剂0.2-1.2％、Mg0.01-0.02％、余量是Zn的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。采用普通金属型和金属型振动铸造方法，浇铸园棒状毛坯，加工成国家标准试棒进行力学性能测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锌铝合金制备
，特指。
技术介绍
铝锌合金的应用开发是20世纪80、90年代，是金属材料研究领域的热点之一。这是因为作为铜、锡及其合金的代用材料，铝锌合金具有抗拉强度和硬度高，阻尼性好，耐磨性好，摩擦系数小，摩擦温升低，材料与制造成本·低廉等优点。但是，铝锌合金也有塑韧性差，尺寸稳定性低，工作温度低，抗蠕变能力差，耐蚀性差等缺点。多年来，人们为克服这些缺点以便扩大其应用范围进行了不懈的努力。在改进铝锌合金组织和性能方面，采用加入合金元素、凝固时施加振动场等手段直接控制合金凝固过程，在改善合金组织和性能方面取得了比较理想的效果，其主要表现在细化合金组织，提高致密度，从而提高了合金力学性能及其均匀性。本专利技术开发出一种能提高综合力学性能的多元锌铝合金。
技术实现思路
本专利技术开发出一种能提高综合力学性能的多元锌铝合金，其特征为以工业铝锭AOO号、锌锭0号、电解铜、复合变质剂(其中Ni20-30%, Ti 15-25%,Mn5-15%, Cr5-15%,Si5-10%, Ce5-10%, La5-10%, Yl-6%, Nbl-6%, Vl_6%、余为铝)、纯镁为原料。成分按重量百分比计算，按A127-29 %、Cu2-2. 5 % (以含铜50 %的铝铜中间合金形式加入)、复合变质剂0. 2-1. 2%, MgO. 01-0. 02%、余量是Zn的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。熔炼工艺为先加入铝锭、锌锭、铝铜中间合金、复合变质剂，待材料全部熔化后，升温至600 650°C时保温6min-8min使各元素均匀化，为减少镁的烧损用钟罩将镁压入金属液中，用含金属液0. 2%的脱水ZnCl2进行精炼，精炼时用钟罩将脱水ZnCl2压入金属液中，静置8min-10min后扒渣除气，待温度为560°C _580°C时准备浇注。铸造工艺为采用普通金属型和金属型振动铸造方法，金属型振动铸造的振幅为20-35mm，频率为80-120次/分，将熔炼好的锌铝合金浇铸到普通金属型上和带有振动的金属型上，浇铸成尺寸为O50mm，长300mm的园棒状毛坯，根据加入复合变质剂的不同，浇铸出七组复合变质剂不同含量的多元锌铝合金毛坯，其复合变质剂加入量分别为0%,0. 2%,0. 4%,0. 6%,0. 8%U. 0%U. 2%,然后加工成国家标准试棒。室温拉伸力学性能测试在WE-10型液压式拉伸实验机上进行。图I为不同工艺下锌铝合金试样的显微组织图。图1(a)为普通铸造的锌铝合金(ZA27)显微组织，其组织粗大、疏松，枝晶发达，枝晶臂间距大，图1(b)是图1(a)放大图。图I (C)为添加复合变质剂后锌铝合金显微组织，图I (d)是图I (C)放大图。比较图I (a)，发现粗大的树枝晶大大减少，二次枝晶臂间距减小且数量显著减少，合金晶粒明显细化，晶粒尺寸变小，a相由发达的树枝晶转变为花瓣状的细小等轴晶，如图1(c)所示，非平衡凝固共晶体数量也明显减少了，并且变的均匀细小。e相细小、弥散且较均匀地分布于组织之中，因而提高了合金的强韧性。复合变质剂加入合金后，由于它弥散分布在晶粒生长前沿，影响了晶粒长大速度，并在招液中形成大量的Al3Ti、Al3Ni固相质点，当还未开始凝固时，这些Al3Ti、Al3Ni质点就已析出，为锌铝合金提供了外来晶核，增大了合金的形核率，因而合金的晶粒得到了细化。因为Al3Ti、Al3Ni细小且弥散分布，对基体的割裂作用小，有效地阻碍了基体的变形和晶界移动，在常温下晶界对位错运动构成强烈地障碍，从而使合金的强度提高。由于晶粒细化，晶界的液态合金在凝固过程中容易得到补充，显微缩松降低，也减少了低熔点元素在晶界的偏聚，晶界上铁相等杂质分布的均化，将会使合金的塑性和韧性指标明显提高。晶粒越细，晶界的面积越多，强度越高，锌铝合金性能得以改善。图1(e)为振动及加入复合变质剂共同作用下的锌铝合金显微组织，图1(f)是图1(e)放大图。通过图1(e)可以发现锌铝合金组织更加细化，二次枝晶已很少，晶粒变得更加细小均匀，且趋于圆整，共晶组织增多。在锌铝合金凝固时施加振动，一方面振动使合金液各部分之间产生相对滑移，各部分之间的速度差产生粘性剪切，可使浮游于液体中的a枝晶被剪切破碎，成为新的晶核；另外一方面，振动使液体内部产生空化作用，生成正压波，增大微区的局部压力，提高合金熔点，使合金结晶的实际过冷度增加，增大形核率；第三方面，振动使合金 液的对流加剧，促使了液-固界面处枝晶的熔断，型壁晶体的脱落以及其后的晶体增殖。同时，液体对流加剧，提高了合金液的导热能力，增加了冷速，使已形成的枝晶来不及长大，合金液对流增强了液态金属中溶质元素扩散均匀的能力，促进了枝晶间液相成分的均匀性。所以振动也使锌铝合金显微组织得到明显改善。附图说明图I锌铝合金的铸态显微组织(a, b) ZA27合金普通铸造，(c，d)加入复合变质剂的多元锌铝合金，(e, f)振动及加入复合变质剂的多元锌铝合金具体实施例方式实施例I以工业铝锭AOO号、锌锭0号、电解铜、复合变质剂(其中Ni20-30%、Til5-25%、Mn5-15%、Cr5-15%、Si5-10%、Ce5-10%、La5-10%、Yl-6%、Nbl-6%、Vl-6%、余为铝)、纯镁为原料。成分按重量百分比计算，按A128%、CU2.3% (以含铜50%的铝铜中间合金形式加入)、复合变质剂0. 6%、MgO. 015%、余量是Zn的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。熔炼工艺为先加入铝锭、锌锭、铝铜中间合金、复合变质剂，待材料全部熔化后，升温至600 650°C时保温6min-8min使各元素均匀化，为减少镁的烧损用钟罩将镁压入金属液中，用含金属液0. 2%的脱水ZnCl2进行精炼，精炼时用钟罩将脱水ZnCl2压入金属液中，静置8min-10min后扒渣除气，待温度为560°C _580°C时准备浇注。采用普通金属型铸造方法，将熔炼好的锌铝合金浇铸到金属型上，浇铸成尺寸为O 50mm，长300mm的园棒状毛坯，然后加工成国家标准试棒。室温拉伸力学性能测试在WE-10型液压式拉伸实验机上进行。加入0.6%复合变质剂后，多元锌铝合金抗拉强度为441MPa，伸长率达到6. 1%，硬度为152HB。金相组织如图I (c，d)所示。实施例2以工业铝锭AOO号、锌锭0号、电解铜、复合变质剂(其中Ni20-30%、Til5-25%、Mn5-15%、Cr5-15%、Si5-10%、Ce5-10%、La5-10%、Yl-6%、Nbl-6%、Vl-6%、余为铝)、纯镁为原料。成分按重量百分比计算，按A128%、CU2.3% (以含铜50%的铝铜中间合金形式加入)、复合变质剂0. 6%、MgO. 015%、余量是Zn的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。熔炼工艺为先加入铝锭、锌锭、铝铜中间合金、复合变质剂，待材料全部熔化后，升温至600 650°C时保温6min-8min使各元素均匀化，为减少镁的烧损用钟罩将镁压入金属液中，用含金属液0. 2%的脱水ZnCl2进行精炼，精炼时用钟罩将脱水ZnCl2压入金属液中，静置8min-10min后扒渣除气，待温度为560°C _580°C时准备浇注。铸造工艺为采用金属型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能提高综合力学性能的多元锌铝合金，其特征为以工业铝锭AOO号，锌锭0 号，电解铜，复合变质剂，其中 Ni20-30%, Til5-25%, Mn5-15%, Cr5-15%, Si5-10%,Ce5-10%, La5-10%, Yl-6%, Nbl-6%, Vl-6%、余为铝，纯镁为原料；成分按重量百分比计算，按 A127-29%、Cu2-2. 5%、复合变质剂 0. 2-1. 2%, MgO. 01-0. 02%、余量是 Zn 的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼；熔炼工艺为先加入铝锭、锌锭、含铜50%的铝铜中间合金、复合变质剂，待材料全部熔化后，升温至600 650°C时保温6min-8min使各元素均匀化，为减少镁的烧损用钟罩将镁压入金属液中，用含金属液0. 2 %的脱水ZnC12进行精炼，精炼时用钟罩将脱水ZnC12压入金属液中，静置8min-10min后扒渣除气，待温度为5600C -580°C时准备浇注；铸造工艺为采用普通金属型和金属型振动铸造方法，金属型振动铸造的振幅为20-35mm，频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓薇，杨嵩，司松海，刘光磊，陆松华，
申请(专利权)人：镇江忆诺唯记忆合金有限公司，
类型：发明
国别省市：