CN102965545A - 一种锌合金材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锌合金材料，其组成按重量百分比为，4.15-4.5%的铝、0.3-0.5%的铜、0.03-0.05%的镁、0.001-0.003%的钛、0.002-0.005%的硼，0.02-0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。提高了组织的均匀，有利于提高杂质类铅、锡及镉的溶解度，减少电化学反应的发生。
Description
技术领域
本发明属于合金领域，特别是指一种锌合金材料。
背景技术
锌合金因其熔点低，流动性好、比重低、耐腐蚀性能较好，适用于压铸仪表、汽车零件及外壳等部件，并且铸件表面光滑，表面处理效果好。
但锌合金中由于含有铅、锡、镉等杂质金属的存在，导致铸件老化而发生变形，体积胀大，可塑性下降。其主要是因为铅、锡、镉等在锌合金中的溶解度很小，而且集中于晶粒边界而成为阴极，富铝的固溶体为阳极，在电解质存在的情况下，产生电化学反应。另外，锌合金压铸件的工作环境受到限制，因为在高温下，其抗拉强度下降，在低温下其冲击性能够下降。
在锌合金中加入的元素中，铝能够改善合金的铸造性能，增加合金的流动性，引起固溶强化，提高机械性能，降低锌对铁的反应能力，减少对铁等元素的侵蚀。
因此，现认为铝在锌合金的量应当在3.8-4.3%之间，其理由是，锌合金的流动性当铝的会计师在5%时达到最大值而在铝含量为3%时为最小值；合金的冲击强度在铝的含量为3.5%时为最大值，铝的含量为6%时降低到最小值，含量超过4.3%时会变脆。
锌合金中铜的作用是增强合金的硬度和强度，提高合金的抗磨损性能；但铜的含量应当在0.7-1.1%之间，若超过了1.25%时，铸件尺寸和机械强度会因时效而产生变化，降低合金的可延伸性。
镁的作用是减少晶间腐蚀，细化组织，增加合金强度，改善抗磨损性能，但当镁的含量超过0.08%时，会产生热脆，韧性及流动性下降。
如何能够改善锌合金的缺陷，增加这些元素的含量并减少当含量超过理论标准时的负面影响，增加添加元素的有利影响，是本领域人员所面临的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种锌合金材料，通过本技术方案，改善了对部分添加元素的限制，提高了锌合金的使用范围。
一种锌合金材料，其组成按重量百分比包括，4.15-4.5%的铝、0.3-0.5%的铜、0.03-0.05%的镁、0.001-0.003%的钛、0.002-0.005%的硼，0.02-0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。
作为进一步的改进，所述锌合金材料，其组成按重量百分比包括，4.3-4.5%的铝、0.3-0.35%的铜、0.03-0.04%的镁、0.001-0.0015%的钛、0.002-0.003%的硼，0.03-0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。
作为进一步的改进，所述锌合金材料，其组成按重量百分比包括，4.5%的铝、0.35%的铜、0.03%的镁、0.0015%的钛、0.002%的硼，0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。
作为进一步的改进，所述锌合金材料，其组成按重量百分比包括，4.4%的铝、0.3%的铜、0.04%的镁、0.0012%的钛、0.003%的硼，0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。
所述钛是以钛锌合金的方式加入锌合金中。
所述硼是以氮化硼的方式加入到锌合金中，其中氮化硼为纳米颗粒。
本发明同现有技术相比的有益效果是：
通过在本发明的技术方案中加入钛，提高了组织的均匀，有利于提高杂质类铅、锡及镉的溶解度，减少电化学反应的发生。
通过在合金中加入硼元素，其作用是提高合金的耐磨损性能，并且能够提高合金的强度的同时提高合金的延伸性能。
在本合金中，提高了铝的添加量，并降低了因为铝加入超过理论标准而引起的脆性增加问题。
具体实施方式
以下通过具体实施例来详细说明本技术方案的内容，应当理解的是，以下的实施例仅能用来解释本发明而不能解释为是对本发明的限制。
在本发明中，所有的百分比在没有特别说明的情况下均指的是重量百分含量。
在本发明中，锌合金的熔炼工艺同现有技术没有明显区别。
一种锌合金材料，其组成按重量百分比包括，4.15-4.5%的铝、0.3-0.5%的铜、0.03-0.05%的镁、0.001-0.003%的钛、0.002-0.005%的硼，0.02-0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。
实施例1
述锌合金材料，其组成按重量百分比包括，4.5%的铝、0.35%的铜、0.03%的镁、0.0015%的钛、0.002%的硼，0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌；所述钛是以钛锌合金的方式加入锌合金中；
所述硼是以氮化硼的方式加入到锌合金中，其中氮化硼为纳米颗粒；平均粒径为低于100纳米颗粒；氮化硼最后加入到熔化的合金液中。
实施例2
锌合金材料，其组成按重量百分比包括，4.4%的铝、0.3%的铜、0.04%的镁、0.0012%的钛、0.003%的硼，0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌；所述钛是以钛锌合金的方式加入锌合金中；所述硼是以氮化硼的方式加入到锌合金中，其中氮化硼为纳米颗粒；平均粒径为低于100纳米颗粒；氮化硼最后加入到熔化的合金液中。
实施例3
锌合金材料，其组成按重量百分比包括，4.15%的铝、0.3%的铜、0.03%的镁、0.001%的钛、0.002%的硼，0.02%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌；所述钛是以钛锌合金的方式加入锌合金中；所述硼是以氮化硼的方式加入到锌合金中，其中氮化硼为纳米颗粒；平均粒径为低于100纳米颗粒；氮化硼最后加入到熔化的合金液中。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (6)
1.一种锌合金材料，其特征在于：其组成按重量百分比为，4.15-4.5%的铝、0.3-0.5%的铜、0.03-0.05%的镁、0.001-0.003%的钛、0.002-0.005%的硼，0.02-0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。
2.根据权利要求1所述锌合金材料，其特征在于：其组成按重量百分比为，4.3-4.5%的铝、0.3-0.35%的铜、0.03-0.04%的镁、0.001-0.0015%的钛、0.002-0.003%的硼，0.03-0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。
3.根据权利要求1所述锌合金材料，其特征在于：所述锌合金材料，其组成按重量百分比为，4.5%的铝、0.35%的铜、0.03%的镁、0.0015%的钛、0.002%的硼，0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。
4.根据权利要求1所述锌合金材料，其特征在于：所述锌合金材料，其组成按重量百分比为，4.4%的铝、0.3%的铜、0.04%的镁、0.0012%的钛、0.003%的硼，0.05%的铁，低于0.003%的铅、低于0.003%的锡、低于0.0003%的镉及余量的锌。
5.根据权利要求1所述锌合金材料，其特征在于：所述钛是以钛锌合金的方式加入锌合金中。
6.根据权利要求1所述锌合金材料，其特征在于：所述硼是以氮化硼的方式加入到锌合金中，其中氮化硼为纳米颗粒。
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