稀土对压铸锌合金金相组织及力学性能的影响.pdf

中国稀土学报980309 中国稀土学报 科技期刊 Journal of the Chinese Rare Earth Society 1998年 第16卷 第3期 No.3 Vol.16 1998 稀土对压铸锌合金金相组织 及力学性能的影响 薛涛　古文全　龚品林 (贵州科学院兴科合金研究开发中心， 贵阳 550002) 　　摘要　通过对压铸锌合金进行变质处理，研究稀土合金对压铸锌合金微观组织及 性能的影响。结果表明，在压铸锌合金中加入适量的稀土，能有效地阻止α树枝状晶 的长大，优化组织结构，细化晶粒，清除晶粒边界杂质，使压铸锌合金的抗拉强度和 硬度提高10%以上。同时对稀土合金元素所起的作用进行了分析讨论，为进一步改善 压铸锌合金的力学性能和抗晶间腐蚀提供了一条有效途径。 　　关键词：稀土，压铸锌合金，金相组织，力学性能 　　传统压铸锌合金最常见的缺陷是晶间腐蚀，是造成产品质量低劣的最主要原因。 为解决这一问题，从早期美国新泽西锌金属公司开始至今，一直都依据Brauer和Peirce 的理论，认为杂质元素是引起晶间腐蚀的根源[1]。因此，世界各地厂商均采用高纯度 [2～4] 和低杂质锌并严格控制压铸锌合金化学成分来减轻晶间腐蚀 ，而关于如何使用稀 土材料对压铸锌合金进行变质处理，进一步提高压铸锌合金力学性能、降低晶间腐蚀 倾向的研究甚少。为此，本试验着重探讨稀土变质处理对压铸锌合金金相组织及力学 性能的影响，以期获得性能良好、适应范围更广的新型压铸锌合金，同时为压铸锌合 金中添加稀土提供参考依据。 　 1 试验过程 　　试验所用材料为：1号锌锭(Al-00)，1号电解铜，1号工业镁锭，混合稀土金属(La 45%, Ce 20%, 其余为Pr、Nd等)。试验所用熔炼设备为45 kW坩埚电阻炉和石墨坩埚。 为Zn)为基础，加入适量稀土合金，以研究对合金金相组织及力学性能的影响。其中铜 和稀土以中间合金形式加入。 　　熔炼工艺为：首先将石墨坩埚加热到暗红色，放入铝锭和铝铜中间合金，待出现 部分铝液后，加入占炉料总重量2%左右的覆盖剂。覆盖剂的组成为NaCl 40%, KCl 20%, Na AlF 20%。铝锭全部熔化后，升温至750°C左右，分批加入锌块，待锌块全部熔化 3 6 后，用C Cl进行精炼， C Cl用量为炉料总重量的0.3%。然后进行扒渣，并加入镁和 2 6 2 6 稀土中间合金，最后搅拌均匀，浇注成锭，浇注温度为550°C，浇注的锌合金锭即可 用于压铸。 万方数据 file:///E|/qk/zgxtxb/980309.htm（第 1／6 页）2010-3-23 17:15:45 中国稀土学报980309 　 2 试验结果及分析 　 　　2.1稀土对压铸锌合金微观金相组织的影响 　对铸态组织的影响 　　2.1.1 　　由图1可见，含Al 4%左右的压铸锌合金属于亚共晶合金，凝固时首先析出初生富 锌固溶体β相，随后于约380°C发生共晶反应，形成由β相和高温α相组成的层片状 共晶体。冷却时从β相中析出Al，α相则在低于共析温度(275°C)时转变为由α相和 β相组成的共析体[5]。因此，从图2(a)、(b)ZnAl4-1压铸锌合金与稀土变质处理的 ZnAl4-1压铸锌合金铸态组织来看，这两种合金的金相组织均主要是由等轴的β相与β +α相的共析组织组成，再分别加上易腐蚀的晶界相(经腐蚀的晶界相变为黑色)。由图 2可见，经变质处理后ZnAl4-1合金的等轴相比未经变质处理的ZnAl4-1合金等轴相小且 分布趋向均匀，共晶区增加，整个组织显得较为均匀优化。