經過對鋅合金壓鑄進行蛻變處理，研討稀土合金對壓鑄鋅合金微觀安排及功能的影響。結果表明．在壓鑄鋅合金中加人適量的稀土，能有效地阻撓樹枝狀晶的長大，優(yōu)化安排結構，細化晶粒，鏟除晶粒鴻溝雜質，使壓鑄鋅合金的抗拉強度和硬度進步10％以上。一起對稀土合金元素所起的效果進行了剖析評論，為進一步改進壓鑄鋅合金的力學功能和抗晶間腐蝕提供了一條有效途徑。


傳統(tǒng)壓鑄鋅合金最常見的缺陷是晶間腐蝕，是構成產品質量低質的最主要原因。為解決這一問題，從前期美國新澤西鋅金屬公司開端至今，一直都依據Brauer和Peirce的理論，以為雜質元素是引起晶間腐蝕的根源。因而，世界各地廠商包含均選用高純度和低雜質鋅并嚴格控制壓鑄鋅合金化學成分來減輕晶間腐蝕，而關于怎么運用稀土材料對壓鑄鋅合金進行蛻變處理，進一步進步壓鑄鋅合金力學功能、下降晶問腐蝕傾向的研討甚少。為此，本實驗著重討論稀土蛻變處理對壓鑄鋅合金金相安排及力學功能的影響，以期取得功能良好 、習慣規(guī)模更廣的新式壓鑄鋅合金 ，一起為壓鑄鋅合金中添加稀土提供參閱依據。


1實驗過程


實驗所用材料為：1號鋅錠(Al—00)，1號電解銅，1號工業(yè)鎂錠，混合稀土金屬(La45％，Ce20％，其余為Pr、Nd等)。實驗所用熔煉設備為45kW坩堝電阻爐和石墨坩堝。實驗是以ZnAl4-1壓鑄鋅合金(Al3．9％～4．2％Cu0.73％～1．25％，Mg0．03％～0．06％，余量為Zn)為根底，參加適量稀土合金，以研討對合金金相安排及力學功能的影響。其中銅和稀土以中心合金方式參加。


熔煉工藝為：首要將石墨坩堝加熱到暗紅色，放人鋁錠和鋁銅中心合金，待呈現部分鋁液后，參加占爐料總重量2％左右的掩蓋劑。掩蓋劑的組成為NaCl 40％，KCl 20％，Na3AlF6 20%。鋁錠悉數熔化后，升溫至750℃左右，分批參加鋅塊，待鋅塊悉數熔化后，用C2Cl6進行精煉，C2Cl6用量為爐料總重量的0.3％。然后進行扒渣，并參加鎂和稀土中心合金，最終攪拌均勻，澆注成錠，澆注溫度為550℃，澆注的鋅合金錠即可用于壓鑄。


2實驗結果及剖析


2．1稀土對壓鑄鋅合金微觀盒相安排的影響


2．1．1對鑄態(tài)安排的影響


含Al 4％左右的壓鑄鋅合金屬于亞共晶合金，凝固時首要分出初生富鋅固溶體相，隨后于約380℃發(fā)生共晶反應，構成由β相和高溫α相組成的層片狀共晶體。冷卻時從β相中分出Al，α相則在低于共析溫度(275℃)時轉變?yōu)橛搔料嗪挺孪嘟M成的共析體。經蛻變處理后ZnAl4—1合金的等軸比較未經蛻變處理的ZnAl4—1合金等軸相小且散布趨向均勻，共晶區(qū)增加，整個安排顯得較為均勻優(yōu)化。


不少等軸相及晶界易腐蝕相在稀土的效果下，已逐步轉變成共析相，無疑為改進合金力學功能、下降晶間腐蝕、進步抗老化能力發(fā)明了條件。


此外，為進一步了解調查合金經蛻變處理后主要元素的散布情況得出經蛻變處理后的ZnAl 4-1合金，即便在鑄態(tài)下Al、cu及蛻變元素的散布也是較均勻的，沒有呈現富集狀況。證明稀土在蛻變ZnAl 4-1合金中散布均勻。


2．1．2對壓鑄件安排的影響


經蛻變處理的ZnAl 4-1合金壓鑄件安排無論是在初生的β相還是共晶相均比沒有蛻變的ZnA14-1合金細小、彌散、圓鈍、均勻，這更加闡明經稀土蛻變處理后的壓鑄鋅合金具有較好的力學功能、抗晶問腐蝕和抗老化功能。


2．2稀土對力學功能的影響


為了研討稀土蛻變處理對合金力學功能的影響，恩創(chuàng)選用JB3072-82中規(guī)則的試樣來測定合金的力學功能，并將試樣的壓鑄工藝參數控制在如下規(guī)模：壓鑄溫度420～440℃，模具溫度130～150℃，壓射比壓4O一50MPa，填充速度12～15m／s，保壓時間5～8s。經蛻變處理的ZnAl 4-1合金σb=298MPa，δb=2．1％，HBS95；未經蛻變處理的ZnAl 4-1合金=270MPa，以=2％，HBS84。一起，為進一步確認實驗的可靠性，選用微機計算整理未經蛻變的ZnAl 4-1合金與蛻變ZnAl 4-1合金在不同條件下取得的實驗數據。


此外，對合金凝固縮短率進行了測驗，結果表明，經稀土蛻變處理的ZnAl 4-1壓鑄鋅合金與未經蛻變處理的ZnAl 4-1壓鑄鋅合金比較，抗拉強度、硬度進步10％以上，伸長率和凝固縮短率相當．前者加工過程中開裂和變形傾向減少，表面光潔度和合格率進步。


3定論


1．參加0．5％～1％稀土，能顯著改變壓鑄鋅合金的金相安排特征，優(yōu)化安排結構，細化晶粒，鏟除晶粒鴻溝雜質，按捺雜質元素的有害影響。


2．經稀土蛻變的ZnAl 4-1壓鑄鋅合金與未經蛻變的ZnAl 4-1壓鑄鋅合金比較，前者的晶問腐蝕傾向較小。


3．在相同壓鑄條件下，蛻變ZnAl 4-1壓鑄鋅合金與未蛻變ZnAl 4-1壓鑄鋅合金比較，強度、硬度進步10％以上，改進了工藝功能，進步了產品質量。