一種壓鑄用的鋅合金及其制備方法和用圖
【技術領域】
[0001] 本發明涉及金屬材料領域，具體是一種壓鑄用的鋅合金及其制備方法和用途。
【背景技術】
[0002] 壓鑄件是一種壓力鑄造的零件，是使用裝好鑄件模具的壓力鑄造機械壓鑄機，將 加熱為液態的銅、鋅、鋁或鋅合金等金屬澆入壓鑄機的入料口，經壓鑄機壓鑄，鑄造出模具 限制的形狀和尺寸的銅、鋅、鋁零件或鋅合金零件，這樣的零件通常就被叫做壓鑄件。壓鑄 件在不同的地方有不同的叫法，如壓鑄零件、壓力鑄件、壓鑄件、壓鑄鋁、壓鑄鋅件、壓鑄銅 件、銅壓鑄件、鋅壓鑄件、鋁壓鑄件鋁壓鑄件、鋁壓合金鑄件、鋅合金壓鑄零件等。由于金屬 銅、鋅、鋁及鋅合金具有很好的流動性和可塑性，而且鑄造加工是在有壓力的壓鑄機中鑄 造，因此鋁壓鑄件可以做出各種較復雜的形狀，也可作出較高的精度和光潔度，從而很大程 度的減少了鑄件的機械加工量和金屬銅、鋅、鋁或鋅合金的鑄造余量，不僅節約了電力、金 屬材料、還大大節約了勞動成本;而銅、鋅、鋁及鋅合金具有優良的導熱性，較小的比重和高 可加工性;從而壓鑄件被廣泛應用于汽車制造、內燃機生產、摩托車制造、電動機制造、油栗 制造、傳動機械制造、精密儀器、園林美化、電力建設、建筑裝飾等各個行業。
[0003]現有壓鑄用鋅合金材料通常包括鋁、鐵、銅、鋅等成分，由于合金中各元素的含量 不同，因此各元素在合金中空間分布差異較大，導致各合金綜合性能不同，特別是力學性能 上差異較大。鑄造過程容易出現疏松、偏析等缺陷，并且其使用溫度也較低，常常由于重載 條件下摩擦磨損所產生的大量放熱使得零部件溫度過熱而難以使用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種適用于高溫重載工作的壓鑄用的鋅合金及其制備方 法和用途，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案： 一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質量百分比的成分組成：鐵4.15-4.35%、鋅11.1-11 · 5%、銅9 · 23-9 · 45%、鉬1.05-1 · 20%、硒0 · 36-0.42%、銦0 · 36-0 · 39%、鎵1 · 23-1 · 28%，余量為 錯。
[0006]作為本發明進一步的方案:所述壓鑄用的鋅合金，由以下按照質量百分比的成分 組成:鐵4 · 20-4 · 30%、鋅11 · 2-11 · 4%、銅9 · 33-9 · 38%、鉬1 · 10-1 · 15%、硒0 · 38-0 · 40%、銦0 · 37-0 · 38%、鎵1 · 25-1 · 27%，余量為鋁。
[0007]作為本發明進一步的方案:所述壓鑄用的鋅合金，由以下按照質量百分比的成分 組成:鐵4 · 25%、鋅11 · 3%、銅9 · 35%、鉬1 · 13%、硒0 · 39%、銦0 · 37%、鎵1 · 26%，余量為鋁。
[0008]所述壓鑄用的鋅合金的制備方法，包括以下步驟： 1)將鐵、鋅、銅、鉬、錯放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，開始升溫，待 溫度升至850-900°C后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至4X104Pa;然后繼續 升溫至1270-1300°C，待鐵、鋅、銅、鉬、鋁完全溶解后，開始在鐵、鋁、銅、鉬、鋅合金液中充入 惰性氣體并攪拌30-40分鐘，將合金液冷卻，得到中間合金； 2) 將中間合金與硒、銦、鎵加入到真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8X l(T2Pa以上，開始升 溫，待溫度升至850-900°C后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至4 X104Pa;然 后繼續升溫至1270-1300°C，待合金完全溶解，精煉靜置25-35分鐘后，檢驗熔體成分合格后 即得精煉液； 3) 將精煉液降溫至650-700°C后壓鑄到經過預熱至250-275°C的模具型腔中，其中充型 開始時的精煉液熔體流速為〇. 4m/s、鑄造壓力為75MPa，充型率超過62 %后，提高精煉液的 熔體流速至2.5m/s、鑄造壓力為105MPa，直至充型壓鑄結束； 4)熱處理:將壓鑄鑄件在420°C條件下均勻化28-32h后水淬至室溫后，再升溫至160-170°C進行12-15h的時效處理，即得壓鑄用的鋅合金。
[0009]所述鋅合金在制備壓鑄件中的用途。
[0010] 與現有技術相比，本發明的有益效果是： 本發明中各成分及含量的合理配置，保證鋅合金具有足夠的力學性能，特別是適用于 重載、高溫使用環境下的力學性能，同時優化選取了壓鑄的工藝參數和精煉時惰性氣體壓 力參數，提高其合金力學性能。本發明不但具有優異的常溫力學性能，即便在超過150°C的 條件下仍能滿足使用要求，特別適用于制備高溫重載工作條件下的壓鑄件。
【具體實施方式】
[0011] 下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發明保護的范圍。
[0012] 實施例1 本發明實施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質量百分比的成分組成:鐵4.15%、 鋅11 · 1%、銅9 · 23%、鉬1 · 05%、硒0 · 36%、銦0 · 36-0 · 3%、鎵1 · 23%，余量為鋁。
[0013] 制備過程，包括以下步驟： 1)將鐵、鋅、銅、鉬、錯放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，開始升溫，待 溫度升至875°C后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至4X104Pa;然后繼續升溫 至1285°C，待鐵、鋅、銅、鉬、鋁完全溶解后，開始在鐵、鋁、銅、鉬、鋅合金液中充入惰性氣體 并攪拌35分鐘，將合金液冷卻，得到中間合金。
[0014] 2)將中間合金與硒、銦、鎵加入到真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，開 始升溫，待溫度升至875°C后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至4 X104Pa;然 后繼續升溫至1285°C，待合金完全溶解，精煉靜置30分鐘后，檢驗熔體成分合格后即得精煉 液。
[0015] 3)將精煉液降溫至675°C后壓鑄到經過預熱至270°C的模具型腔中，其中充型開始 時的精煉液熔體流速為〇. 4m/s、鑄造壓力為75MPa，充型率超過62 %后，提高精煉液的熔體 流速至2.5m/s、鑄造壓力為105MPa，直至充型壓鑄結束。
[0016] 4)熱處理:將壓鑄鑄件在420°C條件下均勻化30h后水淬至室溫后，再升溫至165°C 進行14h的時效處理，即得壓鑄用的鋅合金。
[0017] 實施例2 本發明實施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質量百分比的成分組成:-4.35%、 鋅11.5%、銅9.45%、鉬1.20%、硒0.42%、銦0.39%、鎵1.28%，余量為鋁。制備過程與實施例1相 同。
[0018] 實施例3 本發明實施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質量百分比的成分組成:鐵4.20%、 鋅11 · 2%、銅9 · 33%、鉬1 · 10%、硒0 · 38%、銦0 · 37%、鎵1 · 25-1 · 27%，余量為鋁。制備過程與實施 例1相同。
[0019] 實施例4 本發明實施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質量百分比的成分組成:鐵4.30%、 鋅11.4%、銅9.38%、鉬1.15%、硒0.40%、銦0.38%、鎵1.27%，余量為鋁。制備過程與實施例1相 同。
[0020] 實施例5 本發明實施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質量百分比的成分組成:鐵4.25%、 鋅11.3%、銅9.35%、鉬1.13%、硒0.39%、銦0.37%、鎵1.26%，余量為鋁。制備過程與實施例1相 同。
[0021] 實施例6 本發明實施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以