一种耐磨锌合金材料及其制备方法
【专利摘要】一种耐磨锌合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铝12.6-13.8、镁3.6-3.8、硅2.1-2.3、镍4.2-4.4、铈0.2-0.4、Y0.15-0.25、Mo2.0-2.3、Ga0.02-0.04、In0.12-0.18、余量为锌。本发明合金结晶组织变性,使合金镀层不易脱落，也降低了摩擦系数，提高了耐磨性；通过添加镁、铝、镍、Mo等元素，增加了锌合金的强度，提高了耐磨性，而且该合金的加工性能好，能加工成轴瓦、轴套、蜗轮、滑板、丝母等系列减摩产品。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
【专利说明】一种耐磨锌合金材料及其制备方法【技术领域】
[0001]本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种耐磨锌合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]锌合金的性能优良，具有铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑；可进行表面处理:电镀、喷涂、喷漆、抛光、研磨等；熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模；有很好的常温机械性能和耐磨性等诸多优点，目前应用于轴瓦、轴套、蜗轮、滑板、丝母等系列减摩产品的合金需要较高的耐磨性，但是实际生产中往往出现锌合金涂镀层脱壳的问题，而且耐磨性也不够好，零件损坏快。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种耐磨锌合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有强度高、耐磨性好的优点。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种耐磨锌合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铝12.6-13.8、镁 3.6-3.8、硅 2.1-2.3、镍 4.2-4.4、铺 0.2-0.4、Y 0.15-0.25、Μο2.0-2.3、Ga0.02-0.04、In0.12-0.18、余量为锌。
[0005]所述的耐磨锌合金材料的生产方法，其特征在于:
(1)、准备纯锌与废锌合金按1:0.4-0.7比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:1)娃、铺、Y;2)铝；3)镍、镁；4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21-23分钟，投料后搅拌均匀。
[0006]所述的铸后热处理是:先由室温以180_190°C /小时速率升温至260_270°C，保温40-60分钟，再以180-190 °C /小时速率升温至380-400 °C，保温50-60分钟，再以180-190°C /小时速率升温至610-620°C，保温1.5-2.5小时；用80_90°C清水冷却至80-100°C，再自然冷却至室温；再以200-210°C /小时速率升温至260_270°C，保温40-60分钟，再以200-210℃小时速率升温至380-400°C，保温50-60分钟，再以200-210℃/小时速率升温至610-625°C，保温2-3小时；用80_90°C清水冷却至80_100°C，取出空冷即得。
[0007]所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:粘土 10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5_6、高岭土 8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3_4、蒙脱石1_2、萤石粉
3-4、碳酸韩粉4_5、Bi2O3 2-3 ;其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化招、闻岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。[0008]本发明的有益效果
本发明通过添加铈、Y元素，使锌合金结晶组织变性，使合金镀层不易脱落，也降低了摩擦系数，提高了耐磨性；通过添加镁、铝、镍、Mo等元素，增加了锌合金的强度，提高了耐磨性，而且该合金的加工性能好，能加工成轴瓦、轴套、蜗轮、滑板、丝母等系列减摩产品。通过合理控制铸后处理温度，使用废锌作为原料，使芯部硬度与表面硬度基本一致，合金品质均一。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提闻成品率。
【具体实施方式】
[0009]一种耐磨锌合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铝12.6-13.8、镁 3.6-3.8、硅 2.1-2.3、镍 4.2-4.4、铈 0.2-0.4、Y 0.15-0.25、Μο2.0-2.3、Ga0.02-0.04、In0.12-0.18、余量为锌。
[0010]所述的耐磨锌合金材料的生产方法如下:
(1)、准备纯锌与废锌合金按1:0.5比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:1)硅、铈、Y；2)铝；3)镍、镁；4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22分钟，投料后搅拌均匀。
[0011]所述的铸后热处理是:先由室温以185°C /小时速率升温至265°C，保温50分钟，再以185°C /小时速率升温至390°C，保温55分钟，再以185°C /小时速率升温至615°C，保温2小时；用85°C清水冷却至90°C，再自然冷却至室温；再以205°C /小时速率升温至265°C，保温50分钟，再以205°C /小时速率升温至390°C，保温55分钟，再以205°C /小时速率升温至616°C，保温2.5小时；用85°C清水冷却至90°C，取出空冷即得。
`(公斤)的原料制成:粘土 10、刚玉粉4、氮化铝5、高岭土 8、天青石1、树木灰烬2、氢氧化铝8、玉石粉4、蒙脱石1、萤石粉4、碳酸钙粉4、Bi2O33 ;其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡
1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
[0013]本实施例耐磨锌合金材料，抗拉强度6 b为320Mpa，硬度值HB为95，冲击韧性(J/cm2) 39。
【权利要求】
1.一种耐磨锌合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铝12.6-13.8、镁 3.6-3.8、硅 2.1-2.3、镍 4.2-4.4、铺 0.2-0.4、Y 0.15-0.25、Μο2.0-2.3、Ga0.02-0.04、In0.12-0.18、余量为锌。
2.根据权利要求1所述的耐磨锌合金材料的生产方法，其特征在于: (1)、准备纯锌与废锌合金按1:0.4-0.7比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等； (2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:1)娃、铺、Y；2)铝；3)镍、镁；4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21-23分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的耐磨锌合金材料的生产方法，其特征在于:所述的铸后热处理是:先由室温以180-190°C /小时速率升温至260-270°C，保温40-60分钟，再以180-190°C /小时速率升温至380-400°C，保温50-60分钟，再以180_190°C /小时速率升温至610-620°C，保温1.5-2.5小时；用80_90°C清水冷却至80-100°C，再自然冷却至室温；再以200-210°C /小时速率升温至260-270°C，保温40-60分钟，再以200-210°C /小时速率升温至380-400°C，保温50-60分钟，再以200-210°C /小时速率升温至610-625°C，保温2-3小时；用80-90°C清水冷却至80-100°C，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的耐磨锌合金材料的生产方法，其特征在于:所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:粘土 10-12、刚玉粉3-4、氮化招5-6、闻岭土 8-10、天青石1_2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3_4、碳酸钙粉4_5、Bi2O3 2-3 ；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反 复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
【文档编号】C22C1/06GK103882260SQ201410063800
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】王进 申请人:安徽祈艾特电子科技有限公司