[发明专利]一种高强度锌铝镁合金铸锭及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度锌铝镁合金铸锭，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：金刚石微粉复合材料0.8-1.2％，锌4.2-5.8％，铝2.4-3.6％，锆0.3-0.6％，钙0.1-0.2％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为镁；其中，金刚石微粉复合材料为氧化钆表面改性的金刚石微粉，其制备过程为：

a)金刚石微粉的表面处理：将一定量的金刚石微粉浸泡于盛有硝酸的反应瓶中，加热至硝酸沸腾并保持15-20min，反应完成后冷却至室温用去离子水洗涤数次，然后置于60-80℃真空干燥箱中烘干至恒重，待用；

b)用烧杯配置摩尔浓度为0.5-1mol/L的硝酸钆水溶液适量，取表面处理过的金刚石微粉置于烧杯中使之混合，再将烧杯置于功率为60-100W的超声波清洗器超声分散1-2h，得到分散均匀的金刚石微粉-硝酸钆水悬浮体系，将混合均匀的悬浮体系经真空抽滤、洗涤、干燥处理制成包裹硝酸钆的前驱体，再将前驱体置于820-850℃温度下煅烧1-2h，获得颗粒表面加钆改性的金刚石微粉。

2.根据权利要求1所述的一种高强度锌铝镁合金铸锭，其特征在于：所述金刚石微粉的粒径不大于0.5um。

3.根据权利要求1所述的一种高强度锌铝镁合金铸锭，其特征在于：所述超声波清洗器的温度为20-25℃。

4.权利要求1-3任意一项所述的一种高强度锌铝镁合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括熔炼工艺和热处理工艺；其中，所述熔炼工艺在N₂和SF₆混合气体保护条件下进行，步骤如下：

(1)称料和烘料：按原料质量百分比，分别称取金刚石微粉复合材料、镁锭、锌锭、铝锭、镁锆中间合金和镁钙中间合金；并将各种原料放置在200-220℃的预热炉中预热4-5h；

(2)熔炼：将预热后的镁锭置于熔化炉中加热至660-680℃至镁锭完全熔化，然后升温至740-760℃，向熔化的镁液中加入镁锆中间合金和镁钙中间合金；待镁锆中间合金和镁钙中间合金完全熔化后，熔体温度回升至740-760℃时加入预热过的金刚石微粉复合材料、锌锭和铝锭，搅拌至完全熔化，得到混合合金熔体；

(3)精炼和静置：将步骤(2)所得的混合合金熔体升温至780℃，撇去表面浮渣，然后搅拌混合均匀后保温15-30min，在此温度下精炼3-5min，精炼完成后再撇去表面浮渣，回升至780℃，静置45-60min；

(4)铸造：静置后待混合合金熔体降温至690-700℃时，向预先加热好的钢制模具中进行浇注，得到合金铸锭；

所述的热处理工艺为：

将熔炼得到的合金铸锭在460-500℃温度下进行2-4h的固溶处理，而后在180-190℃温度中进行12-16h的时效处理。

5.根据权利要求4所述的一种高强度锌铝镁合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述熔炼工艺中混合气体N₂和SF₆的体积比为5:1。

6.根据权利要求4所述的一种高强度锌铝镁合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述钢制模具的预热温度为260-300℃。

7.根据权利要求4所述的一种高强度锌铝镁合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述镁锆中间合金中锆所占质量分数为30％。

8.根据权利要求4所述的一种高强度锌铝镁合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述镁钙中间合金中钙所占质量分数为20％。