本发明属于机械锻造技术领域,具体地,涉及一种锌合金及锻造方法。
背景技术:
以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等。锌合金熔点低,流动性好,易熔焊,钎焊和塑性加工,在大气中耐腐蚀,残废料便于回收和重熔;但蠕变强度低,易发生自然时效引起尺寸变化。熔融法制备,压铸或压力加工成材。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。
锌合金的主要添加元素有铝,铜和镁等。锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类。铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等。
现有技术中,锻造工艺参数对含锌合金来说并不合理,在锻造过程中极易造成合金开裂报废,成品率很低,带来了很大程度的经济浪费。另外,现有锻造方法的工艺参数选择不合理,也损害了合金的微观组织结构,影响了合金的耐腐蚀性能,所制备的材料不能满足市场要求。
技术实现要素:
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的一方面是提供一种锌合金,一方面还提供一种制备该锌合金的方法。
本发明提供的锌合金耐腐蚀,锻造过程中不易造成合金开裂报废,成品率很高,节约资源,降低成本。另外,锻造方法的工艺参数选择合理,保护了合金的微观组织结构,提高了合金的耐腐蚀性能,所制备的材料能够满足市场要求。
根据本发明一方面提供的一种锌合金,所述锌合金包括如下重量份数的组分:
锌30-55份、sic1-9份、氧化锆7-23份、铝12-17份、镉7-12份、钛11-13份和抗氧化剂1-4份。
优选地,所述锌合金包括如下重量份数的组分:锌30-45份、sic1-6份、氧化锆7-13份、铝12-14份、镉9-12份、钛11-12份和抗氧化剂2-4份。
优选地,所述锌合金包括如下重量份数的组分:锌36份、sic4份、氧化锆11份、铝13份、镉11份、钛11份和抗氧化剂3份。
优选地,所述抗氧剂由碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉组成的混合物,其中碳化硼质量分数≥9%。
一方面提供的一种锌合金的制备方法,所述锌合金的制备方法包括如下步骤:
所述锌合金的锻造方法包括如下步骤:
(1)选材
锻造时根据工艺要求选择锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭;
(2)预热
将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭放置到低温炉中进行慢火预热,当达到
100-200℃时,将锻件进行保温1-2h;
(3)锻件加热
将预热后的锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭置于加热炉内,加热至温度t1并保温1-2h,然后以锻造比y1锻造,得到锻坯,其中,t1为380±20℃,3.5<y1<5.0;
(4)再次加热
将所述锻坯置于所述加热炉内,加热至温度t2并保温1-2h,然后以锻造比y2锻造,得到成品锻件,其中,380±20℃,2.5<y2<3.5;
(5)冷却
将加热后的锻件进行冷水处理降温;
(6)酸洗
在9-16%硝酸溶液中进行酸洗,温度为20-30℃,然后用清水冲洗2-4次,即可。
优选地,在所述预热前,将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的表层进行修磨处理,去除表面缺陷。
优选地,所述的锻件加热时采用燃气加热,所述燃料和空气的体积比设为1:6。
优选地,所述锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的生产工艺采用半连续铸锭工艺。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明通过调整锻造工艺,并控制锻造过程中各个工艺阶段的保温温度及锻造比,寻找出适合锌合金的锻造方法,从而克服了现有技术锻造过程开裂等缺陷,能够有效提高成品率,还能提高合金的耐腐蚀性能;
(2)本发明提供的锌合金耐腐蚀,锻造过程中不易造成合金开裂报废,成品率很高,节约资源,降低成本。另外,锻造方法的工艺参数选择合理,保护了合金的微观组织结构,提高了合金的耐腐蚀性能,所制备的材料能够满足市场;
(3)本发明降温处理后的锻件,在9-16%硝酸溶液中进行酸洗,酸处理后能够强力去除锻件表面的氧化层,使得锻件表面光亮,同时为了防止锻件为过度腐蚀。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明的目的一方面是提供一种锌合金,一方面还提供一种制备该锌合金的方法。
本发明提供的锌合金耐腐蚀,锻造过程中不易造成合金开裂报废,成品率很高,节约资源,降低成本。另外,锻造方法的工艺参数选择合理,保护了合金的微观组织结构,提高了合金的耐腐蚀性能,所制备的材料能够满足市场要求。
根据本发明一方面提供的一种锌合金,所述锌合金包括如下重量份数的组分:
锌30-55份、sic1-9份、氧化锆7-23份、铝12-17份、镉7-12份、钛11-13份和抗氧化剂1-4份。
优选地,所述锌合金包括如下重量份数的组分:锌30-45份、sic1-6份、氧化锆7-13份、铝12-14份、镉9-12份、钛11-12份和抗氧化剂2-4份。
优选地,所述锌合金包括如下重量份数的组分:锌36份、sic4份、氧化锆11份、铝13份、镉11份、钛11份和抗氧化剂3份。
优选地,所述抗氧剂由碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉组成的混合物,其中碳化硼质量分数≥9%。
一方面提供的一种锌合金的制备方法,所述锌合金的制备方法包括如下步骤:
所述锌合金的锻造方法包括如下步骤:
(1)选材
锻造时根据工艺要求选择锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭;
(3)预热
将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭放置到低温炉中进行慢火预热,当达到
100-200℃时,将锻件进行保温1-2h;
(3)锻件加热
将预热后的锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭置于加热炉内,加热至温度t1并保温1-2h,然后以锻造比y1锻造,得到锻坯,其中,t1为380±20℃,3.5<y1<5.0;
(5)再次加热
将所述锻坯置于所述加热炉内,加热至温度t2并保温1-2h,然后以锻造比y2锻造,得到成品锻件,其中,380±20℃,2.5<y2<3.5;
(5)冷却
将加热后的锻件进行冷水处理降温;
(6)酸洗
在9-16%硝酸溶液中进行酸洗,温度为20-30℃,然后用清水冲洗2-4次,即可。
优选地,在所述预热前,将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的表层进行修磨处理,去除表面缺陷。
优选地,所述的锻件加热时采用燃气加热,所述燃料和空气的体积比设为1:6。
优选地,所述锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的生产工艺采用半连续铸锭工艺。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明通过调整锻造工艺,并控制锻造过程中各个工艺阶段的保温温度及锻造比,寻找出适合锌合金的锻造方法,从而克服了现有技术锻造过程开裂等缺陷,能够有效提高成品率,还能提高合金的耐腐蚀性能;
(2)本发明提供的锌合金耐腐蚀,锻造过程中不易造成合金开裂报废,成品率很高,节约资源,降低成本。另外,锻造方法的工艺参数选择合理,保护了合金的微观组织结构,提高了合金的耐腐蚀性能,所制备的材料能够满足市场;
(3)本发明降温处理后的锻件,在9-16%硝酸溶液中进行酸洗,酸处理后能够强力去除锻件表面的氧化层,使得锻件表面光亮,同时为了防止锻件为过度腐蚀。
实施例1
本实施例一方面提供的一种锌合金,所述锌合金包括如下重量份数的组分:所述锌合金包括如下重量份数的组分:锌55份、sic1份、氧化锆23份、铝12份、镉12份、钛11份和抗氧化剂4份。
所述抗氧剂由碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉组成的混合物,其中碳化硼质量分数≥9%。
一方面提供的一种锌合金的制备方法,所述锌合金的制备方法包括如下步骤:
所述锌合金的锻造方法包括如下步骤:
(1)选材
锻造时根据工艺要求选择锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭;
(4)预热
将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭放置到低温炉中进行慢火预热,当达到
200℃时,将锻件进行保温1-2h;
(3)锻件加热
将预热后的锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭置于加热炉内,加热至温度t1并保温1-2h,然后以锻造比y1锻造,得到锻坯,其中,t1为400℃,3.5<y1<5.0;
(6)再次加热
将所述锻坯置于所述加热炉内,加热至温度t2并保温1-2h,然后以锻造比y2锻造,得到成品锻件,其中,400℃,2.5<y2<3.5;
(5)冷却
将加热后的锻件进行冷水处理降温;
(6)酸洗
在9%硝酸溶液中进行酸洗,温度为30℃,然后用清水冲洗2次,即可。
在所述预热前,将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的表层进行修磨处理,去除表面缺陷。
所述的锻件加热时采用燃气加热,所述燃料和空气的体积比设为1:6。
所述锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的生产工艺采用半连续铸锭工艺。
实施例2
本实施例一方面提供的一种锌合金,所述锌合金包括如下重量份数的组分:所述锌合金包括如下重量份数的组分:锌30份、sic9份、氧化锆7份、铝17份、镉7份、钛13份和抗氧化剂1份。
所述抗氧剂由碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉组成的混合物,其中碳化硼质量分数≥9%。
一方面提供的一种锌合金的制备方法,所述锌合金的制备方法包括如下步骤:
所述锌合金的锻造方法包括如下步骤:
(1)选材
锻造时根据工艺要求选择锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭;
(5)预热
将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭放置到低温炉中进行慢火预热,当达到
100-200℃时,将锻件进行保温1-2h;
(3)锻件加热
将预热后的锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭置于加热炉内,加热至温度t1并保温1-2h,然后以锻造比y1锻造,得到锻坯,其中,t1为360℃,3.5<y1<5.0;
(7)再次加热
将所述锻坯置于所述加热炉内,加热至温度t2并保温1-2h,然后以锻造比y2锻造,得到成品锻件,其中,360℃,2.5<y2<3.5;
(5)冷却
将加热后的锻件进行冷水处理降温;
(6)酸洗
在9%硝酸溶液中进行酸洗,温度为30℃,然后用清水冲洗2次,即可。
在所述预热前,将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的表层进行修磨处理,去除表面缺陷。
所述的锻件加热时采用燃气加热,所述燃料和空气的体积比设为1:6。
所述锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的生产工艺采用半连续铸锭工艺。
实施例3
本实施例一方面提供的一种锌合金,所述锌合金包括如下重量份数的组分:所述锌合金包括如下重量份数的组分:锌45份、sic1份、氧化锆13份、铝12份、镉12份、钛11份和抗氧化剂4份。
优选地,所述抗氧剂由碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉组成的混合物,其中碳化硼质量分数≥9%。
一方面提供的一种锌合金的制备方法,所述锌合金的制备方法包括如下步骤:
所述锌合金的锻造方法包括如下步骤:
(1)选材
锻造时根据工艺要求选择锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭;
(2)预热
将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭放置到低温炉中进行慢火预热,当达到
150℃时,将锻件进行保温1-2h;
(3)锻件加热
将预热后的锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭置于加热炉内,加热至温度t1并保温1-2h,然后以锻造比y1锻造,得到锻坯,其中,t1为390℃,3.5<y1<5.0;
(4)再次加热
将所述锻坯置于所述加热炉内,加热至温度t2并保温1-2h,然后以锻造比y2锻造,得到成品锻件,其中,380±20℃,2.5<y2<3.5;
(5)冷却
将加热后的锻件进行冷水处理降温;
(6)酸洗
在11%硝酸溶液中进行酸洗,温度为25℃,然后用清水冲洗3次,即可。
在所述预热前,将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的表层进行修磨处理,去除表面缺陷。
所述的锻件加热时采用燃气加热,所述燃料和空气的体积比设为1:6。
优选地,所述锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的生产工艺采用半连续铸锭工艺。
实施例4
本实施例一方面提供的一种锌合金,所述锌合金包括如下重量份数的组分:所述锌合金包括如下重量份数的组分:锌45份、sic1份、氧化锆13份、铝12份、镉12份、钛11份和抗氧化剂4份。
优选地,所述抗氧剂由碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉组成的混合物,其中碳化硼质量分数≥9%。
一方面提供的一种锌合金的制备方法,所述锌合金的制备方法包括如下步骤:
所述锌合金的锻造方法包括如下步骤:
(1)选材
锻造时根据工艺要求选择锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭;
(2)预热
将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭放置到低温炉中进行慢火预热,当达到
100-200℃时,将锻件进行保温1-2h;
(3)锻件加热
将预热后的锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭置于加热炉内,加热至温度t1并保温1-2h,然后以锻造比y1锻造,得到锻坯,其中,t1为370℃,3.5<y1<5.0;
(4)再次加热
将所述锻坯置于所述加热炉内,加热至温度t2并保温1-2h,然后以锻造比y2锻造,得到成品锻件,其中,370℃,2.5<y2<3.5;
(5)冷却
将加热后的锻件进行冷水处理降温;
(6)酸洗
在15%硝酸溶液中进行酸洗,温度为28℃,然后用清水冲洗4次,即可。
在所述预热前,将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的表层进行修磨处理,去除表面缺陷。
所述的锻件加热时采用燃气加热,所述燃料和空气的体积比设为1:6。
所述锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的生产工艺采用半连续铸锭工艺。
实施例5
本实施例一方面提供的一种锌合金,所述锌合金包括如下重量份数的组分:所述锌合金包括如下重量份数的组分:锌36份、sic4份、氧化锆11份、铝13份、镉11份、钛11份和抗氧化剂3份。
优选地,所述抗氧剂由碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉、氮化硅粉组成的混合物,其中碳化硼质量分数≥9%。
一方面提供的一种锌合金的制备方法,所述锌合金的制备方法包括如下步骤:
所述锌合金的锻造方法包括如下步骤:
(1)选材
锻造时根据工艺要求选择锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭;
(2)预热
将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭放置到低温炉中进行慢火预热,当达到
100-200℃时,将锻件进行保温1-2h;
(3)锻件加热
将预热后的锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭置于加热炉内,加热至温度t1并保温1-2h,然后以锻造比y1锻造,得到锻坯,其中,t1为360℃,3.5<y1<5.0;
(4)再次加热
将所述锻坯置于所述加热炉内,加热至温度t2并保温1-2h,然后以锻造比y2锻造,得到成品锻件,其中,360℃,2.5<y2<3.5;
(5)冷却
将加热后的锻件进行冷水处理降温;
(6)酸洗
在14%硝酸溶液中进行酸洗,温度为28℃,然后用清水冲洗4次,即可。
在所述预热前,将锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的表层进行修磨处理,去除表面缺陷。
所述的锻件加热时采用燃气加热,所述燃料和空气的体积比设为1:6。
所述锌铸锭、铝铸锭、镉铸锭、钛铸锭的生产工艺采用半连续铸锭工艺。