專利名稱：多元銅鈦硼鋅合金型材連續(xù)鑄擠方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋅合金領(lǐng)域，具體來說，涉及一種多元鋅合金，特別是 銅鈦硼鋅系合金的連續(xù)鑄擠方法。
背景技術(shù)：
連續(xù)鑄擠，主要用于鋁合金的型材生產(chǎn)。與單純的鑄造坯料，再進(jìn)行 熱擠壓成型的工藝相比，連續(xù)鑄擠工藝節(jié)能、降耗、而且生產(chǎn)率高、成 本低，建設(shè)周期短，因而逐漸得到廣泛應(yīng)用。
同時(shí)，鋅合金在建筑和工業(yè)部門有著廣泛的應(yīng)用前景，但是，目前國 內(nèi)還沒有鋅合金型材的生產(chǎn)。鋅合金連續(xù)鑄擠之所以沒能發(fā)展起來，除 了產(chǎn)品市場(chǎng)需求因素外，主要原因在于鋅合金本身的物理性質(zhì)和力學(xué)性 能所致
1、 鋅合金熔點(diǎn)低，約42(TC，而鋁的熔點(diǎn)為66(TC，鎂的熔點(diǎn)65(TC;鋅 合金的凝固潛熱少，約24.09卡/克《 °C ，該值為鋁凝固潛熱94.6卡/克 'C的近1/4;為鎂的凝固潛熱89卡/克* 。C的1/3.5;同時(shí)鋅合金的比熱 小，為0.092卡/克* 。C，是鋁比熱0.215卡/克'。C的不足l/2 ，鎂比熱 0.245卡/克* 'C的1/2.5 。也就是說，鋅合金通過熔體凝固以及在溫度降 低過程中所釋放的熱量比鋁和鎂少得多，同時(shí)溫度降低過快，擠壓溫度 范圍難于掌握。
2、 鋅合金的密度大，約為7.14克/立方厘米，而鋁密度為2.7克/立方 厘米，鎂密度為1.74克/立方厘米，所以鋅合金在較低溫度下顯得變形抗 力較大。
3、 鋅合金的脆性區(qū)較多，固然在低溫區(qū)易脆裂(<100攝氏度)，在 高溫區(qū)也有易開裂的傾向。
因此，由于鋅合金存在上述特點(diǎn)而未能成功連續(xù)鑄擠出型材，鑒于此， 提供一種低成本的連續(xù)鑄擠多元鋅合金的方法非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種成本低、
生產(chǎn)率高的多元銅鈦硼鋅合金型材連續(xù)鑄擠方法，該方法包括1) 制備鋅合金熔體將鋅合金熔化并加入鋅合金重量1%-2%的 AlTi3B,作為合金細(xì)化劑細(xì)化晶粒，并經(jīng)除渣、排氣，純化合金熔體；
2) 連續(xù)鑄擠澆鑄鋅合金熔體，并冷卻鋅合金熔體到半固態(tài)的鑄造 溫度，同時(shí)采用擠壓機(jī)對(duì)半固態(tài)凝固后的鋅合金進(jìn)行連續(xù)鑄擠；
其中，澆鑄溫度為420-460°C;澆鑄速度要使得鋅合金不會(huì)半途凝固， 凝固后擠壓溫度為250-30(TC，擠壓輪轉(zhuǎn)速為10-20轉(zhuǎn)/分。
進(jìn)一步地，上述鋅合金為銅鈦硼鋅合金，優(yōu)選具有如下組分的鋅合 金以重量百分比(wt%)計(jì)
銅1.80; 鈦0.12 ;鋁2.90 ;硼0.02;余量為鋅
進(jìn)一步地，所述澆鑄溫度為420-46(TC。擠壓溫度為250-300°C。
本發(fā)明的多元鋅合金連續(xù)鑄擠的方法具有投資少，成本低廉，生產(chǎn)率 高，操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。 實(shí)施例1多元銅鈦硼鋁鋅合金的連續(xù)鑄擠 采用的鋅合金成分為(wt% )
銅1.80; 鈦0.12 ;鋁2.90 ;硼0.02;余量為鋅
澆鑄溫度420-460°C;
連續(xù)擠壓設(shè)備DZJ350擠壓機(jī)(因鋅合金擠壓溫度比鋁合金低,而且 密度較大,所以加大主電機(jī)到180千瓦來提高擠壓力)； 擠壓溫度250—300°C;擠壓輪轉(zhuǎn)速12-15轉(zhuǎn)/分； 具體工藝流程為
鋅合金在感應(yīng)爐或外熱式坩鍋爐中熔煉，使用99.995%高純度鋅錠在 65(TC熔化后，加入鋅-銅-鈦(成分比例為50 : 40 : 10)中間合金6-8kg/ 噸，中間合金完全熔解后，攪拌并用傳統(tǒng)的精煉劑除氣造渣，根據(jù)合金 成分要求及細(xì)化晶粒需要，可加入合金重量1. 5-2. 0%的AlTi3B,精煉細(xì)化 劑，精煉后除渣。熔體除渣后在靜止?fàn)t中去氣，然后經(jīng)流槽，在44(TC左 右澆鑄，此時(shí)在模腔中達(dá)到半固態(tài)，并凝固降溫至30(TC以下，即可進(jìn)行 擠壓，鋅合金擠壓變形抗力較大，故在原DZJ350擠壓機(jī)的基礎(chǔ)上，將主 電機(jī)由160KW加大到180KW。擠壓模為熱作模具鋼H13經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后制 成，用350mm直徑的擠壓輪，轉(zhuǎn)速12-15轉(zhuǎn)/分來控制擠壓速度，過程間 隙一般為1.0-1.5mm，鋅合金經(jīng)擠壓通過模具孔型得到型材，本實(shí)施例為 邊長20mm的直角型材。其中，通過加入鋅合金熔體重量的1%_2%的AlTi3B,合金晶粒細(xì)化劑， 利用了 TiAl:,， Al5Ti2Zn的細(xì)化及晶核作用。B的加入具有結(jié)晶反應(yīng)的異 質(zhì)形核作用，既進(jìn)行合金化也起到細(xì)化晶粒良好效果，從而使合金的在不 同溫度下的塑性、韌性提高， 一些力學(xué)性能如下
溫度(°C) 伸長率 (%)沖擊韌性(焦耳/平方厘米) 208 42 100 49 65 150 66 /
當(dāng)鋅合金在15(TC時(shí)，其塑性仍然達(dá)到60%以上，韌性也足夠，可以擠 壓成型。
上述的實(shí)施例只是用具體的實(shí)例來說明本發(fā)明，它不應(yīng)該理解為是 對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行任何限制。而且，熟悉該技術(shù)的人們可以明白， 在不脫離本發(fā)明精神和原理下，對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的各種等效變化、變型 以及在文中沒有描述的各種改進(jìn)均在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種多元銅鈦硼鋅合金型材連續(xù)鑄擠方法，該方法包括1)制備鋅合金熔體將鋅合金熔化并加入鋅合金重量1％-2％的AlTi3B1作為合金細(xì)化劑細(xì)化晶粒，并經(jīng)除渣、排氣純化合金熔體；2)連續(xù)鑄擠澆鑄鋅合金熔體，得到半固態(tài)鑄造坯料，完全凝固，并冷卻坯料到擠壓開始溫度，同時(shí)采用擠壓機(jī)對(duì)鋅合金進(jìn)行擠壓成型，其中，澆鑄溫度為420-460℃；澆鑄速度要使得鋅合金不會(huì)半途凝固，擠壓溫度為250-300℃，擠壓輪轉(zhuǎn)速為10-20轉(zhuǎn)/分。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋅合金為具有如下組分 的鋅合金以重量百分比計(jì)銅1.80;鈦0.12; 鋁2.90;硼0.02 ;余量為鋅。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述澆鑄溫度為420-46(TC。 擠壓溫度為250-300°C。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多元銅鈦硼鋅合金型材連續(xù)鑄擠方法，該方法包括制備純化并經(jīng)細(xì)化劑進(jìn)行晶粒細(xì)化的鋅合金熔煉步驟和采用擠壓機(jī)進(jìn)行連續(xù)鑄擠的步驟。與原有的先制造坯料，后擠壓的一般型材制造方法相比，本發(fā)明的多元鋅合金連續(xù)鑄擠的方法具有投資少，成本低廉，生產(chǎn)率高，操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23P17/00GK101659003SQ200810146888
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者凱 徐, 飆 徐 申請(qǐng)人:徐 凱;徐 飆