本发明专利技术为一种含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金及其制备工艺，其特征在于：所述的高韧性耐磨锌合金由基体合金与复合孕育变质剂和精炼剂所组成，其配比为：ZA8或ZA12或ZA27锌基合金98.0～99.0％，复合变质剂0.5～1.5％，ZnCl2精炼剂0.4～0.5％；其复合变质剂成分的重量百分点比为：La5～10％，Ce5～10％，Y5～10％，Ti15～35％，B15～20％，K2ZrF610～15％。其制造工艺流程为：采用石墨坩埚电阻炉或中频感应炉进行熔化后，加入精炼剂精炼和复合变质剂变质处理，通过机械搅拌制备成尺度为10～50μm的细晶粒硅相均匀弥散的分布在锌基合金组织中。本发明专利技术的高韧性耐磨锌合金在铸态下的力学性能σb450MPa，δ5≥10.5％，HB≥139。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料
，涉及一种含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金，特别是一种含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金制备工艺。
技术介绍
锌铝系铸造合金是近20多年来得到迅速发展的一种新型工程材料。以其良好的机械性能、铸造性能和加工性能、低廉的成本、比重小、熔铸工艺简单、对成形工艺适应性广等优点在国内外得到广泛应用，成为一系列铜基合金的优良代用品，拥有巨大的经济效益和社会效益。我国铜短缺而昂贵，锌则富有而价廉，在我国发展锌合金意义尤为重大。然而，传统的高强度锌基合金存在摩擦系数偏高、耐磨性不够理想、使用温度低的缺点，对于许多受高冲击负荷的工况场合，目前通用的锌基合金〔ZA8，ZA12，ZA27等)的塑韧性尚嫌不足，大大限制了锌合金代铜合金的应用范围。因此，提高其塑韧性能，成为发展锌合金和扩大应用的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述缺点，提供一种高韧性、高硬度，耐磨性好，并且在延展率和韧性方面都比较好的含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金及其制备工艺。采用复合孕育变质处理和半固态铸造技术提高锌铝合金性能。为实现上述目的，本专利技术可以通过以下复合孕育变质剂化学成分的设计和技术来实现: 本专利技术所提供的高韧性高强度耐磨锌合金由基体合金与复合孕育变质剂和精炼剂所组成，其配比为:ZA8或ZA12或ZA27锌基合金98.0 99.0 %，复合变质剂0.5 1.5%,ZnCl2精炼剂0.4 0.5%;其复合变质剂成分的重量百分点比为:La5 10%，Ce5 10%, Y5 10%，Til5 35%，B15 20%，K2ZrF6IO 15%。本专利技术所提供的含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金及其制备工艺，其制造工艺步骤是:1、材料为工业锌锭、工业铝锭、工业镁锭和铜，按照ZA8或ZA12或ZA27锌基合金成分在石墨坩埚电阻炉或中频感应熔化炉石墨坩埚进行熔化，在580 650°C将锌基合金全部熔化后，加入0.2% ZnCl2精炼剂精炼，静置；2、加入0.5 1.5%的复合变质剂，用钟罩压至坩埚底部熔化；3、待全部熔化后再次加入0.2% ZnCl2精炼剂精炼，静置，扒渣除气； 4、将熔化的锌合金在温度为580 650 °C的半固态过共晶中，通过机械搅拌的方式来实现锌基合金相的破碎，则对半固态的过共晶锌基合金进行机械破碎，搅拌速度为300 800rpm，搅拌时间40 60秒，使其成分均匀化。5、将经过机械搅拌后的半固态锌基合金倒入预热的模具中进行压力铸造成型或直接浇铸到砂型或金属型中铸造成锌基合金锭或锌基合金零部件。采用本专利技术方法制得的尺度为10 50 μ m的硅均匀分布在锌基合金组织中，其具体工艺参数的选择，如过共晶锌基合金加热至半固态区域的温度在580 650°C之间的选择取决于对制备效率的要求，若要提高生产效率，半固态区域的温度可以偏上线，这样机械搅拌的时间可以适当缩短。本专利技术的效果在于弥散的微米级硅相在锌铝合金中均匀分布。本专利技术主要特征在于利用半固态法来实现含有细晶粒的高韧性耐磨锌基合金。有益效果与现有技术相比，本专利技术具有如下优点:本专利技术的含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金具有较高的力学性能，在铸态下的力学性能，σ b450MPa，δ 5 ^ 10.5%, HB ^ 139，由于弥散的微米级高体积分数硅相在锌铝合金中均匀分布，从而大幅度的提高了耐磨性能，提高了锌基合金材料使用寿命。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详述。实施例一一种高韧性高强度耐磨锌合金制备工艺，该合金成份为:ΖΑ27锌基合金98.5，复合变质剂1.0%，ZnCl2精炼剂0.5% ;其复合变质剂成分的重量百分点比为:La5 10%，Ce5 10%，Y5 10%、Til5 35%、B15 20%，K2ZrF6IO 15%。其制备方法，包括以下过程:1、材料为工业锌锭、工业铝锭、工业镁锭和铜，按照ZA27锌基合金成分在石墨坩埚电阻炉中进行熔化，在600 630°C将锌基合金全部熔化后，加入0.25% ZnCl2精炼剂精炼；2、加入1.0%的复合变质剂，用钟罩压至坩埚底部熔化；3、待全部熔化后再次加入0.25% ZnCl2精炼剂精炼，静置，扒渣除气；4、将熔化的锌合金在温度为580 650°C的半固态过共晶中，通过机械搅拌的方式来实现锌基合金相的破碎，则对半固态的过共晶锌基合金进行机械破碎，搅拌速度为300 800rpm，搅拌时间40 60秒，使其成分均匀化。5、将经过机械搅拌后的半固态锌基合金倒入预热的模具中进行压力铸造成型或直接浇铸到砂型或金属型中铸造成锌基合金锭或锌基合金零部件。实施例二一种高韧性高强度耐磨锌合金制备工艺，该合金成份为:ZA12锌基合金98.8，复合变质剂0.8%，ZnCl2精炼剂0.4% ;其复合变质剂成分的重量百分点比为:La5 10%，Ce5 10%，Y5 10%、，Τ 15 35%、B15 20%，K2ZrF6IO 15%。其制备方法，包括以下过程:1、材料为工业锌锭、工业铝锭、工业镁锭和铜，按照ZA12锌基合金成分在石墨坩埚电阻炉中进行熔化，在600 630°C将锌基合金全部熔化后，加入0.2% ZnCl2精炼剂精炼，静置；2、加入0.8%的复合变质剂，用钟罩压至坩埚底部熔化； 3、待全部熔化后再次加入0.2% ZnCl2精炼剂精炼，静置，扒渣除气；4、将熔化的锌合金在温度为580 650°C的半固态过共晶中，通过机械搅拌的方式来实现锌基合金相的破碎，则对半固态的过共晶锌基合金进行机械破碎，搅拌速度为400 750rpm，搅拌时间50 60秒，使其成分均匀化。5、将经过机械搅拌后的半固态锌基合金倒入预热的模具中进行压力铸造成型或直接浇铸到砂型或金属型中铸造成锌基合金锭或锌基合金零部件。实施例三一种高韧性高强度耐磨锌合金制备工艺，该合金成份为:ZA8锌基合金99.0,复合变质剂0.6%, ZnCl2精炼剂0.4% ;其复合变质剂成分的重量百分点比为:La5 10%，Ce5 10%，Y5 10%、，Τ 15 35%、B15 20%，K2ZrF6IO 15%。 其制备方法，包括以下过程:1、材料为工业锌锭、工业铝锭、工业镁锭和铜，按照ZA8锌基合金成分在石墨坩埚电阻炉中进行熔化，在600 630°C将锌基合金全部熔化后，加入0.2% ZnCl2精炼剂精炼，静置;2、加入0.6%的复合变质剂，用钟罩压至坩埚底部熔化；3、待全部熔化后再次加入0.2% ZnCl2精炼剂精炼，静置，扒渣除气； 4、将熔化的锌合金在温度为580 650 °C的半固态过共晶中，通过机械搅拌的方式来实现锌基合金相的破碎，则对半固态的过共晶锌基合金进行机械破碎，搅拌速度为450 650rpm,揽拌时间40 50秒，使其成分均勻化。5、将经过机械搅拌后的半固态锌基合金倒入预热的模具中进行压力铸造成型或直接浇铸到砂型或金属型中铸造成锌基合金锭或锌基合金零部件。权利要求1.一种含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金及其制备工艺，其特征在于:所述的含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金由基体合金与复合孕育变质剂和精炼剂所组成，其配比为:ZA8或ZA12或ZA27锌基合金98.0 99.0 %,复合变质剂0.5 1.5 %，ZnCl2精炼剂0.4 0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金及其制备工艺，其特征在于：所述的含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金由基体合金与复合孕育变质剂和精炼剂所组成，其配比为：ZA8或ZA12或ZA27锌基合金98.0～99.0％，复合变质剂0.5～1.5％，ZnCl2精炼剂0.4～0.5％；其复合变质剂成分的重量百分点比为：La5～10％，Ce5～10％，Y5～10％，Ti15～35％，B15～20％，K2ZrF610～15％。本专利技术所提供的含有细晶粒的高韧性耐磨锌合金及其制备工艺，其制造工艺步骤是：1)材料为工业锌锭、工业铝锭、工业镁锭和铜，按照ZA8或ZA12或ZA27锌基合金成分在石墨坩埚电阻炉或中频感应熔化炉石墨坩埚进行熔化，在580～650℃将锌基合金全部熔化后，加入0.2％ZnCl2精炼剂精炼，静置；2)加入0.5～1.5％的复合变质剂，用钟罩压至坩埚底部熔化；3)待全部熔化后再次加入0.2％ZnCl2精炼剂精炼，静置，扒渣除气；4)将熔化的锌合金在温度为580～650℃的半固态过共晶中，通过机械搅拌的方式来实现锌基合金相的破碎，则对半固态的过共晶锌基合金进行机械破碎，搅拌速度为300～800rpm，搅拌时间40～60秒，使其成分均匀化；5)将经过机械搅拌后的半固态锌基合金倒入预热的模具中进行压力铸造成型或直接浇铸到砂型或金属型中铸造成锌基合金锭或锌基合金零部件。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张莹，丁刚，丁家伟，耿德英，谢宗翰，郭洪才，印杰，孙健，唐华平，
申请(专利权)人：江苏新亚特钢锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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