一种压铸锌合金及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料领域，具体是一种压铸锌合金及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002]现有压铸用锌合金材料通常包括铝、铁、铜、锌等成分，由于合金中各元素的含量不同，因此各元素在合金中空间分布差异较大，导致各合金综合性能不同，特别是力学性能上差异较大。铸造过程容易出现疏松、偏析等缺陷，并且其使用温度也较低，常常由于重载条件下摩擦磨损所产生的大量放热使得零部件温度过热而难以使用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种适用于高温重载工作的压铸用的锌合金及其制备方法和用途，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种压铸锌合金，由以下按照质量百分比的成分组成:锌25-35%、钴1.5-5.5%、铜 2-10%、镧 1.2-3.6%、铬 1-5%、铝 8_15%、锰 0.3-2.5%、镨 0.1-1.5%、镍 0.3-0.7%、硅0.1-0.8%、镉 0.1-0.8%、镓 1.3-2.3%，余量为铁。
[0005]作为本发明的进一步方案，本发明由以下按照质量百分比的成分组成:锌28-32%、钴 2.5-4%、铜 4_8%、镧 2-2.8%、铬 2_4%、铝 10-12%、锰 1.5-1.8%、镨 0.6-1.1%、镍0.4-0.6%、硅 0.3-0.6%、镉 0.3-0.7%、镓 1.6-2%,余量为铁。
[0006]作为本发明的进一步方案，本发明由以下按照质量百分比的成分组成:锌30%、钴3.2%、铜 6%、镧 2.4%、铬 3%、铝 11%、锰 1.6%、镨 0.8%、镍 0.5%、硅 0.4%、镉 0.5%、镓 1.9%，余量为铁。
[0007]本发明还提供一种压铸锌合金的制备方法，包括以下步骤:
1)将锌、钴、铜、铁、铝放入真空熔炼炉坩祸中，抽真空至9.2X10-2Pa以上，开始升温，待温度升至900-950°C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4.5X104Pa ;然后继续升温至1250-130(TC，待锌、钴、铁、铜完全溶解后，开始在锌、钴、铜、铁、铝合金液中充入惰性气体并搅拌35-40分钟，将合金液冷却，得到中间合金；
2)将中间合金与其他剩余组分加入到真空熔炼炉坩祸中，抽真空至9X10-2Pa以上，开始升温，待温度升至900-950 °C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4X104Pa ;然后继续升温至1400-1450°C，待合金完全溶解，精炼静置30-35分钟后，检验熔体成分合格后即得精炼液；
3)将精炼液降温至700-750°C后压铸到经过预热至250-300°C的模具型腔中，其中充型开始时的精炼液熔体流速为0.4m/s、铸造压力为75MPa，充型率超过65%后，提高精炼液的熔体流速至2.5m/s、铸造压力为105MPa，直至充型压铸结束；
4)热处理:将压铸铸件在450°C条件下均匀化30-35h后水淬至室温后，再升温至170-175°C进行13-15h的时效处理，即得压铸用的锌合金。
[0008]所述的压铸锌合金在制备压铸件中的用途。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明中各成分及含量的合理配置，保证锌合金具有足够的力学性能，不但具有优异的常温力学性能，而且优化了压铸的工艺参数和精炼时惰性气体压力参数，即便在超过150°C的条件下仍能满足使用要求，特别适用于制备高温重载工作条件下的压铸件的硬度要求。
【具体实施方式】
[0010]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0011]一种压铸锌合金，由以下按照质量百分比的成分组成:锌25-35%、钴1.5-5.5%、铜 2-10%、镧 1.2-3.6%、铬 1-5%、铝 8_15%、锰 0.3-2.5%、镨 0.1-1.5%、镍 0.3-0.7%、硅0.1-0.8%、镉 0.1-0.8%、镓 1.3-2.3%，余量为铁。
[0012]作为本发明的进一步方案，本发明由以下按照质量百分比的成分组成:锌28-32%、钴 2.5-4%、铜 4_8%、镧 2-2.8%、铬 2_4%、铝 10-12%、锰 1.5-1.8%、镨 0.6-1.1%、镍0.4-0.6%、硅 0.3-0.6%、镉 0.3-0.7%、镓 1.6-2%,余量为铁。
[0013]作为本发明的进一步方案，本发明由以下按照质量百分比的成分组成:锌30%、钴3.2%、铜 6%、镧 2.4%、铬 3%、铝 11%、锰 1.6%、镨 0.8%、镍 0.5%、硅 0.4%、镉 0.5%、镓 1.9%，余量为铁。
[0014]本发明还提供一种压铸锌合金的制备方法，包括以下步骤:
1)将锌、钴、铜、铁、铝放入真空熔炼炉坩祸中，抽真空至9.2X10-2Pa以上，开始升温，待温度升至900-950°C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4.5X104Pa ;然后继续升温至1250-130(TC，待锌、钴、铁、铜完全溶解后，开始在锌、钴、铜、铁、铝合金液中充入惰性气体并搅拌35-40分钟，将合金液冷却，得到中间合金；
2)将中间合金与其他剩余组分加入到真空熔炼炉坩祸中，抽真空至9X10-2Pa以上，开始升温，待温度升至900-950 °C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4X104Pa ;然后继续升温至1400-1450°C，待合金完全溶解，精炼静置30-35分钟后，检验熔体成分合格后即得精炼液；
3)将精炼液降温至700-750°C后压铸到经过预热至250-300°C的模具型腔中，其中充型开始时的精炼液熔体流速为0.4m/s、铸造压力为75MPa，充型率超过65%后，提高精炼液的熔体流速至2.5m/s、铸造压力为105MPa，直至充型压铸结束；
4)热处理:将压铸铸件在450°C条件下均匀化30-35h后水淬至室温后，再升温至170-175°C进行13-15h的时效处理，即得压铸用的锌合金。
[0015]作为本发明的进一步方案，本发明所述的压铸锌合金在制备压铸件中的用途。
[0016]实施例1
本发明实施例中，一种压铸锌合金，由以下按照质量百分比的成分组成:锌30%、钴3.2%、铜 6%、镧 2.4%、铬 3%、铝 11%、锰 1.6%、镨 0.8%、镍 0.5%、硅 0.4%、镉 0.5%、镓 1.9%，余量为铁。
[0017]本发明还提供一种压铸锌合金的制备方法，包括以下步骤:
1)将锌、钴、铜、铁、铝放入真空熔炼炉坩祸中，抽真空至9.2X10-2Pa以上，开始升温，待温度升至900-950°C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4.5X104Pa ;然后继续升温至1250-130(TC，待锌、钴、铁、铜完全溶解后，开始在锌、钴、铜、铁、铝合金液中充入惰性气体并搅拌35-40分钟，将合金液冷却，得到中间合金；
2)将中间合金与其他剩余组分加入到真空熔炼炉坩祸中，抽真空至9X10-2Pa以上，开始升温，待温度升至900-950 °C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4X104Pa ;然后继续升温至1400-1450°C，待合金完全溶解，精炼静置30-35分钟后，检验熔体成分合格后即得精炼液；
3)将精炼液降温至700-750°C后压铸到经过预热至250-300°C的模具型腔中，其中充型开始时的精炼液熔体流速为0.4m/s、铸造压力为75MPa，充型率超过65%后，提高精炼液的熔体流速至2.5m/s、铸造压力为105MPa，直至充型压铸结束；
4)热处理:将压铸铸件在450°C条件下均匀化30-35h后水淬至室温后，再升温至170-175°C进行13-15h的时效处理，即得压铸用的锌合金。
[0018]作为本发明的进一步方案，本发明所述的压铸锌合金在制备压铸件中的用途。
[0019]本发明中各成分及含量的合理配置，保证锌合金具有足够的力学性能，不但具有优异的常温力学性能，而且优化了压铸的工艺参数和精炼时惰性气体压力参数，即便在超过150°C的条件下仍能满足使用要求，特别适用于制备高温重载工作条件下的压铸件的硬度要求。
[0020]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0021]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种压铸锌合金，其特征在于，由以下按照质量百分比的成分组成:锌25-35%、钴 1.5-5.5%、铜 2-10%、镧 1.2-3.6%、铬 1_5%、铝 8_15%、锰 0.3-2.5%、镨 0.1-1.5%、镍0.3-0.7%、硅 0.1-0.8%、镉 0.1-0.8%、镓 1.3-2.3%，余量为铁。2.根据权利要求1所述的压铸锌合金，其特征在于，由以下按照质量百分比的成分组成:锌 28-32%、钴 2.5-4%、铜 4-8%、镧 2-2.8%、铬 2_4%、铝 10-12%、锰 1.5-1.8%、镨 0.6-1.1%、镍 0.4-0.6%、硅 0.3-0.6%、镉 0.3-0.7%、镓 1.6-2%,余量为铁。3.根据权利要求2所述的压铸锌合金，其特征在于，由以下按照质量百分比的成分组成:锌 30%、钴 3.2%、铜 6%、镧 2.4%、铬 3%、铝 11%、锰 1.6%、镨 0.8%、镍 0.5%、硅 0.4%、镉0.5%、镓1.9%，余量为铁。4.一种如权利要求1-3任一所述的压铸锌合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将锌、钴、铜、铁、铝放入真空熔炼炉坩祸中，抽真空至9.2X 10 2Pa以上，开始升温，待温度升至900-950°C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4.5X104Pa ;然后继续升温至1250-1300 °C，待锌、钴、铁、铜完全溶解后，开始在锌、钴、铜、铁、铝合金液中充入惰性气体并搅拌35-40分钟，将合金液冷却，得到中间合金； 2)将中间合金与其他剩余组分加入到真空熔炼炉坩祸中，抽真空至9X102Pa以上，开始升温，待温度升至900-950 °C后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4X104Pa ;然后继续升温至1400-1450°C，待合金完全溶解，精炼静置30-35分钟后，检验熔体成分合格后即得精炼液； 3)将精炼液降温至700-750°C后压铸到经过预热至250-300°C的模具型腔中，其中充型开始时的精炼液熔体流速为0.4m/s、铸造压力为75MPa，充型率超过65%后，提高精炼液的熔体流速至2.5m/s、铸造压力为105MPa，直至充型压铸结束； 4)热处理:将压铸铸件在450°C条件下均匀化30-35h后水淬至室温后，再升温至170-175°C进行13-15h的时效处理，即得压铸用的锌合金。5.如权利要求1-3任一所述的压铸锌合金在制备压铸件中的用途。
【专利摘要】本发明公开了一种压铸锌合金及其制备方法和用途，该锌合金由以下按照质量百分比的成分组成：由以下按照质量百分比的成分组成：锌25-35%、钴1.5-5.5%、铜2-10%、镧1.2-3.6%、铬1-5%、铝8-15%、锰0.3-2.5%、镨0.1-1.5%、镍0.3-0.7%、硅0.1-0.8%、镉0.1-0.8%、镓1.3-2.3%，余量为铁。本发明中各成分及含量的合理配置，保证锌合金具有足够的力学性能，不但具有优异的常温力学性能，即便在超过150℃的条件下仍能满足使用要求，特别适用于制备高温重载工作条件下的压铸件的硬度要求。
【IPC分类】C22F1/16, C22C30/06, C22C1/03
【公开号】CN105316555
【申请号】CN201510912200
【发明人】王立鑫
【申请人】王立鑫
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年12月11日