[发明专利]一种锌合金锭及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体涉及一种锌合金锭及其制备方法。

背景技术

锌合金是以锌为基础加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等低温锌合金。锌合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔。近年来，随着对钢铁产品耐蚀性和外观质量的要求越来越高，在热镀锌领域开发了许多锌合金镀层。其中研究最多、成果最突出的就是锌铝合金镀层的研究。但目前的使用的锌合金大多耐磨耐腐蚀形差，存在热发射性不高、铝偏析的问题。

在中国公开的专利申请CN104651687A中针对锌合金镀层的耐磨性差和热发射性低的问题提出了一种合金锌锭以及制备方法。其包括以下重量百分百：铝50％～58％,硅1.2％～1.8％,钛0.01％～0.2％，铼0.01％～0.5％，镧铈混合稀土0.03％～0.7％,余量为锌。该发明具有提高镀层表面的耐磨性及热反射性，表面美观颜色分布均匀，损耗少,表面渣子少的益处。

但现有技术中耐腐蚀、耐高温的性质仍不能满足一些生产使用的需求，杂质中铁元素含量过多，影响锌镀层表面光洁度。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种耐磨、耐高温、耐腐蚀性强、表面光洁度高、能有效避免铁元素杂质的影响的锌合金锭。

为实现上述的目的，被发明采用以下技术方案：

一种锌合金锭，该锌合金锭由以下重量百分含量组成：铝3.5-4.3％、铜0.8-1.2％、镁0.04-0.07％、锰1.0-1.5％、钼0.05-0.1％、 镍0.03-0.08％、硼0.02-0.15％、锆0.08-0.12％、余量为锌和不可避免的杂质。

优选的，所述锌合金锭由以下重量百分含量组成：铝3.8-4.3％、铜1.0-1.2％、镁0.05-0.07％、锰1.2-1.5％、钼0.08-0.1％、镍0.05-0.08％、硼0.08-0.15％、锆0.10-0.12％、余量为锌和不可避免的杂质。

优选的，所述锌合金锭由以下重量百分含量组成：铝4.2％、铜1.0％、镁0.06％、锰1.3％、钼0.07％、镍0.03％、硼0.08％、锆0.09％、余量为锌和不可避免的杂质。

优选的，所述锌合金锭的制备方法，其制备步骤如下：

(1)配料：取配比完成的原料，所述原料中含下述重量百分含量的元素：铝3.5-4.3％、铜0.8-1.2％、镁0.04-0.07％、锰1.0-1.5％、钼0.05-0.1％、镍0.03-0.08％、硼0.02-0.15％、锆0.08-0.12％、余量为锌；

(2)前处理：坩埚在加料前先预热至180℃-250℃，喷上涂料，然后继续加热至300℃-350℃，加入步骤(1)中的原料，坩埚预热可减少铁元素的熔入，涂料、原料加热为烘干水分；

(3)熔炼：升温至700℃-720℃后快速搅拌一次，混合均匀的同时避免大量气体的混入，保温1-2h，然后再升温至完全熔融，精炼30min；

(4)压铸：降温至380℃-385℃，将熔融的合金液充填铸型凝固成铸件，采用的比压为15-25Mpa，压射速度为30-50m/s，填充时间为0.05-0.1s，填充完成后冷却；

(5)起模：待冷却至室温，将模框中的型腔取出，再取出型腔内冷却成型的合金；

(6)退火：将锌合金锭在退火炉中加热至350℃-400℃，保温3-5h后进行退火处理，以改善切削加工性，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向，消除组织缺陷。

优选的，所述步骤(2)中涂料为耐高温涂料XZ-T001，原料加入的顺序依次为锌锭、铝锭、镁锭、锌锰合金、锌铜合金、锌镍合金、锌钼合金、锌锆合金、二硼化钛，加入时搅拌。

优选的，所述步骤(3)精炼过程中加入0.15-0.2％氯化铵，减少高温下生成大量炉渣，精炼完成后降温至400℃-430℃，保温1-3h后搅拌3-5min，使成分均匀化，然后炉口取样进行合金均匀度的检测。

优选的，所述步骤(3)的熔炼过程中需将液面的浮渣扒聚收集，但避免扒渣频繁，尽量减少熔液的搅动以及与空气接触的面积，步骤(4)压铸前需将浮渣扒净。

优选的，所述步骤(6)加热过程以0.3-0.5℃/秒进行升温。

优选的，所述步骤(4)中冷却采用热管冷却。