一种显著改善锌铝合金显微组织的工艺方法
【专利摘要】一种显著改善锌铝合金显微组织的工艺方法，属于锌铝合金制备【技术领域】，其特征为：以工业铝锭A00号、锌锭0号、电解铜、结晶硅、TiNi合金、纯镁为原料，按比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。采用普通金属型铸造方法，以及对铸型施加整体振动。振动装置采用机械激振（频率50Hz，振幅20mm）装置。将金属型铸型放在振动台上，边振动边浇铸，将熔炼好的锌铝合金溶液浇铸成棒状试样毛坯，尺寸为Φ50mm，长400mm，然后加工成国家标准试棒进行力学性能测试，再通过线切割在毛坯上取样加工出金相试样进行组织观测。
【专利说明】一种显著改善锌铝合金显微组织的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于锌铝合金制备【技术领域】，特指一种显著改善锌铝合金显微组织的工艺 方法。
【背景技术】
[0002] 铝锌合金的应用开发是20世纪80、90年代，是金属材料研究领域的热点之一。这 是因为作为铜、锡及其合金的代用材料，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。但是，锌铝合金也存在一些缺陷， 比如在高温（>100?)时强度低、易发生蠕变、热膨胀系数大、成分偏析严重、底缩等。多年 来，人们为克服这些缺点以便扩大其应用范围进行了不懈的努力。在改进铝锌合金组织和 性能方面，采用加入合金元素、凝固时施加振动场等手段直接控制合金凝固过程，在改善合 金组织和性能方面取得了比较理想的效果，其主要表现在细化合金组织，提高致密度，从而 提高了合金力学性能及其微观组织的均匀性。
[0003] 本发明开发出一种显著改善锌铝合金显微组织的工艺方法。
【发明内容】
[0004] 本发明开发出一种显著改善锌铝合金显微组织的工艺方法，其特征为：以工业 铝锭A00号、锌锭0号、电解铜、结晶硅、TiNi合金、纯镁为原料。成分为A126-28wt%、 Cu2· 2_2. 8wt% (以含铜50wt%的铝铜中间合金形式加入)、Sil. 0-1. 5wt% (以含硅28wt% 的铝硅中间合金形式加入)、TiNi合金（以含钛45wt%、镍55wt%的合金形式加入)、纯 MgO. 01-0. 02wt%、余量是Zn的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。熔炼工艺为：加入 银键、错铜中间合金、错娃中间合金、镍钛中间合金、锌锭，升温至600?650 °C时保温6min_8 min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，用含金属液〇. 2wt %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-lOmin后扒渣除 气，待温度为560°C _580°C时进行浇注。铸造工艺为：采用普通金属型铸造方法，并对铸型 整体施加振动。振动装置采用机械激振(频率50Hz，振幅20mra)装置。将金属型铸型放在振 动台上，边振动边浇铸，待合金凝固后关闭振动台，铸型棒材尺寸为Φ50πιιη，长400mm。
[0005] 根据TiNi合金加入量的不同（加入量分别为0wt%、0. 2wt%、0. 4wt%、0. 6wt%、 0.8wt%、1.0wt%、l_2wt%)，浇铸出七组锌铝合金棒材毛坯，然后将棒材加工成国家标准试 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，力学性能如表1所示。 再在棒材截面中心位置上取样，通过线切割加工出金相试样，试样尺寸：长19. 5mmX宽 lOmmX高anra。利用水磨砂纸(砂纸型号：2〇0#到12〇0#)对试样进行粗磨后，再进行机械 抛光，随后腐蚀试样抛光面，腐蚀液：体积分数均为5wt%的HC1、HN0 3及HF的混合水溶液。 金相组织的观察在NIKONPIPHOT300型金相显微镜上进行。
[0006] 表1 TiNi合金加入量对锌铝合金力学性能的影响。
【权利要求】
1. 一种显著改善锌铝合金显微组织的工艺方法，其特征为：以工业铝锭A00号、锌锭 〇号、电解铜、结晶硅、TiNi合金、纯镁为原料；成分为A126-28wt%、Cu2. 2-2. 8wt%以含铜 50wt%的铝铜中间合金形式加入、Sil. 0-1. 5wt%以含硅28wt%的铝硅中间合金形式加入、 TiNi合金以含钛45wt%、镍55wt%的合金形式加入、纯MgO. 01-0. 02wt%、余量是Zn的比例 称重后在中频感应熔炼炉中熔炼；熔炼工艺为：加入铝锭、铝铜中间合金、铝硅中间合金、 镍钛中间合金、锌锭，升温至60(T650°C时保温6min-8 min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，用含金属液〇. 2wt %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时进行浇 注；铸造工艺为：采用普通金属型铸造方法，并对铸型整体施加振动，振动装置采用机械激 振(频率50Hz，振幅20mm)装直，将金属型铸型放在振动台上，边振动边烧铸，待合金凝固后 关闭振动台，铸型棒材尺寸为〇50mm，长400mm ;根据TiNi合金加入量的不同，加入量分别 为 0 wt %、0.2 wt %、0.4 wt %、0.6 wt %、0.8 wt %、L0 wt %、L2 wt %，浇铸出七组锌铝 合金棒材毛坯，然后将棒材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；再在棒材截面中心位置上取样，通过线切割加工出金相试样，试样尺 寸：长19. 5mmX宽10mmX高8mm ;利用水磨砂纸，砂纸型号：200#到1200#，对试样进行粗 磨后，再进行机械抛光，随后腐蚀试样抛光面，腐蚀液：体积分数均为5%的HC1、ΗΝ0 3及HF 的混合水溶液，金相组织的观察在NIK0NPIPH0T300型金相显微镜上进行。
2. 根据权利要求1所述一种显著改善锌铝合金显微组织的工艺方法，加入0. 8%的 TiNi合金试样的抗拉强度448MPa，伸长率5. 7%，显微硬度149HV。
3. 根据权利要求1所述一种显著改善锌铝合金显微组织的工艺方法，加入0. 8%的 TiNi合金试样的显微组织最好，晶粒细小且组织致密。
【文档编号】C22C1/03GK104232998SQ201310231282
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月12日 优先权日:2013年6月12日
【发明者】王怀庆, 李晓薇, 司松海, 刘光磊, 杨嵩 申请人:镇江忆诺唯记忆合金有限公司