一种能提高锌铝合金综合性能的复合变质剂制造技术

一种能提高锌铝合金综合性能的复合变质剂，属于锌铝合金制备技术领域，成分按重量百分比计算，Ni20-30％、Ti15-25％、Mn5-15％、Cr5-15％、Si5-10％、Ce5-10％、La5-10％、Y1-6％、Nb1-6％、V1-6％、余为铝。所述变质剂为块状灰白色合金，粒度范围0.5～40mm，熔点范围800～1200℃。采用本发明专利技术复合变质剂，能明显提高锌铝合金的综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锌铝合金制备
，特指一种能提高锌铝合金综合性能的复合变质剂。
技术介绍
锌铝铸造合金具有良好的力学性能和耐磨耐蚀性能、密度较低、热导率和电导率适中、极限抗拉强度高、耐磨性好、承载性好、无磁性、碰撞时不产生火花、减振降噪性能和成本较低，正越来越广泛地应用于各个领域，并带来显著的经济效益。锌铝合金以其低能耗、无污染、原材料丰富以及良好的力学性能、工艺性能和机械加工性能等一系列优点，已经成为广泛应用的合金材料。锌铝合金作为耐磨材料及工程材料，韧性和塑性较差限制了其应用。对于耐磨 合金而言，耐磨性的高低与合金韧性有很大的关系，当锌铝合金延伸率为6%时，要比延伸率小于1%时的磨损量减少近一倍。但是通常情况下，砂型铸造的锌合金延伸率只会达到3.6%。作为耐磨材料的锌铝合金如果具有较高的塑性，就会钝化配对材料的微凸体，在滑过锌铝合金表面时，就不会形成深的沟槽，而只会压出一些浅的半圆形的沟槽，减少了磨损量。另外，锌铝合金的塑性好，就会大大减少材料因疲劳破坏而产生的剥落。这是由于高的塑韧性可降低因疲劳破坏而产生的裂纹扩展。因而，提高锌铝合金的塑性对提高其耐磨性具有重大关系。锌铝合金作为工程结构材料，也须有一定的塑性和韧性，这样在受冲击载荷时就不会发生脆性断裂，可提高其使用的可靠性。锌铝合金的另一个缺陷是热强性差，锌铝合金的热强性很不好，在120°C能保持原有强度已是非常不容易。这主要有以下原因一是材料本身的先天原因，锌本身的熔点低，只有419°C ;二是合金的主要强化作用是固溶强化和沉淀强化，而这些强化作用虽在室温下效果很好，但在高温下却不好，150°C己是基本没有什么强化作用；三是锌铝合金的凝固温度范围大，常规铸造条件下宏观偏析严重，使树枝晶之间存在许多低熔点，如ZA27的固相线在433°C，但在实际铸造条件下，由于偏析造成的低熔点共晶区，最终固相线大致在380。。。本专利技术开发出一种能提高锌铝合金综合性能的复合变质剂。
技术实现思路
本专利技术开发出一种能提高锌铝合金综合性能的复合变质剂，其特征为成分按重量百分比计算，Ni20-30 Til5-25 Mn5-15 Cr5-15 Si5_10 %、Ce5_10 %、La5-10%, Yl-6%, Nbl-6%, Vl_6%、余为铝。所述变质剂为块状灰白色合金，粒度范围0.5 40mm，熔点范围800 1200°C。本专利技术变质剂辅以多种合金元素，避免单独使用一种变质元素时对材料综合性能提高不明显的缺点，复合变质剂与锌铝合金中不同合金元素发生交互和变质作用，达到净化合金液、去除杂质，细化晶粒、强化基体、使组织得到优化，性能明显改善，能够有效地推迟裂纹产生的时间，降低裂纹扩展速率，在大幅提高耐热疲劳性能的同时，可明显提高材料的冲击韧性、强度和耐磨性，从而延长受冷热交变载荷作用合金的服役寿命，全面提高材料使用性能。附图说明图I复合变质剂加入量对锌铝合金磨损量的影响图2热疲劳试样尺寸(单位mm)图3热疲劳裂纹形貌(冷热循环10000次)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0-1. 2%, MgO. 015%、余量是Zn的比例称重后在感应熔炼炉中熔炼。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。铸造工艺为砂型铸造，底板为金属型，将熔炼好的锌铝合金浇铸成长250mm、宽40mm、高70mm的毛坯，根据加入复合变质剂的含量不同，浇铸出七组复合变质剂不同含量的锌铝合金毛坯，其复合变质剂加入量分别为0%、0. 2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%,1. 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。表I所示为添加不同含量复合变质剂时，锌铝合金的抗拉强度，伸长率及硬度。由表I可以看出，随着复合变质剂含量的增加，合金的抗拉强度，伸长率均呈先上升再减小趋势。当复合变质剂含量达到0.6%时，锌铝合金的抗拉强度可达441MPa，伸长率可以达到6.1%，硬度为152HB。但是随着复合变质剂含量的继续增加，抗拉强度和伸长率又相应的呈现出下降趋势，当复合变质剂含量增加到I. 2%时，抗拉强度，伸长率分别下降到415MPa，5.I %，硬度则变化不大。表I加入不同含量复合变质剂锌铝合金的力学性能/ - 复合变质剂(％) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 抗拉强度(MPa) 421 431 439 441 437 423 415 伸长率(％) 4.8 5.8 6.1 6.1 5.9 5.3 5.1 硬度(HB)138 141 148 152 154 154 153实施例2以工业铝锭AOO号、锌锭0号、电解铜、复合变质剂(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0-1. 2%, MgO. 015%、余量是Zn的比例称重后在感应熔炼炉中熔炼。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。铸造工艺为砂型铸造，底板为金属型，将熔炼好的锌铝合金浇铸成长250mm、宽40mm、高70mm的毛坯，根据加入复合变质剂的含量不同，浇铸出七组复合变质剂不同含量的锌铝合金毛坯，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%。在毛坯上取样，通过线切割加工出摩擦磨损试样，摩擦磨损试样为长19. 5mm、宽10mm、高8mm。对磨件的尺寸为外径①40mm，内孔On6mm，厚度10mm，对磨件·的材质为40Cr，硬度50-55HRC。摩擦磨损是在国产MM-2000型销盘式试验机上进行。磨损量以试样磨损前后的质量差来衡量，称量采用MAllO电子分析天平，精度为0. 00019go摩擦磨损类型为油润滑摩擦磨损，所用润滑油为30#机油。各试样开始试验前，先进行30min的预跑合，跑合完毕后测定原始重量，然后加载至预定的载重进行磨损试验。摩擦磨损试验结束后，将试样用丙酮超声清洗30m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能提高锌铝合金综合性能的复合变质剂，其特征为成分按重量百分比计算，Ni20-30 Til5-25 Mn5_15 %、Cr5-15 Si5_10 %、Ce5_10 %、La5_10 %、Yl-6 %、Nbl-6%、Vl-6%、余为铝。所述变质剂为块状灰白色合金，粒度范围0. 5 40mm，熔点范围800 1200。。。2.根据权利要求I所述一种能提高锌铝合金综合性能的...

【专利技术属性】
技术研发人员：司松海，李晓薇，刘光磊，杨嵩，张志敏，
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：