一种锌合金及其制备方法和用途技术领域
本发明涉及金属材料领域，具体是一种锌合金及其制备方法和用途。
背景技术
压铸件被广泛应用于汽车制造、内燃机生产、摩托车制造、电动机制造、油泵制造、传动机械制造、精密仪器、园林美化、电力建设、建筑装饰等各个行业。
现有压铸用锌合金材料通常包括铝、铁、铜、锌等成分，由于合金中各元素的含量不同，因此各元素在合金中空间分布差异较大，导致各合金综合性能不同，特别是力学性能上差异较大。铸造过程容易出现疏松、偏析等缺陷，并且其使用温度也较低，常常由于重载条件下摩擦磨损所产生的大量放热使得零部件温度过热而难以使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于高温重载工作的压铸用的锌合金及其制备方法和用途，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锌合金，由以下按照质量百分比的成分组成：锌30-40%、铜15-25%、铝6-12%、镧0.2-0.8%、铬0.1-0.8%、锰0.1-0.5%、钔0.1-0.5%、镍1-2.5%、镝0.4-0.8%、铹0.2-0.8%、镤0.1-1.5%、钚0.2-0.9%、钪0.1-0.6%、锔0.2-0.7%、铕0.3-0.7%，余量为铁。
作为本发明的优选方案，本发明的由以下按照质量百分比的成分组成：锌32-38%、铜18-22%、铝8-10%、镧0.3-0.7%、铬0.3-0.6%、锰0.2-0.4%、钔0.2-0.4%、镍1.5-2%、镝0.5-0.7%、铹0.4-0.6%、镤0.5-1%、钚0.4-0.7%、钪0.2-0.4%、锔0.4-0.6%、铕0.4-0.6%，余量为铁。
作为本发明的优选方案，本发明由以下按照质量百分比的成分组成：锌35%、铜20%、铝9%、镧0.5%、铬0.4%、锰0.3%、钔0.3%、镍1.9%、镝0.6%、铹0.5%、镤0.8%、钚0.6%、钪0.3%、锔0.5%、铕0.5%，余量为铁。
本发明还提供一种锌合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将锌、铜、铁、铝放入真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8.8×10-2Pa以上，开始升温，待温度升至920-935℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4.8×104Pa；然后继续升温至1300-1350℃，待锌、二苯磺酰基亚胺、铁、铜完全溶解后，开始在锌、铜、铁、铝合金液中充入惰性气体并搅拌40-45分钟，将合金液冷却，得到中间合金；
2）将中间合金与其他剩余组分加入到真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8.9×10-2Pa以上，开始升温，待温度升至920-940℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4×104Pa；然后继续升温至1400-1450℃，待合金完全溶解，精炼静置42-45分钟后，检验熔体成分合格后即得精炼液；
3）将精炼液降温至720-730℃后压铸到经过预热至250-300℃的模具型腔中，其中充型开始时的精炼液熔体流速为0.4m/s、铸造压力为75MPa，充型率超过65％后，提高精炼液的熔体流速至2.5m/s、铸造压力为105MPa，直至充型压铸结束；
4）热处理：将压铸铸件在450℃条件下均匀化35-40h后水淬至室温后，再升温至170-175℃进行13-15h的时效处理，即得压铸用的锌合金。
作为本发明的优选方案，本发明的所述锌合金在制备压铸件中的用途。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中各成分及含量的合理配置，表面光亮，保证锌合金具有足够的力学性能，特别是适用于重载、高温使用环境下的力学性能，不但具有优异的常温力学性能，而且优化了压铸的工艺参数和精炼时惰性气体压力参数。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种锌合金，由以下按照质量百分比的成分组成：锌30-40%、铜15-25%、铝6-12%、镧0.2-0.8%、铬0.1-0.8%、锰0.1-0.5%、钔0.1-0.5%、镍1-2.5%、镝0.4-0.8%、铹0.2-0.8%、镤0.1-1.5%、钚0.2-0.9%、钪0.1-0.6%、锔0.2-0.7%、铕0.3-0.7%，余量为铁。
作为本发明的优选方案，本发明的由以下按照质量百分比的成分组成：锌32-38%、铜18-22%、铝8-10%、镧0.3-0.7%、铬0.3-0.6%、锰0.2-0.4%、钔0.2-0.4%、镍1.5-2%、镝0.5-0.7%、铹0.4-0.6%、镤0.5-1%、钚0.4-0.7%、钪0.2-0.4%、锔0.4-0.6%、铕0.4-0.6%，余量为铁。
作为本发明的优选方案，本发明由以下按照质量百分比的成分组成：锌35%、铜20%、铝9%、镧0.5%、铬0.4%、锰0.3%、钔0.3%、镍1.9%、镝0.6%、铹0.5%、镤0.8%、钚0.6%、钪0.3%、锔0.5%、铕0.5%，余量为铁。
本发明还提供一种锌合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将锌、铜、铁、铝放入真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8.8×10-2Pa以上，开始升温，待温度升至920-935℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4.8×104Pa；然后继续升温至1300-1350℃，待锌、二苯磺酰基亚胺、铁、铜完全溶解后，开始在锌、铜、铁、铝合金液中充入惰性气体并搅拌40-45分钟，将合金液冷却，得到中间合金；
2）将中间合金与其他剩余组分加入到真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8.9×10-2Pa以上，开始升温，待温度升至920-940℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4×104Pa；然后继续升温至1400-1450℃，待合金完全溶解，精炼静置42-45分钟后，检验熔体成分合格后即得精炼液；
3）将精炼液降温至720-730℃后压铸到经过预热至250-300℃的模具型腔中，其中充型开始时的精炼液熔体流速为0.4m/s、铸造压力为75MPa，充型率超过65％后，提高精炼液的熔体流速至2.5m/s、铸造压力为105MPa，直至充型压铸结束；
4）热处理：将压铸铸件在450℃条件下均匀化35-40h后水淬至室温后，再升温至170-175℃进行13-15h的时效处理，即得压铸用的锌合金。
作为本发明的优选方案，本发明的所述锌合金在制备压铸件中的用途。
实施例1
一种锌合金，由以下按照质量百分比的成分组成：锌35%、铜20%、铝9%、镧0.5%、铬0.4%、锰0.3%、钔0.3%、镍1.9%、镝0.6%、铹0.5%、镤0.8%、钚0.6%、钪0.3%、锔0.5%、铕0.5%，余量为铁。
本发明还提供一种锌合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将锌、铜、铁、铝放入真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8.8×10-2Pa以上，开始升温，待温度升至920-935℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4.8×104Pa；然后继续升温至1300-1350℃，待锌、二苯磺酰基亚胺、铁、铜完全溶解后，开始在锌、铜、铁、铝合金液中充入惰性气体并搅拌40-45分钟，将合金液冷却，得到中间合金；
2）将中间合金与其他剩余组分加入到真空熔炼炉坩埚中，抽真空至8.9×10-2Pa以上，开始升温，待温度升至920-940℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至4×104Pa；然后继续升温至1400-1450℃，待合金完全溶解，精炼静置42-45分钟后，检验熔体成分合格后即得精炼液；
3）将精炼液降温至720-730℃后压铸到经过预热至250-300℃的模具型腔中，其中充型开始时的精炼液熔体流速为0.4m/s、铸造压力为75MPa，充型率超过65％后，提高精炼液的熔体流速至2.5m/s、铸造压力为105MPa，直至充型压铸结束；
4）热处理：将压铸铸件在450℃条件下均匀化35-40h后水淬至室温后，再升温至170-175℃进行13-15h的时效处理，即得压铸用的锌合金。
作为本发明的优选方案，本发明的所述锌合金在制备压铸件中的用途。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。