一种低温高延伸环保锌合金的制备方法

本发明属于熔融锌合金，主要用于汽车工业、首饰品等的制备中。

背景技术：

1、我国汽车工业、首饰品锌合金制品中含有毒铅、隔等元素。随着全球环保意识的提升，对环保材料和工艺的需求逐渐增加。

2、低温高延伸环保的锌合金是一种具有重要应用前景的新型合金材料。在环保意识不断提升的今天，传统金属材料往往存在熔点高、能耗大、资源消耗多等问题，而锌合金则以其低熔点、高可回收性等优势成为替代材料的热门选择。主流的锌合金产品其延伸性能差，无法满足生产要求，同时元素与微观结构间的成分设计与构效关系成为其技术瓶颈。本公开的低温高延伸环保锌合金具有良好的加工性能和延伸性能，同时兼具耐腐蚀，适用于电子、汽车、首饰用品等多个领域，解决了饰品行业对材料性能的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对目前锌合金产品存在的问题，提供一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法。解决熔炼过程中各金属混合不均匀且温度过高，延伸能力差，不环保的技术难点。

2、具体实施方式

3、本实验所用的材料铝的含量1％～5％，铜的含量0.1％～1.5％，镁的含量0.1％～2％，钛的含量0％～0.1％，镍的含量为0.001％～0.05％，稀土的含量不高于0.1％，锶的含量不高于0.1％，铂的含量不高于0.1％，金的元素不高于0.2％，余量为锌，所需要的精炼剂为氯化铵、氟化硅酸钠、六氯化碳、四氯化碳和四氯化钛中的一种或多种。

4、其制备首先制备出al-cu合金，其中铜的含量为1.0wt％，所用铜块需处理其预处理工艺为：首先将铜块置于电解槽中，电解液为碱性(氢氧化钾溶液浓度为0.2mol/l)，铜块为阴极，阳极为铂，之后接通电源15min～30min，随后取出用纯净水清洗，之后放于真空干燥箱中进行烘干(200℃，1h-2h)。之后先把坩埚加热到300℃，加入纯al，继续升温至800℃，加入预处理好的cu块，然后将精炼剂(nazsif4和c2cl6的混合物比例为1：2)加入熔体中，并旋转搅拌。

5、镁源为镁锭,与a1-cu合金形成a1-cu-mg合金；锶源为铝锶合金,钛源海绵钛，锌源为0号锌锭。

6、制备中采用等离子辅助加热熔炼炉并在高纯氩气保护下进行合金的熔炼以防止zn在熔炼时发生氧化并通过这高速气流来促进各金属的均匀混合反应，熔炼温度650℃-700℃，金、铂以氯化金、氯化铂的形式加入，加入前溶于水，其氯化金、氯化铂的浓度为0.01mol/l。

7、进行热挤压(120-150摄氏度)将铸态合金去除缺陷、锯头，并去外皮1mm厚度。将热挤压得到的方材切割成样品，然后在轧机上进行多道次轧制变形。在箱式电阻炉中进行等温退火，退火温度为200℃左右，退火时间为1h，退火之后进行空冷。

8、与现有技术相比：可以改变熔炼温度过程中温度过高，混合不均匀的问题。本产品除了具有良好的延伸性能，同时耐腐蚀性能优良。

技术特征：

1.一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，由铝、镁、铜、钛、锶、镍金、铂等元素组成，其余为锌，通过等离子辅助加热熔炼炉、热挤压、多道次热轧、退火、工序制备而成。

2.根据权利要求书1所述的一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，其特征在于铝的含量为1％～5％，铜的含量为0.1％～1.5％，镁的含量为0.1％～2％，钛的含量为0.01％～0.1％，镍的含量为0.001％～0.05％，稀土的含量不高于0.1％，锶的含量不高于0.1％，铂的含量不高于0.1％，金的元素不高于0.2％，余量为锌。

3.根据权利要求书1所述的一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，其特征在于元素不含有铅、镉、铬、汞、砷等有害元素。

4.根据权利要求书1所述的一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，其特征在于等离子辅助加热熔炉，在其熔炼的过程中通入氩气使合金熔炼的更加均匀，同时降低合金氧化。

5.根据权利要求书1所述的一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，其特征在于所用铜块(纯度99.95％)需预处理，其预处理工艺为：首先将铜块置于电解槽中，电解液为碱性(氢氧化钾溶液浓度为0.2mol/l)，铜块为阴极，阳极为铂，之后接通电源15min～30min，随后用纯净水清洗，之后放于真空干燥箱中进行烘干。

6.根据权利要求书1所述的一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，其特征在于a1-cu合金的制备工艺为:先把坩埚随炉加热到300℃，加入纯al，继续升温至800℃，加入与处理好的cu块，然后将精炼剂(nazsif4和c2cl6的混合物，1：2)加入熔体中，并旋转搅拌，精炼3-5次，除气(氩气)采用旋转搅拌方式进行(20min)，制备出al-cu合金，铜的含量为1.0wt％。

7.根据权利要求书1所述的一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，其特征在于：镁源为镁锭(纯度为99.5％),与a1-cu合金形成a1-cu-mg合金；锶源为铝锶合金,钛源海绵钛(纯度为99.3％)，镍源为锌镍合金，锌源为0号锌锭(纯度为99.7％)。金、铂以氯化金，氯化铂的形式加入，加入前溶于水，其氯化金，氯化铂含量为0.01mol/l，稀土为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、钪、钇中的一种或多种。

8.根据权利要求书1所述的一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，其特征在于：制备中采用等离子辅助加热熔炼炉并在高纯氩气保护下熔炼以防止zn在熔炼时发生氧化并通过这高速气流来促进各金属的均匀混合反应，熔炼温度650℃-700℃。

9.根据权利要求书1所述的一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，其特征在于：进行热挤压(120-150摄氏度)将铸态合金去除缺陷、锯头，并去外皮1mm厚度，将热挤压得到的的方材切割成样品，然后在轧机上进行多道次轧制变形(轧辊半径70mm，转速是24rpm，速度170mm/s)，将经过轧制变形后的板材在箱式电阻炉中进行等温退火，退火温度为200℃左右，退火时间为1h，退火之后进行空冷。

10.根据权利要求书1所述的一种低温高延伸环保锌合金的制备方法，其特征在于：其浇铸时的温度为380℃±5℃。

技术总结
本发明公开了一种低温高延伸环保的锌合金的制备方法，涉及熔融锌合金技术领域。按照重量百分比计，由以下成分组成：1％～5％的铝，0.1％～1.5％的铜，0.1％～2％的镁，0.01％～0.1％的钛，0.001％～0.05％的镍，稀土的含量不高于0.1％，锶的含量不高于0.1％，铂的含量不高于0.1％，金的元素不高于0.2％，余量为锌。浇铸温度380℃±5℃，采用等离子辅助加热熔炉，热挤压(120‑150摄氏度)、多道次热轧工序、退火方式进行合金的制备。该合金具有优异的低温高延伸环保性能。

技术研发人员：伍小波,唐繁荣,林文军,刘卫平,占杨方,朱铭明,朱永祥,刘紫鹏,姚洁丽,廖常平
受保护的技术使用者：湖南工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23