一種壓鑄用的鋅合金及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)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(shù)】
[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(jī)械壓鑄機(jī)，將 加熱為液態(tài)的銅、鋅、鋁或鋅合金等金屬澆入壓鑄機(jī)的入料口，經(jīng)壓鑄機(jī)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(dòng)性和可塑性，而且鑄造加工是在有壓力的壓鑄機(jī)中鑄 造，因此鋁壓鑄件可以做出各種較復(fù)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(jī)械加工量和金屬銅、鋅、鋁或鋅合金的鑄造余量，不僅節(jié)約了電力、金 屬材料、還大大節(jié)約了勞動(dòng)成本;而銅、鋅、鋁及鋅合金具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性，較小的比重和高 可加工性;從而壓鑄件被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)、摩托車(chē)制造、電動(dòng)機(jī)制造、油栗 制造、傳動(dòng)機(jī)械制造、精密儀器、園林美化、電力建設(shè)、建筑裝飾等各個(gè)行業(yè)。
[0003]現(xiàn)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(dǎo)致各合金綜合性能不同，特別是力學(xué)性能 上差異較大。鑄造過(guò)程容易出現(xiàn)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(chǎn)生的大量放熱使得零部件溫度過(guò)熱而難以使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)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(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質(zhì)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(cuò)。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述壓鑄用的鋅合金，由以下按照質(zhì)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(fā)明進(jìn)一步的方案:所述壓鑄用的鋅合金，由以下按照質(zhì)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(cuò)放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，開(kāi)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(xù) 升溫至1270-1300°C，待鐵、鋅、銅、鉬、鋁完全溶解后，開(kāi)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(kāi)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(xù)升溫至1270-1300°C，待合金完全溶解，精煉靜置25-35分鐘后，檢驗(yàn)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(jīng)過(guò)預(yù)熱至250-275°C的模具型腔中，其中充型 開(kāi)始時(shí)的精煉液熔體流速為〇. 4m/s、鑄造壓力為75MPa，充型率超過(guò)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(jié)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(jìn)行12-15h的時(shí)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)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(xué)性能，特別是適用于 重載、高溫使用環(huán)境下的力學(xué)性能，同時(shí)優(yōu)化選取了壓鑄的工藝參數(shù)和精煉時(shí)惰性氣體壓 力參數(shù)，提高其合金力學(xué)性能。本發(fā)明不但具有優(yōu)異的常溫力學(xué)性能，即便在超過(guò)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(shí)施方式】
[0011] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0012] 實(shí)施例1 本發(fā)明實(shí)施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質(zhì)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(guò)程，包括以下步驟： 1)將鐵、鋅、銅、鉬、錯(cuò)放入真空熔煉爐坩堝中，抽真空至8Xl(T2Pa以上，開(kāi)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(xù)升溫 至1285°C，待鐵、鋅、銅、鉬、鋁完全溶解后，開(kāi)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(kāi) 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(xù)升溫至1285°C，待合金完全溶解，精煉靜置30分鐘后，檢驗(yàn)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(jīng)過(guò)預(yù)熱至270°C的模具型腔中，其中充型開(kāi)始 時(shí)的精煉液熔體流速為〇. 4m/s、鑄造壓力為75MPa，充型率超過(guò)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(jié)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(jìn)行14h的時(shí)效處理，即得壓鑄用的鋅合金。
[0017] 實(shí)施例2 本發(fā)明實(shí)施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質(zhì)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(guò)程與實(shí)施例1相 同。
[0018] 實(shí)施例3 本發(fā)明實(shí)施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質(zhì)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(guò)程與實(shí)施 例1相同。
[0019] 實(shí)施例4 本發(fā)明實(shí)施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質(zhì)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(guò)程與實(shí)施例1相 同。
[0020] 實(shí)施例5 本發(fā)明實(shí)施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以下按照質(zhì)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(guò)程與實(shí)施例1相 同。
[0021] 實(shí)施例6 本發(fā)明實(shí)施例中，一種壓鑄用的鋅合金，由以