本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种锌钡合金。
背景技术：
锌及锌合金因具有较高的强度、良好的导电导热性以及优良的耐磨耐蚀性，在交通、电力电子、机械、国防军工等行业得到广泛应用。锌中加入锡、铝、铅、锰、硅等元素，可以在保持其力学性能和工艺性能基本不变的前提下，显著提高合金的耐磨性和抗腐蚀性。锌合金可以用于制造汽车及其它工业部门中的气缸活塞销衬套、副连杆衬套、轴承及轴承内衬、圆盘和垫圈等承受摩擦零件;也大量用作轴套、衬套、摇臂、轴承等高强度、高耐磨结构零件;此外，锌合金广泛用作电气设备中的导电、耐热、耐磨零件。
近年来，随着我国电力、交通、通讯等行业的快速发展，高性能锌合金材料在各种轨道交通弓网系统、电磁轨道炮电枢/导轨系统、微电子及电器控制插接件等领域得到大量应用。随着材料服役条件向高速、重载、交变温度、腐蚀性介质等苛刻化方向发展，由此导致的磨损、疲劳、断裂等已成为高性能锌合金损伤的主要形式。同时，为满足实际工况使用要求，对锌合金材料的使用性能评价向高品质长寿命等综合性能良好的全方位演变。
锌合金按制造加工工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金两种类型。压力是压铸工艺的基本特征，也是获得铸件组织致密和轮廓清晰的保障因素。铸造锌合金按照其铸造的方法又可分为压力铸造锌合金和重力铸造锌合金。其中，压力铸造锌合金发展得比较早，在热室压铸中一直保持着重要地位。
铸造锌合金的优点很多，首先，熔点低，熔炼时不易氧化，保温较方便，压室和压铸模壁受热少，延长了铸型的使用寿命;其次，铸造性能好，熔融状态下流动性好，不吸铁，不易粘模;另外，在机械性能方面，锌合金具有较高的强度和耐磨损能力，以及抗冲击塑性变形能力和易加工的性质，都是其它材料无法替代的，故锌合金广泛应用于薄壁产品以及对表面光洁度要求高、需电镀的压铸产品。但铸造锌合金同时也存在易老化，易产生晶间腐蚀，耐蚀性较差等缺点，这也在一定程度上阻碍了铸造锌合金的推广应用。
国外己经开发的新型压铸用锌合金的铸造性能还不能令人满意。此外，耐腐蚀能不能令人满意，不能完全满足现代工业的要求。开发具备优异铸造性能的耐腐蚀锌合金有两种方法，一种是加入合金元素通过固溶强化来强化基体，另一种是通过加入第二相强化相形成锌基复合材料。钡作为合金化元素加入锌合金中可以大大提高锌合金的铸造性能和耐腐蚀性能。随着我国工业的快速发展，开发新型压铸用耐高温的锌合金已成为必然。
锌钡合金在熔炼和成型过程中极易发生氧化、燃烧甚至爆炸，不仅给零件的成型与性能造成危害，还很容易伤及人体和污染环境。锌钡合金产业化的一个重要方向就是如何阻止其高温下的氧化燃烧。目前冶炼工业中常采用氯化盐熔剂保护法与惰性气体保护法。但是，这两种方法都有其难以避免的缺陷，如易产生有毒气体污染环境和造成熔剂夹杂而损害合金性能。此外，熔炼、浇注设备和工艺复杂，加大了成本。解决锌钡合金在大气中熔炼时产生燃烧的另一个途径是向锌钡合金中添加合金元素，通过合金化的方法达到阻燃目的。合金化阻燃法其机理是在锌钡合金熔炼过程中添加特定的合金元素来影响合金氧化的热力学与动力学过程，形成具有保护作用的致密氧化膜和氮化膜，达到阻止合金剧烈氧化和氮化的目的，并且锌钡合金在后续加工过程中的氧化燃烧的倾向大大降低，从而提高锌钡合金的加工安全性。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在450-500度大气条件下进行熔炼的高强度耐腐蚀适合热室压铸用含V锌合金及其加工工艺。且在此温度区间熔炼的合金最终产品不仅具备优异的热室压铸性能,其耐腐蚀性能也远远高于现有的锌合金。该方法还具有生产成本低，便于大规模生产的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高强度耐腐蚀适合热室压铸用含V锌合金。按重量百分比计，合金的组成为：Ba: 0.8-1.5wt.%,Ru:0.3-0.5wt.%；V:0.8-1.2wt.%,In:0.5-0.8wt.%，Co:0.5-1.0wt.%, Sb:1.5-2.4wt.%,余量为锌。该锌钡合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量在1.0-3.0wt.%左右。
上述高强度耐腐蚀适合热室压铸用含V锌合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到450-500度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在450-500度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的方锭和圆锭，铸锭下移速度为10-15m/min。该铸锭可以当做铸造原料用于后续工序的压力铸造来制备复杂形状的锌钡合金铸件；这些铸件的最后热处理工序为：真空固溶处理270度，3.2小时；真空时效处理160度，1.8小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明专利针对目前用于压铸用的锌合金热室压铸性能不好，以及耐腐蚀性能不理想的状态提供了一种新颖的材料学解决方案。该合金具有极其优异的阻燃性能，可以达到在450-500温度范围内在大气环境下静置5个小时而没有明显的燃烧。在对液态合金进行搅拌、吹气等熔体处理过程中，当其表面膜因剧烈搅拌被破坏后，能快速再生，成功阻碍合金的燃烧。且该锌钡合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量小于3.0wt.%左右。
（2）本专利申请保护的新型锌合金，可以克服现有的锌合金在压铸过程中的很多缺点。例如，压铸生产中，除压铸模设计因素外，现有锌合金的浇注温度、充型速度和模具工作温度对金属液充型流态以及最终压铸件质量的影响也较为显著。浇注温度过高，金属液易于氧化及粘模，使压铸件产生气孔等缺陷，同时也会缩短模具使用寿命;浇注温度过低，则会降低金属液的流动性，导致浇不足等冷缺陷。本发明提供的锌合金，适合热室压铸并且对锌合金的浇铸温度，充型速度和模具温度不敏感，具有在宽广温度范围内（320-380度）保持优异流动性能。且具有缩孔形成倾向小，金属液吸气性小等优点。具有低的液固相凝固温度范围，可以解决铸造时热裂倾向大，铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。
（3）现有的压铸用锌合金虽然易于压铸，但对于厚度小于1mm的薄壁壳来说，铸造流动性不足。普遍存在的问题是良品率低、表面的外观质量欠佳，表面容易出现流线痕迹、斑点、疏松等铸造缺陷，很难保证产品表面光洁平整的质量要求，而且带来很大的表面整修工作负担，加大了生产成本。本发明提供的锌合金成功的克服了传统压铸用锌合金的上述缺点，大大提高了锌合金熔体的流动性和在凝固时放出的相变潜热，从而可以用于热室压铸。
（4）本发明提供的压铸锌合金制品，不仅显著提高了锌制品的压铸成品率，而且能成功地压铸厚度小于0.05mm的超薄型锌制品，是适用于超薄壁件压铸用的锌合金。该产品还具有优异的力学性能，抗拉强度可以达到400-500Mpa，而普通铸造用锌合金的抗拉强度维持在350Mpa以下。此外，还具备优异的耐腐蚀性能。在海洋性气氛下，该材料的腐蚀速度为3.5×10-3mm/年。因而该材料可以做成结构零件在海洋性气氛下安全使用10年以上而没有明显的腐蚀现象发生。
具体实施方式
实施例1
一种在450度熔炼高强度耐腐蚀适合热室压铸用含V锌合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Ba: 1.0wt.%,Ru:0.4wt.%；V:0.9wt.%,In:0.6wt.%，Co:0.8wt.%, Sb:1.9wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到450度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在450度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的方锭和圆锭，铸锭下移速度为12m/min。该铸锭可以当做铸造原料用于后续工序的压力铸造来制备复杂形状的锌钡合金铸件；这些铸件的最后热处理工序为：真空固溶处理270度，3.2小时；真空时效处理160度，1.8小时。
本发明提供的压铸锌合金制品，不仅显著提高了锌制品的压铸成品率，而且能成功地压铸厚度小于0.05mm的超薄型锌制品，是适用于超薄壁件压铸用的锌合金。现有的压铸用锌合金虽然易于压铸，但对于厚度小于1mm的薄壁壳来说，铸造流动性不足。普遍存在的问题是良品率低、表面的外观质量欠佳，表面容易出现流线痕迹、斑点、疏松等铸造缺陷，很难保证产品表面光洁平整的质量要求，而且带来很大的表面整修工作负担，加大了生产成本。本发明提供的压铸锌合金制品，不仅显著提高了锌制品的压铸成品率，而且能成功地压铸厚度小于0.05mm的超薄型锌制品，是适用于超薄壁件压铸用的锌合金。该产品还具有优异的力学性能，抗拉强度可以达到425Mpa，而普通铸造用锌合金的抗拉强度维持在350Mpa以下。此外，还具备优异的耐腐蚀性能。在海洋性气氛下，该材料的腐蚀速度为3.5×10-3mm/年。因而该材料可以做成结构零件在海洋性气氛下安全使用10年以上而没有明显的腐蚀现象发生。且该锌钡合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量小于1.3wt.%左右。
实施例2
一种在470度熔炼高强度耐腐蚀适合热室压铸用含V锌合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Ba: 1.2wt.%,Ru:0.3wt.%；V:1.0wt.%,In: 0.8wt.%，Co: 1.0wt.%, Sb:2.0wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到470度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在470度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的方锭和圆锭，铸锭下移速度为12m/min。该铸锭可以当做铸造原料用于后续工序的压力铸造来制备复杂形状的锌钡合金铸件；这些铸件的最后热处理工序为：真空固溶处理270度，3.2小时；真空时效处理160度，1.8小时。
本发明提供的压铸锌合金制品，不仅显著提高了锌制品的压铸成品率，而且能成功地压铸厚度小于0.05mm的超薄型锌制品，是适用于超薄壁件压铸用的锌合金。现有的压铸用锌合金虽然易于压铸，但对于厚度小于1mm的薄壁壳来说，铸造流动性不足。普遍存在的问题是良品率低、表面的外观质量欠佳，表面容易出现流线痕迹、斑点、疏松等铸造缺陷，很难保证产品表面光洁平整的质量要求，而且带来很大的表面整修工作负担，加大了生产成本。本发明提供的压铸锌合金制品，不仅显著提高了锌制品的压铸成品率，而且能成功地压铸厚度小于0.05mm的超薄型锌制品，是适用于超薄壁件压铸用的锌合金。该产品还具有优异的力学性能，抗拉强度可以达到462Mpa，而普通铸造用锌合金的抗拉强度维持在350Mpa以下。此外，还具备优异的耐腐蚀性能。在海洋性气氛下，该材料的腐蚀速度为3.5×10-3mm/年。因而该材料可以做成结构零件在海洋性气氛下安全使用10年以上而没有明显的腐蚀现象发生。且该锌钡合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量小于1.5wt.%左右。
实施例3
一种在490度熔炼高强度耐腐蚀适合热室压铸用含V锌合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Ba: 1.4wt.%,Ru:0.3wt.%；V:0.9wt.%,In:0.7wt.%，Co:0.9wt.%, Sb:2.1wt.%,余量为锌。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到490度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在490度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的方锭和圆锭，铸锭下移速度为12m/min。该铸锭可以当做铸造原料用于后续工序的压力铸造来制备复杂形状的锌钡合金铸件；这些铸件的最后热处理工序为：真空固溶处理270度，3.2小时；真空时效处理160度，1.8小时。
本发明提供的压铸锌合金制品，不仅显著提高了锌制品的压铸成品率，而且能成功地压铸厚度小于0.05mm的超薄型锌制品，是适用于超薄壁件压铸用的锌合金。现有的压铸用锌合金虽然易于压铸，但对于厚度小于1mm的薄壁壳来说，铸造流动性不足。普遍存在的问题是良品率低、表面的外观质量欠佳，表面容易出现流线痕迹、斑点、疏松等铸造缺陷，很难保证产品表面光洁平整的质量要求，而且带来很大的表面整修工作负担，加大了生产成本。本发明提供的压铸锌合金制品，不仅显著提高了锌制品的压铸成品率，而且能成功地压铸厚度小于0.05mm的超薄型锌制品，是适用于超薄壁件压铸用的锌合金。该产品还具有优异的力学性能，抗拉强度可以达到492Mpa，而普通铸造用锌合金的抗拉强度维持在350Mpa以下。此外，还具备优异的耐腐蚀性能。在海洋性气氛下，该材料的腐蚀速度为3.5×10-3mm/年。因而该材料可以做成结构零件在海洋性气氛下安全使用10年以上而没有明显的腐蚀现象发生。且该锌钡合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量小于2.1wt.%左右。