一種Al-Ti-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓鑄鋅合金，特指一種Al-TI-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法。在已有3號鋅合金的基礎上，通過添加Al-Ti-B-RE合金進行變質(zhì)處理，改善其顯微組織，進而提高壓鑄合金的屈服強度、抗拉強度、延伸率、沖擊韌性等力學性能。通過添加Al-Ti-B-RE中間合金變質(zhì)后，3號鋅合金抗拉強度顯著提高，伸長率提高。能為用戶生產(chǎn)出滿足性能要求的壓鑄鋅合金產(chǎn)品，并且適合大批量的變質(zhì)鋅合金生產(chǎn)。
【專利說明】—種A1-T1-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及壓鑄鋅合金，特指一種Al-T1-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法。
【背景技術】
[0002]與其它有色合金相比，鋅合金具有優(yōu)異的鑄造性能及良好的力學性能。壓鑄鋅合金產(chǎn)品有500種以上,廣泛應用在汽車、拖拉機、日用建筑五金、機電設備、儀表儀器、文體玩具等。其中3號鋅合金(GZ3) —向是壓鑄業(yè)的首選材料，它最能平衡物理及機械性能的要求，其優(yōu)異的鑄造性和尺寸持久穩(wěn)定，使超過70%鋅合金壓鑄產(chǎn)品都是用3號鋅合金，3號鋅合金亦特別適合電鍍、噴油及鉻化等表面處理。3號鋅合金的研究與開發(fā)起源于二十世紀初新澤西鋅公司開發(fā)的當時命名為4-3 (Zn-4Al-3Cu)的一種鋅合金，是鋅鋁合金研究開發(fā)出來的第一個標準化的鋅鋁壓鑄合金。從國際鉛鋅組織得到的目前市場上使用最多的鋅鋁系列重力鑄造合金，3號鋅鋁合金方面，目前在國際市場上，由澳大利亞太平洋金屬礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的一澳洲三號(EZDA3)) —鋅合金居于領先地位?！鞍闹奕枴钡目估瓘姸仍?81-387MPa，伸長率在4-5%。目前“澳洲三號”(EZDA)鋅合金每年在粵港地區(qū)銷出10萬余噸，約占該地區(qū)鋅合金進口的80%，由此可知，目前國內(nèi)市場對3號鋅合金的需求量還是很大的?！岸覈?號鋅合金的牌號僅有幾種，且大部分屬于壓力鑄造合金，其中主要牌號，ZZnA14Y、ZZnA14C、ZZnA14C 和 ZZnAlD4?？估瓘姸仍?250_320MPa，伸長率在 1_2%。由于國產(chǎn)3號鋅合金成分和品質(zhì)很不穩(wěn)定，所以在很大程度上不能滿足工業(yè)需求，制約其在工業(yè)上的應用，目前我國的3號鋅合金仍需要大量進口。當前，我國產(chǎn)的3號鋅合金在生成工藝中存在以下問題:
1.國產(chǎn)的3號鋅合金的 金晶粒較粗，晶間容易腐蝕，其物理化學性能較差，在鑄件加工過程中容易開裂變形；
2.國產(chǎn)的3號鋅合金的力學性能比國外力學性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服以上技術問題，本發(fā)明給出了一種變質(zhì)壓鑄鋅合金的熔煉方法，以下為技術方案:
1、熔煉中間變質(zhì)合金
熔煉火炬3號鋅合金-Al-T1-B-RE中間合金，其組成重量百分比如下:火炬3號鋅合金75-80%, Al-T1-B-RE 20-25%。
[0004]先將火炬3號鋅合金和Al-T1-B-RE合金混合物備好，將溫度升高到620°C，60分鐘后，均勻攪拌；保溫15-25分鐘后，澆鑄出爐，出爐溫度600°C。
[0005]2、配料
將配置好的中間變質(zhì)合金成份分析，計算好各元素質(zhì)量比，然后準備所需火炬3號鋅合金、中間變質(zhì)合金，確保準確無誤，其組成重量百分比如下:
火炬3號鋅合金96.9-97.5% ；火炬3號鋅合金-Al-T1-B-RE中間合金 2.5-3.1%。
[0006]3、熔煉
裝料融化:將中間變質(zhì)合金與計算好配比的火炬3號鋅合金備好，將爐溫調(diào)整440°C，加入火炬3號鋅合金進行熔煉，30-50分鐘；調(diào)整溫度450°C，加入火炬3號鋅合金-Al-T1-B-RE中間合金，25-35分鐘，熔煉火炬3號鋅合金-Al-T1-B-RE中間合金時，不要攪拌，防止稀土氧化增加燒損，降低稀土吸收率；
精煉:爐前質(zhì)量檢查，用0.2%的ZnCl2精煉，精煉時間為10-20分鐘。
[0007]出爐:溫度調(diào)整430°C，保溫15-25分鐘，壓鑄，出爐溫度為430°C。
[0008]本發(fā)明技術方案與目前您所知道的或檢索到的最接近本發(fā)明的現(xiàn)有技術中的技術方案相比，本專利不同于一般變質(zhì)壓鑄鋅合金在于:
(I)本專利的技術方法，變質(zhì)劑首先以1:3飛比例稀釋到3號鋅合金中，熔煉中間變質(zhì)合金，然后再壓鑄。
[0009](2)使用添加稀土的Al-T1-B-RE中間合金，有細化晶粒，提高合金的綜合力學性能的益處。
[0010](3)合理控制中間合金的含量，解決添加元素含量對工藝的影響。
[0011]本發(fā)明是在已有火炬3號合金的基礎上，通過添加Al-T1-B-RE合金進行變質(zhì)處理，改善其顯微組織，進而提高壓鑄合金的屈服強度、抗拉強度、延伸率、沖擊韌性等力學性能；通過添加Al-T1-B-RE中間變質(zhì)合金后，火炬3號合金抗拉強度顯著提高，伸長率提高，能為用戶生產(chǎn)出滿足性能要求的壓鑄鋅合金產(chǎn)品，并且適合大批量的變質(zhì)鋅合金生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是為火炬3#-Al-T1-B_RE中間合金凝固組織(空冷)。
[0013]圖2是為加入0.6wt.%A1-T1-B-RE的火炬3號合金凝固組織(空冷)。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明不限于以下實施例，可以根據(jù)質(zhì)量的不同實現(xiàn)多個不同實施例。
[0015]實施案例一
實驗制備200kg變質(zhì)壓鑄鋅合金，其步驟如下:
1、熔煉中間變質(zhì)合金
熔煉火炬3號-Al-T1-B-RE中間合金，其組成重量百分比如下:
火炬3號4.8Kg ；
Al-T1-B-RE 合金 L 2Kg。
[0016](I)先將火炬3號和Al-T1-B-RE混合物備好，將溫度升高到620°C，60分鐘后，均勻攪拌。
[0017](2)保溫15-25分鐘后，澆鑄出爐，出爐溫度600°C。
[0018]2、配料
配置好的中間變質(zhì)合金成份分析，計算好各元素質(zhì)量比及稀土的吸收率。，然后準備所需火炬3號、中間合金，確保準確無誤，其組成重量百分比如下:
火炬3號194Kg ；火炬 3 號-Al-T1-B-RE 合金6Kg。
[0019]3、熔煉
裝料融化:將中間變質(zhì)合金與計算好配比的火炬3號備好，，將爐溫調(diào)整440°C，加入火炬3號進行熔煉，30-50分鐘；調(diào)整溫度450°C，加入火炬3號-Al-T1-B-RE中間合金，25-35分鐘。熔煉火炬3號-Al-T1-B-RE中間變質(zhì)合金時，不要攪拌，防止稀土氧化增加燒損，降低稀土吸收率。模具預熱溫度為130°C，預熱時間為60分鐘；
精煉:爐前質(zhì)量檢查，用0.2%的ZnC12精煉，精煉時間為10-20分鐘。
[0020]4、壓鑄
調(diào)整壓射比壓:50Kg/cm2 ;壓射速度為:2.5m/s ;充模時間為0.01s ;增壓時間為:
1.5s ；;溫度調(diào)整430°C，保溫15-25分鐘，壓鑄，出爐溫度為430°C。將試樣壓鑄成拉伸試樣和沖擊試樣。;拉伸試樣米用標準試樣(GB-228),原始標距尺寸為6.4X 50mm,沖擊試樣為標準的夏比V型無缺口沖擊試樣(GB-229)，尺寸為6.4X6.4 X 350mm。
[0021]實驗結果表明，圖1為Al-T1-B-RE稀釋到火炬3號的組織(SEM-BES)，稀釋效果顯著，Al-T1-B-RE均勻溶到Zn基體中。；從圖2中可以看出試驗合金的鋅ε相以點狀或者小花朵狀分布在基體組織中，而且分布比較均勻；共析組織比較細小，數(shù)量比較多；稀土元素的加入，使ε相和共析相(α + ε )組織明顯地細化，并均勻的彌散在基體組織中；由細晶強化理論知，細小而均勻的組織對應著良好的機械性能，這說明經(jīng)過Al-T1-B-RE合金化處理后的壓鑄鋅合金將具有較好的力學性能。Φ6.4mm的拉伸試樣和D6.4mm的沖擊試樣,在實驗室室溫23°C時，抗拉強度320MPa-335MPa，提高16.3-21.8% ;屈服強度220_230MPa，提高
5.6-8.9%;沖擊功 18-28J，提高 5% 左右；伸長率 2.5-2.8%，提高 12.5-18.1%。
【權利要求】
1.一種Al-T1-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法，其特征在于:通過在火炬3號鋅合金中添加Al-T1-B-RE合金對火炬3號鋅合金進行變質(zhì)處理，改善其顯微組織，進而提高力學性能；所述的Al-T1-B-RE合金是以中間變質(zhì)合金的形式加入，所述中間變質(zhì)合金是由Al-T1-B-RE合金與火炬3號鋅合金按照1:3飛的質(zhì)量比例稀釋到火炬3號鋅合金中，熔煉得到；A1-T1-B-RE合金變質(zhì)的鋅合金中:火炬3號鋅合金96.9-97.5wt%，中間變質(zhì)合金2.5-3.1%。
2.如權利要求1所述的一種Al-T1-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法，其特征在于所述中間變質(zhì)合金的制備方法如下:先將火炬3號鋅合金熔煉和Al-T1-B-RE混合物備好，將溫度升高到620°C，60分鐘后，均勻攪拌；保溫15-25分鐘后，澆鑄出爐，出爐溫度600°C。
3.如權利要求1所述的一種Al-T1-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法，其特征在于所述Al-T1-B-RE合金變質(zhì)的鋅合金采用如下方法制備:將中間變質(zhì)合金與計算好配比的火炬3號鋅合金備好，將爐溫調(diào)整440°C，加入火炬3號鋅合金進行熔煉，30-50分鐘；調(diào)整溫度450°C，加入中間變質(zhì)合金，25-35分鐘；精煉后出爐。
4.如權利要求3所述的一種Al-T1-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法，其特征在于所述精煉指:爐前質(zhì)量檢查，用0.2%的ZnC12精煉，精煉時間為10-20分鐘。
5.如權利要求3所述的一種Al-T1-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法，其特征在于所述出爐指:溫度調(diào)整430°C，保溫15-25分鐘，壓鑄，出爐溫度為430°C。
6.如權利要求3所述的一種Al-T1-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法，其特征在于所述出爐指:熔煉中間變質(zhì)合金時，不要攪拌，防止稀土氧化增加燒損，降低吸收率。
7.如權利要求1所述的一種Al-T1-B-RE合金變質(zhì)鋅合金的方法，其特征在于所述力學性能包括:屈服強度、抗拉強度、延伸率和沖擊`韌性。
【文檔編號】C22C1/03GK103866160SQ201410066134
【公開日】2014年6月18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】吳長軍, 楊廷志, 蘇旭平, 劉亞彭, 浩平 申請人:常州大學