阅读说明：本技术 一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金 (High-hardness corrosion-resistant die-casting zinc alloy ) 是由 邓荣辉 李勇 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金,其特征在于,所述高硬度耐腐蚀的压铸锌合金的制备步骤如下：加入硅相重新熔炼、均匀化退火、清洗打磨、第一激光处理、第一碱腐蚀处理、第二激光处理、第二碱腐蚀处理、降温保存。本申请在制备好的Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体中加入固态Al-12.6Si共晶铝硅后重新熔炼并均匀化退火,保证了压铸锌合金的韧性的同时又明显提高了锌合金的硬度,成分均匀,通过两次碱腐蚀处理和两次激光处理,并优化工艺参数,从而大幅度提高了压铸锌铝合金的表面硬度和耐腐蚀性,并且大幅度降低了腐蚀处理的总时间,提高了生产效率。(The invention provides a high-hardness corrosion-resistant die-casting zinc alloy which is characterized by comprising the following preparation steps: adding a silicon phase for remelting, carrying out homogenization annealing, cleaning and polishing, carrying out first laser treatment, carrying out first alkali corrosion treatment, carrying out second laser treatment, carrying out second alkali corrosion treatment, and cooling and storing. According to the method, solid Al-12.6Si eutectic aluminum silicon is added into a prepared Zn-xAl-yCu-zMg alloy melt, then the mixture is smelted again and annealed uniformly, the toughness of the die-casting zinc alloy is guaranteed, meanwhile, the hardness of the zinc alloy is obviously improved, the components are uniform, the surface hardness and the corrosion resistance of the die-casting zinc-aluminum alloy are greatly improved through two times of alkali corrosion treatment and two times of laser treatment, and the process parameters are optimized, so that the total time of the corrosion treatment is greatly reduced, and the production efficiency is improved.)

一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金

技术领域

本发明涉及有色金属加工技术领域，尤其涉及一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金。

背景技术

锌基合金因为熔炼工艺简单，机械性能、铸造性能、加工性能优良，耐磨性突出等优点，因此被称为“魔术合金”，成为近几十年来国内外应用日益广泛的价廉、节能、优质的新材料。锌能与多种有色金属制成合金，其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜，还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。锌主要用于钢铁、冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域。

锌合金的发展首先要归因于十九世纪末压铸机的发明。压铸的实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型(压铸模具)型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。与其它铸造方法相比，压铸有以下三方面优点：①产品质量好：铸件尺寸精度高，表面光洁度好；强度和硬度较高；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。②生产效率高：机器生产率高；压铸型寿命长，一付压铸型，高硬度耐腐蚀的压铸锌合金，寿命可达几十万次，甚至上百万次；易实现机械化和自动化。③经济效果优良：由于压铸件尺寸精确，表泛光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金属利用率，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便宜；可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。

最早的锌基压铸合金成分为：Zn-6％Sn-3％Cu-0.5％A1，主要用来代替部分Sn基产品。其特点是：强度低，性脆，但尺寸稳定性好。后来研究发现提高铝含量，合金的各方面性能都改善很多，锌铝合金系列应运而生。随着经济的发展和研究的深入，高硬度耐腐蚀的压铸锌合金产生了一系列产品牌号，直到二十年代，锌铝压铸合金的发展已经达到了高硬度耐腐蚀的压铸锌合金的全盛时期，锌铝压铸合金也已全部标准化。

随着我国科学技术水平的不断提高，我国对锌铝合金的研究也越来越深入。尽管如此，我国锌铝合金研究水平和生产质量与国外一些发达国家比较还有一定的差距，我国的锌基合金研究还有很长的路要走。

目前，高硬度耐腐蚀的压铸锌合金存在的主要问题是硬度低和耐腐蚀性较差，难以满足工业需求。为此，针对高硬度耐腐蚀的压铸锌合金存在的问题，发明了一种制备高硬度和耐腐蚀性的高硬度耐腐蚀的压铸锌合金。

发明内容

为克服现有技术中存在的硬度和耐腐蚀性不佳的问题，本发明提供了一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金。

一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金，其特征在于，所述高硬度耐腐蚀的压铸锌合金的制备步骤如下：

步骤一，加入硅相重新熔炼，先制备Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体，然后在熔炼温度下，将Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体与Al-12.6Si中间合金进行均匀混合，混合后浇注到室温金属铸型中，制备出Zn-11Al-1.0Cu-0.05Mg-mSi压铸锌合金；

步骤二，均匀化退火，将步骤一得到的压铸锌合金进行均匀化退火，得到均匀化退火后的压铸锌合金；

步骤三，清洗打磨，清洗步骤二得到的均匀化退火后的压铸锌合金的表面，并对所述均匀化退火后的压铸锌合金的表面进行抛光打磨，得到表面处理后的压铸锌合金；

步骤四，第一激光处理，将步骤三得到的压铸锌合金进行第一激光处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤五，第一碱腐蚀处理，将步骤四得到的压铸锌合金进行第一碱腐蚀处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤六，第二激光处理，将步骤五得到的压铸锌合金进行第二激光处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤七，第二碱腐蚀处理，将步骤六得到的压铸锌合金进行第二碱腐蚀处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤八，降温保存，将步骤六得到的压铸锌合金水洗后烘干，包装入库。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的熔炼温度为600～700℃。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的m为0.5-1.1。

在本发明一优选实施例中，所述步骤二中均匀化退火的工艺为，退火气压0.01-0.03Pa，退火温度为400-450℃，退火时间为15-20h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤三中采用抛丸机对压铸锌合金的表面进行抛光打磨。

在本发明一优选实施例中，所述步骤四中第一激光处理的具体工艺为，激光功率为50-60kW，电流300-500A，脉宽3-5mm，离焦量100-120mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤五中第一碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为70-90℃，腐蚀处理时间为5-8h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤六中第二激光处理的具体工艺为，激光功率为30-40kW，电流100-200A，脉宽1-2mm，离焦量50-60mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤七中第二碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为70-90℃，腐蚀处理时间为3-4h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤八中烘干温度为70-90℃，烘干时间1h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本申请在制备好的Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体中加入固态Al-12.6Si共晶铝硅，加入了细小硅相，提高了硬度，重新熔炼并均匀化退火，使得压铸锌合金成分均匀，通过两次碱腐蚀处理和两次激光处理，并优化工艺参数，从而大幅度提高了压铸锌铝合金的表面硬度和耐腐蚀性，并且大幅度降低了腐蚀处理的总时间，提高了生产效率；

(2)采用固态Al-12.6Si共晶铝硅向锌合金中引入大量的细小硅相，可在保证韧性的同时明显提高合金硬度。

附图说明

图1是本发明一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金一优选实施例的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参看图1，是本发明一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金一优选实施例的流程示意图，一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金，其特征在于，所述高硬度耐腐蚀的压铸锌合金的制备步骤如下：

步骤一，加入硅相重新熔炼，先制备Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体，然后在熔炼温度下，将Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体与Al-12.6Si中间合金进行均匀混合，混合后浇注到室温金属铸型中，制备出Zn-11Al-1.0Cu-0.05Mg-mSi压铸锌合金；

步骤二，均匀化退火，将步骤一得到的压铸锌合金进行均匀化退火，得到均匀化退火后的压铸锌合金；

步骤三，清洗打磨，清洗步骤二得到的均匀化退火后的压铸锌合金的表面，并对所述均匀化退火后的压铸锌合金的表面进行抛光打磨，得到表面处理后的压铸锌合金；

步骤四，第一激光处理，将步骤三得到的压铸锌合金进行第一激光处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤五，第一碱腐蚀处理，将步骤四得到的压铸锌合金进行第一碱腐蚀处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤六，第二激光处理，将步骤五得到的压铸锌合金进行第二激光处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤七，第二碱腐蚀处理，将步骤六得到的压铸锌合金进行第二碱腐蚀处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤八，降温保存，将步骤六得到的压铸锌合金水洗后烘干，包装入库。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的熔炼温度为600～700℃。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的m为0.5-1.1。

在本发明一优选实施例中，所述步骤二中均匀化退火的工艺为，退火气压0.01-0.03Pa，退火温度为400-450℃，退火时间为15-20h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤三中采用抛丸机对压铸锌合金的表面进行抛光打磨。

在本发明一优选实施例中，所述步骤四中第一激光处理的具体工艺为，激光功率为50-60kW，电流300-500A，脉宽3-5mm，离焦量100-120mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤五中第一碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为70-90℃，腐蚀处理时间为5-8h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤六中第二激光处理的具体工艺为，激光功率为30-40kW，电流100-200A，脉宽1-2mm，离焦量50-60mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤七中第二碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为70-90℃，腐蚀处理时间为3-4h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤八中烘干温度为70-90℃，烘干时间1h。

实施例1：

一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金，其特征在于，所述高硬度耐腐蚀的压铸锌合金的制备步骤如下：

步骤一，加入硅相重新熔炼，先制备Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体，然后在熔炼温度下，将Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体与Al-12.6Si中间合金进行均匀混合，混合后浇注到室温金属铸型中，制备出Zn-11Al-1.0Cu-0.05Mg-mSi压铸锌合金；

步骤二，均匀化退火，将步骤一得到的压铸锌合金进行均匀化退火，得到均匀化退火后的压铸锌合金；

步骤三，清洗打磨，清洗步骤二得到的均匀化退火后的压铸锌合金的表面，并对所述均匀化退火后的压铸锌合金的表面进行抛光打磨，得到表面处理后的压铸锌合金；

步骤四，第一激光处理，将步骤三得到的压铸锌合金进行第一激光处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤五，第一碱腐蚀处理，将步骤四得到的压铸锌合金进行第一碱腐蚀处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤六，第二激光处理，将步骤五得到的压铸锌合金进行第二激光处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤七，第二碱腐蚀处理，将步骤六得到的压铸锌合金进行第二碱腐蚀处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤八，降温保存，将步骤六得到的压铸锌合金水洗后烘干，包装入库。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的熔炼温度为600℃。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的m为0.5。

在本发明一优选实施例中，所述步骤二中均匀化退火的工艺为，退火气压0.01Pa，退火温度为400℃，退火时间为15h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤三中采用抛丸机对压铸锌合金的表面进行抛光打磨。

在本发明一优选实施例中，所述步骤四中第一激光处理的具体工艺为，激光功率为50kW，电流300A，脉宽3mm，离焦量100mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤五中第一碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为70℃，腐蚀处理时间为5h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤六中第二激光处理的具体工艺为，激光功率为30kW，电流100A，脉宽1mm，离焦量50mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤七中第二碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为70℃，腐蚀处理时间为3-4h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤八中烘干温度为70℃，烘干时间1h。

实施例2：

一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金，其特征在于，所述高硬度耐腐蚀的压铸锌合金的制备步骤如下：

步骤一，加入硅相重新熔炼，先制备Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体，然后在熔炼温度下，将Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体与Al-12.6Si中间合金进行均匀混合，混合后浇注到室温金属铸型中，制备出Zn-11Al-1.0Cu-0.05Mg-mSi压铸锌合金；

步骤二，均匀化退火，将步骤一得到的压铸锌合金进行均匀化退火，得到均匀化退火后的压铸锌合金；

步骤三，清洗打磨，清洗步骤二得到的均匀化退火后的压铸锌合金的表面，并对所述均匀化退火后的压铸锌合金的表面进行抛光打磨，得到表面处理后的压铸锌合金；

步骤四，第一激光处理，将步骤三得到的压铸锌合金进行第一激光处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤五，第一碱腐蚀处理，将步骤四得到的压铸锌合金进行第一碱腐蚀处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤六，第二激光处理，将步骤五得到的压铸锌合金进行第二激光处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤七，第二碱腐蚀处理，将步骤六得到的压铸锌合金进行第二碱腐蚀处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤八，降温保存，将步骤六得到的压铸锌合金水洗后烘干，包装入库。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的熔炼温度为500℃。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的m为0.8。

在本发明一优选实施例中，所述步骤二中均匀化退火的工艺为，退火气压0.02Pa，退火温度为420℃，退火时间为18h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤三中采用抛丸机对压铸锌合金的表面进行抛光打磨。

在本发明一优选实施例中，所述步骤四中第一激光处理的具体工艺为，激光功率为55kW，电流400A，脉宽4mm，离焦量110mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤五中第一碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为80℃，腐蚀处理时间为6h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤六中第二激光处理的具体工艺为，激光功率为35kW，电流150A，脉宽1mm，离焦量55mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤七中第二碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为80℃，腐蚀处理时间为3.5h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤八中烘干温度为80℃，烘干时间1h。

实施例3：

一种高硬度耐腐蚀的压铸锌合金，其特征在于，所述高硬度耐腐蚀的压铸锌合金的制备步骤如下：

步骤一，加入硅相重新熔炼，先制备Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体，然后在熔炼温度下，将Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体与Al-12.6Si中间合金进行均匀混合，混合后浇注到室温金属铸型中，制备出Zn-11Al-1.0Cu-0.05Mg-mSi压铸锌合金；

步骤二，均匀化退火，将步骤一得到的压铸锌合金进行均匀化退火，得到均匀化退火后的压铸锌合金；

步骤三，清洗打磨，清洗步骤二得到的均匀化退火后的压铸锌合金的表面，并对所述均匀化退火后的压铸锌合金的表面进行抛光打磨，得到表面处理后的压铸锌合金；

步骤四，第一激光处理，将步骤三得到的压铸锌合金进行第一激光处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤五，第一碱腐蚀处理，将步骤四得到的压铸锌合金进行第一碱腐蚀处理，得到第一处理后的压铸锌合金；

步骤六，第二激光处理，将步骤五得到的压铸锌合金进行第二激光处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤七，第二碱腐蚀处理，将步骤六得到的压铸锌合金进行第二碱腐蚀处理，得到第二处理后的压铸锌合金；

步骤八，降温保存，将步骤六得到的压铸锌合金水洗后烘干，包装入库。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的熔炼温度为700℃。

在本发明一优选实施例中，所述步骤一中的m为1.1。

在本发明一优选实施例中，所述步骤二中均匀化退火的工艺为，退火气压0.03Pa，退火温度为450℃，退火时间为20h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤三中采用抛丸机对压铸锌合金的表面进行抛光打磨。

在本发明一优选实施例中，所述步骤四中第一激光处理的具体工艺为，激光功率为60kW，电流500A，脉宽5mm，离焦量120mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤五中第一碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为90℃，腐蚀处理时间为8h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤六中第二激光处理的具体工艺为，激光功率为40kW，电流200A，脉宽2mm，离焦量60mm。

在本发明一优选实施例中，所述步骤七中第二碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为90℃，腐蚀处理时间为4h。

在本发明一优选实施例中，所述步骤八中烘干温度为90℃，烘干时间1h。

本申请在制备好的Zn-xAl-yCu-zMg合金熔体中加入固态Al-12.6Si共晶铝硅，加入了细小硅相，提高了硬度，重新熔炼并均匀化退火，使得压铸锌合金成分均匀，通过两次碱腐蚀处理和两次激光处理，并优化工艺参数，从而大幅度提高了压铸锌铝合金的表面硬度和耐腐蚀性，并且大幅度降低了腐蚀处理的总时间，提高了生产效率；采用固态Al-12.6Si共晶铝硅向锌合金中引入大量的细小硅相，可在保证韧性的同时明显提高合金硬度。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。