一種角閥用鋅基高鋁合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種角閥用鋅基高鋁合金材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為：鋁13.0-14.5、銅5.0-5.5、鎂2.0-2.3、錳2-2.3、Ho0.02-0.05、Er0.1-0.2、Tm0.002-0.004、Yb0.01-0.03、鋅余量。本發(fā)明通過添加銅、鎂、鋁，不僅使合金晶粒細化，提高了鋅合金的機械性能，而且提高了耐腐蝕性能；通過添加Ho、Er、Tm、Yb，進一步改變細化結晶組織，使合金耐磨性提高；通過添加錳，使得合金易切削，該合金適用于制作角閥，性價比高，經(jīng)濟效益好本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種角閥用鋅基高鋁合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬合金材料的制造領域，尤其涉及一種角閥用鋅基高鋁合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鋅合金的性能優(yōu)良，具有鑄造性能好，可以壓鑄形狀復雜、薄壁的精密件，鑄件表面光滑；可進行表面處理:電鍍、噴涂、噴漆、拋光、研磨等；熔化與壓鑄時不吸鐵，不腐蝕壓型，不粘模；有很好的常溫機械性能和耐磨性等諸多優(yōu)點。
[0003]目前三角閥主要使用黃銅，黃銅密度大，重量大，而且成本較高；也有使用鋁合金制作三角閥的，但是一般的鋁合金的耐腐蝕性不夠，且容易磨損，使用壽命短，性價比還是不聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種角閥用鋅基高鋁合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有強度高、耐磨性好、易切削的優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
一種角閥用鋅基高鋁合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋁 13.0-14.5、銅 5.0 -5.5、鎂 2.0-2.3、錳 2-2.3、Ho0.02-0.05、Er0.1-0.2、Tm0.002-0.004、Yb0.01-0.03、鋅余量。
[0006]所述的角閥用鋅基高鋁合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準備純鋅與廢鋅合金按1:0.3-0.5比例作為鋅基質(zhì)來源，將純鋅加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鋅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鋁、鎂；(2)銅、錳；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為21-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0007]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以180_190°C /小時速率升溫至280_290°C，保溫40-60分鐘，再以180-190 °C /小時速率升溫至400-420 °C，保溫40-60分鐘，再以180-190 °C /小時速率升溫至620-630 V，保溫2_3小時；再用80-90 V清水冷卻至80-100°C，再自然冷卻至室溫；再以180-190°C /小時速率升溫至280_290°C，保溫40-60分鐘，再以180-190°C /小時速率升溫至400-420°C，保溫40-60分鐘，再以180_190°C /小時速率升溫至620-630°C，保溫2-4小時；用80_90°C清水冷卻至120_140°C，取出空冷即得。
[0008]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:粘土 10-12、剛玉粉3-4、氮化鋁5_6、高嶺土 8-10、天青石1-2、樹木灰燼1-2、氫氧化鋁8-10、玉石粉3_4、蒙脫石1_2、螢石粉
3-4、碳酸韓粉4_5、Bi2O3 2-3 ;其制備方法是將粘土、剛玉粉、氮化招、聞嶺土、天青石、樹木灰燼、氫氧化鋁、玉石粉、蒙脫石混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0009]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明通過添加銅、鎂、鋁，不僅使合金晶粒細化，提高了鋅合金的機械性能，而且提高了耐腐蝕性能；通過添加Ho、Er、Tm、Yb，進一步改變細化結晶組織，使合金耐磨性提高；通過添加錳，使得合金易切削，該合金適用于制作角閥，性價比高，經(jīng)濟效益好。通過合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，使用廢鋅作為原料，力學性能好，合金品質(zhì)均一。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【具體實施方式】
[0010]一種角閥用鋅基高鋁合金材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋁13.0-14.5、銅 5.0-5.5、鎂 2.0-2.3、錳 2-2.3、Ho0.02-0.05、Er0.1-0.2、Tm0.002-0.004、Yb0.01-0.03、鋅余量。
[0011]所述的角閥用鋅基高鋁合金材料的生產(chǎn)方法為:
(1)、準備純鋅與廢鋅合金按1:0.4比例作為鋅基質(zhì)來源，將純鋅加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鋅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鋁、鎂；(2)銅、錳；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0012]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以185°C /小時速率升溫至285°C，保溫50分鐘，再以185°C/小時速率升溫至410°C，保溫50分鐘，再以185°C /小時速率升溫至625°C，保溫2.5小時；再用85°C清水冷卻至90°C，再自然冷`卻至室溫；再以185°C /小時速率升溫至285°C，保溫50分鐘，再以185°C /小時速率升溫至410°C，保溫50分鐘，再以185°C /小時速率升溫至625°C，保溫3小時；用80-90°C清水冷卻至130°C，取出空冷即得。
[0013]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:粘土 10、剛玉粉4、氮化鋁5、高嶺土 8、天青石1、樹木灰燼2、氫氧化鋁8、玉石粉4、蒙脫石1、螢石粉4、碳酸鈣粉4、Bi2O3
3;其制備方法是將粘土、剛玉粉、氮化鋁、高嶺土、天青石、樹木灰燼、氫氧化鋁、玉石粉、蒙脫石混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0014]本實施例角閥用鋅基高鋁合金材料，抗拉強度6 b為380Mpa，硬度值HB為98，沖擊韌性(J/cm2)42。
【權利要求】
1.一種角閥用鋅基高鋁合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋁 13.0-14.5、銅 5.0-5.5、鎂 2.0-2.3、錳 2-2.3、Ho0.02-0.05、Er0.1-0.2、Tm0.002-0.004、Yb0.01-0.03、鋅余量。
2.根據(jù)權利要求1所述的角閥用鋅基高鋁合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準備純鋅與廢鋅合金按1:0.3-0.5比例作為鋅基質(zhì)來源，將純鋅加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鋅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鋁、鎂；(2)銅、錳；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為21-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權利要求2所述的角閥用鋅基高鋁合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以180-190°C /小時速率升溫至280-290°C，保溫40-60分鐘，再以180-190°C /小時速率升溫至400-420°C，保溫40-60分鐘，再以180_190°C /小時速率升溫至620-630°C，保溫2-3小時；再用80_90°C清水冷卻至80-100°C，再自然冷卻至室溫；再以180-190°C /小時速率升溫至280-290°C，保溫40-60分鐘，再以180_190°C /小時速率升溫至400-420°C，保溫40-60分鐘，再以180_190°C /小時速率升溫至620_630°C，保溫2_4小時；用80-90°C清水冷卻至120-140°C，取出空冷即得。
4.根據(jù)權利要求2所述的角閥用鋅基高鋁合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:粘土 10-12、剛玉粉3-4、氮化鋁5-6、高嶺土 8-10、天青石1-2、樹木灰燼1-2、氫氧化鋁8-10、玉石粉3-4、蒙脫石1_2、螢石粉3_4、碳酸鈣粉4_5、Bi203`2-3;其制備方法是將粘土、剛玉粉、氮化鋁、高嶺土、天青石、樹木灰燼、氫氧化鋁、玉石粉、蒙脫石混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
【文檔編號】C22C18/04GK103882262SQ201410064612
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權日:2014年2月26日
【發(fā)明者】劉孝峰 申請人:蚌埠市英路光電有限公司