一種顯著改善鋅鋁合金顯微組織的工藝方法
【專利摘要】一種顯著改善鋅鋁合金顯微組織的工藝方法，屬于鋅鋁合金制備【技術領域】，其特征為：以工業鋁錠A00號、鋅錠0號、電解銅、結晶硅、TiNi合金、純鎂為原料，按比例稱重后在中頻感應熔煉爐中熔煉。采用普通金屬型鑄造方法，以及對鑄型施加整體振動。振動裝置采用機械激振（頻率50Hz，振幅20mm）裝置。將金屬型鑄型放在振動臺上，邊振動邊澆鑄，將熔煉好的鋅鋁合金溶液澆鑄成棒狀試樣毛坯，尺寸為Φ50mm，長400mm，然后加工成國家標準試棒進行力學性能測試，再通過線切割在毛坯上取樣加工出金相試樣進行組織觀測。
【專利說明】一種顯著改善鋅鋁合金顯微組織的工藝方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于鋅鋁合金制備【技術領域】，特指一種顯著改善鋅鋁合金顯微組織的工藝 方法。
【背景技術】
[0002] 鋁鋅合金的應用開發是20世紀80、90年代，是金屬材料研究領域的熱點之一。這 是因為作為銅、錫及其合金的代用材料，鋅鋁鑄造合金具有良好的力學性能和耐磨耐蝕性 能、密度較低、熱導率和電導率適中、極限抗拉強度高、耐磨性好、承載性好、無磁性、碰撞時 不產生火花、減振降噪性能和成本較低，正越來越廣泛地應用于各個領域，并帶來顯著的經 濟效益。鋅鋁合金以其低能耗、無污染、原材料豐富以及良好的力學性能、工藝性能和機械 加工性能等一系列優點，已經成為廣泛應用的合金材料。但是，鋅鋁合金也存在一些缺陷， 比如在高溫（>100?)時強度低、易發生蠕變、熱膨脹系數大、成分偏析嚴重、底縮等。多年 來，人們為克服這些缺點以便擴大其應用范圍進行了不懈的努力。在改進鋁鋅合金組織和 性能方面，采用加入合金元素、凝固時施加振動場等手段直接控制合金凝固過程，在改善合 金組織和性能方面取得了比較理想的效果，其主要表現在細化合金組織，提高致密度，從而 提高了合金力學性能及其微觀組織的均勻性。
[0003] 本發明開發出一種顯著改善鋅鋁合金顯微組織的工藝方法。
【發明內容】
[0004] 本發明開發出一種顯著改善鋅鋁合金顯微組織的工藝方法，其特征為：以工業 鋁錠A00號、鋅錠0號、電解銅、結晶硅、TiNi合金、純鎂為原料。成分為A126-28wt%、 Cu2· 2_2. 8wt% (以含銅50wt%的鋁銅中間合金形式加入)、Sil. 0-1. 5wt% (以含硅28wt% 的鋁硅中間合金形式加入)、TiNi合金（以含鈦45wt%、鎳55wt%的合金形式加入)、純 MgO. 01-0. 02wt%、余量是Zn的比例稱重后在中頻感應熔煉爐中熔煉。熔煉工藝為：加入 銀鍵、錯銅中間合金、錯娃中間合金、鎳鈦中間合金、鋅錠，升溫至600?650 °C時保溫6min_8 min使各元素均勻化，為減少鎂的燒損用鐘罩將鎂壓入金屬液中，用含金屬液〇. 2wt %的脫 水ZnCl2進行精煉，精煉時用鐘罩將脫水ZnCl2壓入金屬液中，靜置8min-lOmin后扒渣除 氣，待溫度為560°C _580°C時進行澆注。鑄造工藝為：采用普通金屬型鑄造方法，并對鑄型 整體施加振動。振動裝置采用機械激振(頻率50Hz，振幅20mra)裝置。將金屬型鑄型放在振 動臺上，邊振動邊澆鑄，待合金凝固后關閉振動臺，鑄型棒材尺寸為Φ50πιιη，長400mm。
[0005] 根據TiNi合金加入量的不同（加入量分別為0wt%、0. 2wt%、0. 4wt%、0. 6wt%、 0.8wt%、1.0wt%、l_2wt%)，澆鑄出七組鋅鋁合金棒材毛坯，然后將棒材加工成國家標準試 棒，室溫拉伸力學性能測試在WE-10型液壓式拉伸實驗機上進行，力學性能如表1所示。 再在棒材截面中心位置上取樣，通過線切割加工出金相試樣，試樣尺寸：長19. 5mmX寬 lOmmX高anra。利用水磨砂紙(砂紙型號：2〇0#到12〇0#)對試樣進行粗磨后，再進行機械 拋光，隨后腐蝕試樣拋光面，腐蝕液：體積分數均為5wt%的HC1、HN0 3及HF的混合水溶液。 金相組織的觀察在NIKONPIPHOT300型金相顯微鏡上進行。
[0006] 表1 TiNi合金加入量對鋅鋁合金力學性能的影響。
【權利要求】
1. 一種顯著改善鋅鋁合金顯微組織的工藝方法，其特征為：以工業鋁錠A00號、鋅錠 〇號、電解銅、結晶硅、TiNi合金、純鎂為原料；成分為A126-28wt%、Cu2. 2-2. 8wt%以含銅 50wt%的鋁銅中間合金形式加入、Sil. 0-1. 5wt%以含硅28wt%的鋁硅中間合金形式加入、 TiNi合金以含鈦45wt%、鎳55wt%的合金形式加入、純MgO. 01-0. 02wt%、余量是Zn的比例 稱重后在中頻感應熔煉爐中熔煉；熔煉工藝為：加入鋁錠、鋁銅中間合金、鋁硅中間合金、 鎳鈦中間合金、鋅錠，升溫至60(T650°C時保溫6min-8 min使各元素均勻化，為減少鎂的燒 損用鐘罩將鎂壓入金屬液中，用含金屬液〇. 2wt %的脫水ZnCl2進行精煉，精煉時用鐘罩將 脫水ZnCl2壓入金屬液中，靜置8min-10min后扒渣除氣，待溫度為560°C _580°C時進行澆 注；鑄造工藝為：采用普通金屬型鑄造方法，并對鑄型整體施加振動，振動裝置采用機械激 振(頻率50Hz，振幅20mm)裝直，將金屬型鑄型放在振動臺上，邊振動邊燒鑄，待合金凝固后 關閉振動臺，鑄型棒材尺寸為〇50mm，長400mm ;根據TiNi合金加入量的不同，加入量分別 為 0 wt %、0.2 wt %、0.4 wt %、0.6 wt %、0.8 wt %、L0 wt %、L2 wt %，澆鑄出七組鋅鋁 合金棒材毛坯，然后將棒材加工成國家標準試棒，室溫拉伸力學性能測試在WE-10型液壓 式拉伸實驗機上進行；再在棒材截面中心位置上取樣，通過線切割加工出金相試樣，試樣尺 寸：長19. 5mmX寬10mmX高8mm ;利用水磨砂紙，砂紙型號：200#到1200#，對試樣進行粗 磨后，再進行機械拋光，隨后腐蝕試樣拋光面，腐蝕液：體積分數均為5%的HC1、ΗΝ0 3及HF 的混合水溶液，金相組織的觀察在NIK0NPIPH0T300型金相顯微鏡上進行。
2. 根據權利要求1所述一種顯著改善鋅鋁合金顯微組織的工藝方法，加入0. 8%的 TiNi合金試樣的抗拉強度448MPa，伸長率5. 7%，顯微硬度149HV。
3. 根據權利要求1所述一種顯著改善鋅鋁合金顯微組織的工藝方法，加入0. 8%的 TiNi合金試樣的顯微組織最好，晶粒細小且組織致密。
【文檔編號】C22C1/03GK104232998SQ201310231282
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月12日 優先權日:2013年6月12日
【發明者】王懷慶, 李曉薇, 司松海, 劉光磊, 楊嵩 申請人:鎮江憶諾唯記憶合金有限公司