CN103882262B - 一种角阀用锌基高铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种角阀用锌基高铝合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铝13.0-14.5、铜5.0-5.5、镁2.0-2.3、锰2-2.3、Ho0.02-0.05、Er0.1-0.2、Tm0.002-0.004、Yb0.01-0.03、锌余量。本发明通过添加铜、镁、铝，不仅使合金晶粒细化，提高了锌合金的机械性能，而且提高了耐腐蚀性能；通过添加Ho、Er、Tm、Yb，进一步改变细化结晶组织,使合金耐磨性提高；通过添加锰，使得合金易切削，该合金适用于制作角阀，性价比高，经济效益好本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。

Description

一种角阀用锌基高铝合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种角阀用锌基高铝合金材料及其制备方法。
背景技术
锌合金的性能优良，具有铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑；可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆、抛光、研磨等；熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模；有很好的常温机械性能和耐磨性等诸多优点。
目前三角阀主要使用黄铜，黄铜密度大，重量大，而且成本较高；也有使用铝合金制作三角阀的，但是一般的铝合金的耐腐蚀性不够，且容易磨损，使用寿命短，性价比还是不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种角阀用锌基高铝合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有强度高、耐磨性好、易切削的优点。
本发明的技术方案如下：
一种角阀用锌基高铝合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铝13.0-14.5、铜5.0-5.5、镁2.0-2.3、锰2-2.3、Ho0.02-0.05、Er0.1-0.2、Tm0.002-0.004、Yb0.01-0.03、锌余量。
所述的角阀用锌基高铝合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.5比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铝、镁；（2）铜、锰；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21-25分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以180-190℃/小时速率升温至280-290℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至400-420℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-3小时；再用80-90℃清水冷却至80-100℃，再自然冷却至室温；再以180-190℃/小时速率升温至280-290℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至400-420℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-4小时；用80-90℃清水冷却至120-140℃，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：粘土10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5-6、高岭土8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3-4、碳酸钙粉4-5、Bi2O32-3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本发明的有益效果
本发明通过添加铜、镁、铝，不仅使合金晶粒细化，提高了锌合金的机械性能，而且提高了耐腐蚀性能；通过添加Ho、Er、Tm、Yb，进一步改变细化结晶组织,使合金耐磨性提高；通过添加锰，使得合金易切削，该合金适用于制作角阀，性价比高，经济效益好。通过合理控制铸后处理温度，分批投放原料，使用废锌作为原料，力学性能好，合金品质均一。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
具体实施方式
一种角阀用锌基高铝合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铝13.0-14.5、铜5.0-5.5、镁2.0-2.3、锰2-2.3、Ho0.02-0.05、Er0.1-0.2、Tm0.002-0.004、Yb0.01-0.03、锌余量。
所述的角阀用锌基高铝合金材料的生产方法为：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.4比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铝、镁；（2）铜、锰；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以185℃/小时速率升温至285℃，保温50分钟，再以185℃/小时速率升温至410℃，保温50分钟，再以185℃/小时速率升温至625℃，保温2.5小时；再用85℃清水冷却至90℃，再自然冷却至室温；再以185℃/小时速率升温至285℃，保温50分钟，再以185℃/小时速率升温至410℃，保温50分钟，再以185℃/小时速率升温至625℃，保温3小时；用80-90℃清水冷却至130℃，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成：粘土10、刚玉粉4、氮化铝5、高岭土8、天青石1、树木灰烬2、氢氧化铝8、玉石粉4、蒙脱石1、萤石粉4、碳酸钙粉4、Bi2O33；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本实施例角阀用锌基高铝合金材料，抗拉强度бb为380Mpa，硬度值HB为98，冲击韧性（J/cm2）42。

Claims (1)

1.一种角阀用锌基高铝合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铝13.0-14.5、铜5.0-5.5、镁2.0-2.3、锰2-2.3、Ho0.02-0.05、Er0.1-0.2、Tm0.002-0.004、Yb0.01-0.03、锌余量；
所述的角阀用锌基高铝合金材料的生产方法：
（1）、准备纯锌与废锌合金按1：0.3-0.5比例作为锌基质来源，将纯锌加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废锌熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（a）铝、镁；（b）铜、锰；（c）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21-25分钟，投料后搅拌均匀；
所述的铸后热处理是：先由室温以180-190℃/小时速率升温至280-290℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至400-420℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-3小时；再用80-90℃清水冷却至80-100℃，再自然冷却至室温；再以180-190℃/小时速率升温至280-290℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至400-420℃，保温40-60分钟，再以180-190℃/小时速率升温至620-630℃，保温2-4小时；用80-90℃清水冷却至120-140℃，取出空冷即得；
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：粘土10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5-6、高岭土8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3-4、碳酸钙粉4-5、Bi2O32-3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
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