阅读说明：本技术 一种高性能锌合金及其制备方法 (high-performance zinc alloy and preparation method thereof ) 是由 孙家谦 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及锌合金技术领域,具体涉及一种高性能锌合金及其制备方法,包括如下重量百分比的原料：0.1-2.0％Cu、0.5-1％Mg、1.0-1.5％Mn、0.4-0.8％Zr、0.05-1％T、0.1-1.0％Sn、0.1-1.0％Ag、1.0-3.0％Gd、0.1-1.0％Al、0.01-0.5％Sr、0.01-0.1％Pb、0.01-0.1％石墨烯、1.0-5.0％改性碳纳米管和余量为Zn和不可避免的杂质。本发明通过调整合金元素之间的配比使制得的锌合金具有优异的耐磨性、抗冲击性、切削加工能力、抗拉强度、屈服强度、延伸率和整体硬度,不仅提高了压铸件的使用寿命,同时也扩大了企业的市场竞争力。(The invention relates to the technical field of zinc alloy, in particular to high-performance zinc alloy and a preparation method thereof, which comprises the following raw materials of, by weight, 0.1-2.0% of Cu, 0.5-1% of Mg, 1.0-1.5% of Mn, 0.4-0.8% of Zr, 0.05-1% of T, 0.1-1.0% of Sn, 0.1-1.0% of Ag, 1.0-3.0% of Gd, 0.1-1.0% of Al, 0.01-0.5% of Sr, 0.01-0.1% of Pb, 0.01-0.1% of graphene, 1.0-5.0% of modified carbon nanotube and the balance of Zn and inevitable impurities.)

一种高性能锌合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及锌合金技术领域，具体涉及一种高性能锌合金及其制备方法。

背景技术

锌合金是以锌为基础成分并加入其他金属元素等而组成的合金，相应的合金的主要添加元素包括有铜、锰、镁、镍和铝等等。

锌合金由于具有熔点低，流动性好，易熔焊，广泛用于压铸仪表、汽车零件、各种产品的外壳及生活常用金属物品，而其中的生活常用金属物品包括有金属拉链、玩具、灯具以及装饰品等。

但目前这些压铸件普遍存在抗拉强度不高，塑形极差，容易在后续加工和使用中断裂或萌生裂纹的问题，使得产品的使用寿命降低。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高性能锌合金，通过调整合金元素和配套熔体处理工艺优化等一系列手段使制得的锌合金具有优异的耐磨性、韧性、抗冲击性、切削加工能力、铸造性能、抗拉强度、屈服强度、延伸率和整体硬度，不仅提高了压铸件的使用寿命，同时也扩大了企业的市场竞争力；此外还减少了贵重金属Cu的加入，降低了生产成本，提高了产品的竞争力，而改性碳纳米管的加入能增加该锌合金与金属基材之间的结合力与锌合金本身的机械性能。

本发明的另一目的在于提供一种高性能锌合金的制备方法，利用上述方法制得的锌合金具有优异的耐磨性、韧性、抗冲击性、切削加工能力、铸造性能、抗拉强度、屈服强度、延伸率和整体硬度，不仅提高了压铸件的使用寿命，同时也扩大了企业的市场竞争力。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高性能锌合金，包括如下重量百分比的原料：

本发明中加入的Cu在锌合金中具有一定的固溶度，需要严格控制Cu的加入量为0.1-2.0％，若加入量过高时将以白色条状的ε相析出，若加入量过低时ε相析出的数量少，合金在保持较小强度增幅下伸长率增加，硬度基本保持不变，综合选择Cu的加入量为0.1-2.0％有利于细化锌铝合金的基体组织，提高致密度，减少缩孔缩松倾向；Mg的加入可显著提高合金塑性、耐蚀性、固溶淬透性和改善摩擦性能等；而Mn的加入可以显著提升锌合金的韧性、强度、硬度和耐磨性；加入少量Zr有脱气、净化和细化晶粒作用，有利于锌合金的低温性能，进而改善合金的冲压性能；添加Ti可使锌合金的机械性能提高，但导电率却下降，Sn可以与Mg和Ti形成结合形成中间合金提升锌合金的防腐作用；微量Ag和Pb的加入可以显著提升合金的强度，而Gd的加入可以净化、除气、改善合金的组造型能，耐腐蚀性能和焊接性能；另外通过对合金中Pb、Mg、Sr 等成分比例进行设计和调整，并添加Zr等元素，通过各成分相互配合，使锌合金的微观组织结构得到优化，提高了锌合金的导热性能，同时提高了锌合金的耐腐蚀性和机械性能。

一种高性能锌合金的制备方法，所述高性能锌合金通过如下方法制得：

1)按照重量百分比，以纯Zn、纯Gd、纯Pb、Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30 中间合金、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金为原料进行配料；其中Mg-Sr中间合金中的Mg、 Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Mg、Mg-Ti-Sn中间合金中的Mg和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mg的重量比为0.8-1.2:0.4-0.8:0.6-1.0:0.1-0.5；Cu-Mn30中间合金中的Mn 和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mn的重量比为0.8-1.2:0.4-0.8；Cu-Mn30中间合金中的Cu和Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Cu的重量比为0.6-1.0:0.4-0.8；

2)将纯Zn锭加入精炼设备中，在真空条件下加热至400-450℃熔融至全部融化后加入改性碳纳米管继续保温熔炼20-40min，得到熔融浆料A，再依次将纯Gd、纯Pb、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金加入熔融浆料A中升温至500-600℃熔炼15-20min，最后将 Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30中间合金和石墨烯加入，保温熔炼10-20min，熔炼结束后充分搅拌造渣、除气，得到熔融物B，备用；

3)将步骤2)中得到的熔融物B冷却，去除表面浮渣后浇注到相应的磨具中，制得铸态锌合金，备用；

4)对步骤3)中得到的铸态锌合金加热至750-850℃进行热轧处理，之后将铸态锌合金降温至450-550℃进行固溶处理5-10h，得到铸锭，备用；

5)将步骤4)中得到的铸锭恒速升温至320-340℃，进行第一次 挤压，挤压变形速率为1.2-2.8m/min、加压比为10-15，之后继续升温 至380-400℃进行第二次挤压，挤压结束后，室温冷却，最终得到高 性能锌合金成品；第二次挤压处理时的挤压变形速率为1.5-2.0m/min、 加压比为8-16。

本发明中的锌合金通过上述方法制得，利用上述方法制得的锌合金具有优异的耐磨性、韧性、抗冲击性、切削加工能力、铸造性能、抗拉强度、屈服强度、延伸率和整体硬度，不仅提高了压铸件的使用寿命，同时也扩大了企业的市场竞争力；此外还减少了贵重金属Cu的加入，降低了生产成本，提高了产品的竞争力，而改性碳纳米管的加入能增加该锌合金与金属基材之间的结合力与锌合金本身的机械性能。

而在制备锌合金时需要控制步骤2)中需要控制纯Zn锭熔融时的温度为 400-450℃，若温度过低则不利于将Zn锭完全熔化，若温度过高不利于后续改性碳纳米管的加入，另外需要控制Mg-Mn-Zr中间合金加入熔融浆料A时的温度 500-600℃，若温度过低则不利于中间合金的熔融，若温度过高不利于中间合金的熔融后再结晶形成微观结晶晶粒的均一化；本发明的锌合金以Zn、Mg和 Cu为主要合金化元素，在锌合金中形成微米级Al-6Zn-2Mg-2Cu相，还可以延缓时效性。通过热轧和两次挤压处理，提高锌合金的塑性，为降温轧制加工做好组织和性能准备，在挤压处理过程中，采用低温挤压处理的加工方式，抑制合金的再结晶晶粒的长大，最终合金由微米级变形晶粒和细小的再结晶晶粒组成的微纳双峰结构，同时在合金中动态析出大量的纳米级Al-6Zn-2Mg-2Cu相，并极大提高锌合金的强韧性，从而在该合金系列中开发出具有优异的室温力学性能的高强韧锌合金材料。

优选的，每份所述改性碳纳米管包括如下重量份的原料：

每份所述改性剂为乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N-羟基丁二酰亚胺中的至少一种；更为优选的，所述改性剂是由吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N-羟基丁二酰亚胺按照重量比为 0.8-1.2:0.4-0.8:0.6-1.0组成的混合物。

所述改性碳纳米管通过如下方法制得：

S1、按照重量份，将碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇中加热至 40-60℃，反应20-30min，得到混合物A，备用；

S2、将改性剂和N，N-二异丙基乙胺加入步骤S1中得到的混合物A，加热至60-80℃，反应15-30min，得到混合物B，备用；

S3、将步骤S2中得到的混合物B烘干，再用紫外光照射处理30-60min得到所述改性碳纳米管；所述紫外光为照射波长为200-270nm的单色窄带光，照射功率为15-40mW。

本发明原料中主要含有的改性碳纳米管可以显著提升锌合金的拉伸强度和硬度，而所采用的改性剂和乙二胺四乙酸可以很好的对碳纳米管表面进行修饰改性，使制得的改性碳纳米管具有更优异的力学性能，另外提升了碳纳米管的结构稳定性、吸附强度、稳定性和实际应用价值。而在制备过程中需要严格控制步骤S1中碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇反应时的温度为 40-60℃，若温度过高则会导致部分无水乙醇挥发，不利于无水乙醇对碳纳米管表面进行活化，进而不利于乙二胺四乙酸对碳纳米管表面的修饰作用；在步骤S3中需要严格控制紫外光照射处理的时间为30-60min，若照射时间过短则不利于改性剂与碳纳米管的接枝，若照射时间过长则浪费资源增加了生产成本。

本发明的有益效果在于：本发明通过调整合金元素和配套熔体处理工艺优化等一系列手段使制得的锌合金具有优异的耐磨性、韧性、抗冲击性、切削加工能力、铸造性能、抗拉强度、屈服强度、延伸率和整体硬度，不仅提高了压铸件的使用寿命，同时也扩大了企业的市场竞争力；此外还减少了贵重金属 Cu的加入，降低了生产成本，提高了产品的竞争力，而改性碳纳米管的加入能增加该锌合金与金属基材之间的结合力与锌合金本身的机械性能。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

一种高性能锌合金，包括如下重量百分比的原料：

每份所述改性碳纳米管包括如下重量份的原料：

每份所述改性剂是由吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N- 羟基丁二酰亚胺按照重量比为0.8-1.2:0.4-0.8:0.6-1.0组成的混合物。

所述改性碳纳米管通过如下方法制得：

S1、按照重量份，将碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇中加热至40℃，反应20min，得到混合物A，备用；

S2、将改性剂和N，N-二异丙基乙胺加入步骤S1中得到的混合物A，加热至60℃，反应15min，得到混合物B，备用；

S3、将步骤S2中得到的混合物B烘干，再用紫外光照射处理30min得到所述改性碳纳米管；所述紫外光为照射波长为200nm的单色窄带光，照射功率为15mW。

一种高性能锌合金的制备方法，所述高性能锌合金通过如下方法制得：

1)按照重量百分比，以纯Zn、纯Gd、纯Pb、Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30 中间合金、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金为原料进行配料；其中Mg-Sr中间合金中的Mg、 Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Mg、Mg-Ti-Sn中间合金中的Mg和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mg的重量比为0.8:0.4:0.6:0.1；Cu-Mn30中间合金中的Mn和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mn的重量比为0.8:0.4；Cu-Mn30中间合金中的Cu和Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Cu的重量比为0.6:0.4；

2)将纯Zn锭加入精炼设备中，在真空条件下加热至400℃熔融至全部融化后加入改性碳纳米管继续保温熔炼20min，得到熔融浆料A，再依次将纯Gd、纯Pb、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和Mg-Mn-Zr 中间合金加入熔融浆料A中升温至500℃熔炼15min，最后将Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30中间合金和石墨烯加入，保温熔炼10min，熔炼结束后充分搅拌造渣、除气，得到熔融物B，备用；

3)将步骤2)中得到的熔融物B冷却，去除表面浮渣后浇注到相应的磨具中，制得铸态锌合金，备用；

4)对步骤3)中得到的铸态锌合金加热至750℃进行热轧处理，之后将铸态锌合金降温至450℃进行固溶处理5h，得到铸锭，备用；

5)将步骤4)中得到的铸锭恒速升温至320℃，进行第一次挤压， 挤压变形速率为1.2m/min、加压比为10，之后继续升温至380℃进行 第二次挤压，挤压结束后，室温冷却，最终得到高性能锌合金成品； 第二次挤压处理时的挤压变形速率为1.5m/min、加压比为8。

实施例2

一种高性能锌合金，包括如下重量百分比的原料：

每份所述改性碳纳米管包括如下重量份的原料：

每份所述改性剂是由吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N- 羟基丁二酰亚胺按照重量比为0.9:0.4:0.7组成的混合物。

所述改性碳纳米管通过如下方法制得：

S1、按照重量份，将碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇中加热至45℃，反应23min，得到混合物A，备用；

S2、将改性剂和N，N-二异丙基乙胺加入步骤S1中得到的混合物A，加热至65℃，反应19min，得到混合物B，备用；

S3、将步骤S2中得到的混合物B烘干，再用紫外光照射处理38min得到所述改性碳纳米管；所述紫外光为照射波长为215nm的单色窄带光，照射功率为21mW。

一种高性能锌合金的制备方法，所述高性能锌合金通过如下方法制得：

1)按照重量百分比，以纯Zn、纯Gd、纯Pb、Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30 中间合金、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金为原料进行配料；其中Mg-Sr中间合金中的Mg、 Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Mg、Mg-Ti-Sn中间合金中的Mg和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mg的重量比为0.9:0.5:0.7:0.2；Cu-Mn30中间合金中的Mn和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mn的重量比为0.9:0.5；Cu-Mn30中间合金中的Cu和Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Cu的重量比为0.7:0.5；

2)将纯Zn锭加入精炼设备中，在真空条件下加热至412℃熔融至全部融化后加入改性碳纳米管继续保温熔炼25min，得到熔融浆料A，再依次将纯Gd、纯Pb、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和Mg-Mn-Zr 中间合金加入熔融浆料A中升温至525℃熔炼17min，最后将Mg-Ti-Sn中间合金、 Cu-Mn30中间合金和石墨烯加入，保温熔炼13min，熔炼结束后充分搅拌造渣、除气，得到熔融物B，备用；

3)将步骤2)中得到的熔融物B冷却，去除表面浮渣后浇注到相应的磨具中，制得铸态锌合金，备用；

4)对步骤3)中得到的铸态锌合金加热至775℃进行热轧处理，之后将铸态锌合金降温至475℃进行固溶处理6h，得到铸锭，备用；

5)将步骤4)中得到的铸锭恒速升温至325℃，进行第一次挤压， 挤压变形速率为1.6m/min、加压比为12，之后继续升温至385℃进行 第二次挤压，挤压结束后，室温冷却，最终得到高性能锌合金成品； 第二次挤压处理时的挤压变形速率为1.7m/min、加压比为10。

实施例3

一种高性能锌合金，包括如下重量百分比的原料：

每份所述改性碳纳米管包括如下重量份的原料：

每份所述改性剂是由吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N- 羟基丁二酰亚胺按照重量比为1.0:0.6:0.8组成的混合物。

所述改性碳纳米管通过如下方法制得：

S1、按照重量份，将碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇中加热至50℃，反应25min，得到混合物A，备用；

S2、将改性剂和N，N-二异丙基乙胺加入步骤S1中得到的混合物A，加热至70℃，反应23min，得到混合物B，备用；

S3、将步骤S2中得到的混合物B烘干，再用紫外光照射处理45min得到所述改性碳纳米管；所述紫外光为照射波长为235nm的单色窄带光，照射功率为30mW。

一种高性能锌合金的制备方法，所述高性能锌合金通过如下方法制得：

1)按照重量百分比，以纯Zn、纯Gd、纯Pb、Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30 中间合金、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金为原料进行配料；其中Mg-Sr中间合金中的Mg、 Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Mg、Mg-Ti-Sn中间合金中的Mg和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mg的重量比为1.0:0.6:0.8:0.3；Cu-Mn30中间合金中的Mn和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mn的重量比为1.0:0.6；Cu-Mn30中间合金中的Cu和Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Cu的重量比为0.8:0.6；

2)将纯Zn锭加入精炼设备中，在真空条件下加热至425℃熔融至全部融化后加入改性碳纳米管继续保温熔炼30min，得到熔融浆料A，再依次将纯Gd、纯Pb、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和Mg-Mn-Zr 中间合金加入熔融浆料A中升温至550℃熔炼18min，最后将Mg-Ti-Sn中间合金、 Cu-Mn30中间合金和石墨烯加入，保温熔炼15min，熔炼结束后充分搅拌造渣、除气，得到熔融物B，备用；

3)将步骤2)中得到的熔融物B冷却，去除表面浮渣后浇注到相应的磨具中，制得铸态锌合金，备用；

4)对步骤3)中得到的铸态锌合金加热至800℃进行热轧处理，之后将铸态锌合金降温至500℃进行固溶处理8h，得到铸锭，备用；

5)将步骤4)中得到的铸锭恒速升温至330℃，进行第一次挤压， 挤压变形速率为2.0m/min、加压比为13，之后继续升温至390℃进行 第二次挤压，挤压结束后，室温冷却，最终得到高性能锌合金成品； 第二次挤压处理时的挤压变形速率为1.8m/min、加压比为12。

实施例4

一种高性能锌合金，包括如下重量百分比的原料：

每份所述改性碳纳米管包括如下重量份的原料：

每份所述改性剂是由吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N- 羟基丁二酰亚胺按照重量比为1.1:0.7:0.9组成的混合物。

所述改性碳纳米管通过如下方法制得：

S1、按照重量份，将碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇中加热至55℃，反应28min，得到混合物A，备用；

S2、将改性剂和N，N-二异丙基乙胺加入步骤S1中得到的混合物A，加热至75℃，反应27min，得到混合物B，备用；

S3、将步骤S2中得到的混合物B烘干，再用紫外光照射处理52min得到所述改性碳纳米管；所述紫外光为照射波长为250nm的单色窄带光，照射功率为35mW。

一种高性能锌合金的制备方法，所述高性能锌合金通过如下方法制得：

1)按照重量百分比，以纯Zn、纯Gd、纯Pb、Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30 中间合金、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金为原料进行配料；其中Mg-Sr中间合金中的Mg、 Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Mg、Mg-Ti-Sn中间合金中的Mg和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mg的重量比为1.1:0.7:0.9:0.4；Cu-Mn30中间合金中的Mn和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mn的重量比为1.1:0.7；Cu-Mn30中间合金中的Cu和Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Cu的重量比为0.9:0.7；

2)将纯Zn锭加入精炼设备中，在真空条件下加热至437℃熔融至全部融化后加入改性碳纳米管继续保温熔炼35min，得到熔融浆料A，再依次将纯Gd、纯Pb、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和Mg-Mn-Zr 中间合金加入熔融浆料A中升温至575℃熔炼19min，最后将Mg-Ti-Sn中间合金、 Cu-Mn30中间合金和石墨烯加入，保温熔炼18min，熔炼结束后充分搅拌造渣、除气，得到熔融物B，备用；

3)将步骤2)中得到的熔融物B冷却，去除表面浮渣后浇注到相应的磨具中，制得铸态锌合金，备用；

4)对步骤3)中得到的铸态锌合金加热至825℃进行热轧处理，之后将铸态锌合金降温至525℃进行固溶处理9h，得到铸锭，备用；

5)将步骤4)中得到的铸锭恒速升温至335℃，进行第一次挤压， 挤压变形速率为2.4m/min、加压比为14，之后继续升温至395℃进行 第二次挤压，挤压结束后，室温冷却，最终得到高性能锌合金成品； 第二次挤压处理时的挤压变形速率为1.9m/min、加压比为14。

实施例5

一种高性能锌合金，包括如下重量百分比的原料：

每份所述改性碳纳米管包括如下重量份的原料：

每份所述改性剂是由吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N- 羟基丁二酰亚胺按照重量比为1.2:0.8:1.0组成的混合物。

所述改性碳纳米管通过如下方法制得：

S1、按照重量份，将碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇中加热至60℃，反应30min，得到混合物A，备用；

S2、将改性剂和N，N-二异丙基乙胺加入步骤S1中得到的混合物A，加热至80℃，反应30min，得到混合物B，备用；

S3、将步骤S2中得到的混合物B烘干，再用紫外光照射处理60min得到所述改性碳纳米管；所述紫外光为照射波长为270nm的单色窄带光，照射功率为40mW。

一种高性能锌合金的制备方法，所述高性能锌合金通过如下方法制得：

1)按照重量百分比，以纯Zn、纯Gd、纯Pb、Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30 中间合金、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金为原料进行配料；其中Mg-Sr中间合金中的Mg、 Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Mg、Mg-Ti-Sn中间合金中的Mg和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mg的重量比为1.2:0.8:1.0:0.5；Cu-Mn30中间合金中的Mn和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mn的重量比为1.2:0.8；Cu-Mn30中间合金中的Cu和Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Cu的重量比为1.0:0.8；

2)将纯Zn锭加入精炼设备中，在真空条件下加热至450℃熔融至全部融化后加入改性碳纳米管继续保温熔炼40min，得到熔融浆料A，再依次将纯Gd、纯Pb、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和Mg-Mn-Zr 中间合金加入熔融浆料A中升温至600℃熔炼20min，最后将Mg-Ti-Sn中间合金、 Cu-Mn30中间合金和石墨烯加入，保温熔炼20min，熔炼结束后充分搅拌造渣、除气，得到熔融物B，备用；

3)将步骤2)中得到的熔融物B冷却，去除表面浮渣后浇注到相应的磨具中，制得铸态锌合金，备用；

4)对步骤3)中得到的铸态锌合金加热至850℃进行热轧处理，之后将铸态锌合金降温至550℃进行固溶处理10h，得到铸锭，备用；

5)将步骤4)中得到的铸锭恒速升温至340℃，进行第一次挤压， 挤压变形速率为2.8m/min、加压比为15，之后继续升温至400℃进行 第二次挤压，挤压结束后，室温冷却，最终得到高性能锌合金成品； 第二次挤压处理时的挤压变形速率为2.0m/min、加压比为16。

对比例1

一种高性能锌合金，包括如下重量百分比的原料：

每份所述改性碳纳米管包括如下重量份的原料：

每份所述改性剂是由吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N- 羟基丁二酰亚胺按照重量比为0.8-1.2:0.4-0.8:0.6-1.0组成的混合物。

所述改性碳纳米管通过如下方法制得：

S1、按照重量份，将碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇中加热至40℃，反应20min，得到混合物A，备用；

S2、将改性剂和N，N-二异丙基乙胺加入步骤S1中得到的混合物A，加热至60℃，反应15min，得到混合物B，备用；

S3、将步骤S2中得到的混合物B烘干，再用紫外光照射处理30min得到所述改性碳纳米管；所述紫外光为照射波长为200nm的单色窄带光，照射功率为15mW。

一种高性能锌合金的制备方法，所述高性能锌合金通过如下方法制得：

1)按照重量百分比，以纯Zn、纯Gd、纯Pb、Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30 中间合金、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金为原料进行配料；其中Mg-Sr中间合金中的Mg、 Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Mg、Mg-Ti-Sn中间合金中的Mg和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mg的重量比为0.8:0.4:0.6:0.1；Cu-Mn30中间合金中的Mn和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mn的重量比为0.8:0.4；Cu-Mn30中间合金中的Cu和Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Cu的重量比为0.6:0.4；

2)将纯Zn锭加入精炼设备中，在真空条件下加热至400℃熔融至全部融化后加入改性碳纳米管继续保温熔炼20min，得到熔融浆料A，再依次将纯Gd、纯Pb、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和Mg-Mn-Zr 中间合金加入熔融浆料A中升温至500℃熔炼15min，最后将Mg-Ti-Sn中间合金、 Cu-Mn30中间合金和石墨烯加入，保温熔炼10min，熔炼结束后充分搅拌造渣、除气，得到熔融物B，备用；

3)将步骤2)中得到的熔融物B冷却，去除表面浮渣后浇注到相应的磨具中，制得铸态锌合金，备用；

4)对步骤3)中得到的铸态锌合金加热至750℃进行热轧处理，之后将铸态锌合金降温至450℃进行固溶处理5h，得到铸锭，备用；

5)将步骤4)中得到的铸锭恒速升温至320℃，进行第一次挤压， 挤压变形速率为1.2m/min、加压比为10，之后继续升温至380℃进行 第二次挤压，挤压结束后，室温冷却，最终得到高性能锌合金成品； 第二次挤压处理时的挤压变形速率为1.5m/min、加压比为8。

对比例2

一种高性能锌合金，包括如下重量百分比的原料：

每份所述改性碳纳米管包括如下重量份的原料：

每份所述改性剂是由吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N- 羟基丁二酰亚胺按照重量比为1.0:0.6:0.8组成的混合物。

所述改性碳纳米管通过如下方法制得：

S1、按照重量份，将碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇中加热至50℃，反应25min，得到混合物A，备用；

S2、将改性剂和乙炔基三乙氧基硅烷加入步骤S1中得到的混合物A，加热至70℃，反应23min，得到混合物B，备用；

S3、将步骤S2中得到的混合物B烘干，再用紫外光照射处理45min得到所述改性碳纳米管；所述紫外光为照射波长为235nm的单色窄带光，照射功率为30mW。

一种高性能锌合金的制备方法，所述高性能锌合金通过如下方法制得：

1)按照重量百分比，以纯Zn、纯Gd、纯Pb、Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30 中间合金、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金为原料进行配料；其中Mg-Sr中间合金中的Mg、 Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Mg、Mg-Ti-Sn中间合金中的Mg和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mg的重量比为1.0:0.6:0.8:0.3；Cu-Mn30中间合金中的Mn和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mn的重量比为1.0:0.6；Cu-Mn30中间合金中的Cu和Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Cu的重量比为0.8:0.6；

2)将纯Zn锭加入精炼设备中，在真空条件下加热至425℃熔融至全部融化后加入改性碳纳米管继续保温熔炼30min，得到熔融浆料A，再依次将纯Gd、纯Pb、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和Mg-Mn-Zr 中间合金加入熔融浆料A中升温至550℃熔炼18min，最后将Mg-Ti-Sn中间合金、 Cu-Mn30中间合金和石墨烯加入，保温熔炼15min，熔炼结束后充分搅拌造渣、除气，得到熔融物B，备用；

3)将步骤2)中得到的熔融物B冷却，去除表面浮渣后浇注到相应的磨具中，制得铸态锌合金，备用；

4)对步骤3)中得到的铸态锌合金加热至800℃进行热轧处理，之后将铸态锌合金降温至500℃进行固溶处理8h，得到铸锭，备用；

5)将步骤4)中得到的铸锭恒速升温至330℃，进行第一次挤压， 挤压变形速率为2.0m/min、加压比为13，之后继续升温至390℃进行 第二次挤压，挤压结束后，室温冷却，最终得到高性能锌合金成品； 第二次挤压处理时的挤压变形速率为1.8m/min、加压比为12。

对比例3

一种高性能锌合金，包括如下重量百分比的原料：

每份所述改性碳纳米管包括如下重量份的原料：

每份所述改性剂是由吡啶-苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯和N- 羟基丁二酰亚胺按照重量比为1.2:0.8:1.0组成的混合物。

所述改性碳纳米管通过如下方法制得：

S1、按照重量份，将碳纳米管和乙二胺四乙酸加入无水乙醇中加热至60℃，反应30min，得到混合物A，备用；

S2、将改性剂和N，N-二异丙基乙胺加入步骤S1中得到的混合物A，加热至80℃，反应30min，得到混合物B，备用；

S3、将步骤S2中得到的混合物B烘干，再用紫外光照射处理60min得到所述改性碳纳米管；所述紫外光为照射波长为270nm的单色窄带光，照射功率为40mW。

一种高性能锌合金的制备方法，所述高性能锌合金通过如下方法制得：

1)按照重量百分比，以纯Zn、纯Gd、纯Pb、Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30 中间合金、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和 Mg-Mn-Zr中间合金为原料进行配料；其中Mg-Sr中间合金中的Mg、 Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Mg、Mg-Ti-Sn中间合金中的Mg和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mg的重量比为1.2:0.8:1.0:0.5；Cu-Mn30中间合金中的Mn和Mg-Mn-Zr中间合金中的Mn的重量比为1.2:0.8；Cu-Mn30中间合金中的Cu和Al-Zn-Mg-Cu中间合金中的Cu的重量比为1.0:0.8；

2)将纯Zn锭加入精炼设备中，在真空条件下加热至450℃熔融至全部融化后加入改性碳纳米管继续保温熔炼40min，得到熔融浆料A，再依次将纯Gd、纯Pb、Mg-Sr中间合金、Zn-Ag中间合金、Al-Zn-Mg-Cu中间合金和Mg-Mn-Zr 中间合金加入熔融浆料A中升温至600℃熔炼20min，最后将Mg-Ti-Sn中间合金、Cu-Mn30中间合金和石墨烯加入，保温熔炼20min，熔炼结束后充分搅拌造渣、除气，得到熔融物B，备用；

3)将步骤2)中得到的熔融物B冷却，去除表面浮渣后浇注到相应的磨具中，制得铸态锌合金，备用；

4)将铸态锌合金降温至550℃进行固溶处理10h，得到铸锭，备用；

5)将步骤4)中得到的铸锭恒速升温至340℃，进行第一次挤压， 挤压变形速率为2.8m/min、加压比为15，之后继续升温至400℃进行 第二次挤压，挤压结束后，室温冷却，最终得到高性能锌合金成品； 第二次挤压处理时的挤压变形速率为2.0m/min、加压比为16。

对采用实施例1-5和对比例1-3制得的锌合金进行力学性能(屈服强度、抗拉强度和延伸率)的测试。测试方法：力学性能测试依照国家标准GB6397-86 《金属拉伸实验试样》进行加工测试，测试设备为(SHIMADZU)AG-I 250kN精密万能实验机拉伸机，拉伸速度为1mm/min，测试结果如下表1所示。

表1

项目	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	延伸率(％)
				实施例1	223	281	16.0
实施例2	226	2834	16.1
				实施例3	225	285	16.0
实施例4	224	284	16.0
				实施例5	225	284	15.7
对比例1	183	251	10.3
				对比例2	188	253	9.6
对比例3	211	258	11.8

由上述结果可知，本发明实施例1-5中制得的锌合金的各项机械性能优越，其屈服强度、抗拉强度和延伸率有显著的提升，同时锌合金还具有很好的环保性。

与实施例1相比，对比例1中在制备锌合金时将Mn元素用量添加到5％，对利用上述原料制得的锌合金进行各项物性测试，分析发现此锌合金的拉屈服强度、抗拉强度和延伸率相对降低；说明本发明在制备锌合金时控制Mn元素的用量为0.5％能优化制得锌合金的各项机械性能，使制得的锌合金具有优良的屈服强度、抗拉强度、延伸率、耐冲击性和尺寸稳定，适合大规模生产。

与实施例3相比，对比例2中在制备锌合金时用改性碳纳米管时采用乙炔基三乙氧基硅烷对碳纳米管进行改性，对利用上述原料制得的锌合金进行各项物性测试，分析发现此锌合金的拉屈服强度、抗拉强度和延伸率明显降低；说明本发明在制备锌合金时添加改性碳纳米管能优化制得锌合金的各项机械性能，使制得的锌合金具有优良的屈服强度、抗拉强度、延伸率、耐冲击性和尺寸稳定，适合大规模生产。

与实施例5相比，对比例3中在制备锌合金的步骤4)中没有对步骤3) 中得到的铸态锌合金加热至850℃进行热轧处理，对利用上述原料制得的锌合金进行各项物性测试，分析发现此锌合金的拉屈服强度、抗拉强度和延伸率相对降低；说明本发明在制备锌合金时对步骤3)中得到的铸态锌合金加热至 850℃进行热轧处理能优化制得锌合金的各项机械性能，使制得的锌合金具有优良的屈服强度、抗拉强度、延伸率、耐冲击性和尺寸稳定，适合大规模生产。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。