技术领域
[0001] 本
发明属于合金技术领域，具体涉及一种抗弯折性能优异的铸造用高铝锌合金及其制造方法。
背景技术
[0002] 锌合金由于具有熔点低、流动性好、生产成本低等特点被广泛应用于卫浴五金的
压铸及重
力铸造生产。压铸具有生产效率高、自动化程度高、毛坯表面
精度高，产品后续机加
抛光加工余量少，生产成本低等优点，但受压铸工艺特点所限，压铸工艺存在大弯
角非圆弧产品成形时无法抽芯的问题，为此非圆弧产品只能通过重力铸造成形，但重力铸造自动化程度低，基本为人工作业，生产效率低，生产成本高。
[0003] 目前卫浴行业被普遍应用的压铸锌合金为含Al 4wt％左右的ZAMAK 2、 ZAMAK3、ZAMAK5合金，其中ZAMAK3合金因综合性能优异，且成本低被广泛应用于卫浴行业。但是由于近年来，锌锭价格上涨了近60％，锌合金铸件的生产成本急剧增加，明显降低了产品的市场竞争力。
[0004] 为提高产品的市场竞争力，降低锌合金铸件的生产成本，业内趋于开发一种高铝锌合金材料，一方面通过提高铝的含量，降低锌的用量，从而降低锌
合金锭原料吨成本；另一方面，因为高铝锌合金的
密度低于ZAMAK3合金，生产相同数量的同款铸件，使用高铝锌合金生产所需的锌合金锭重量更少，产品的单件成本也因此而降低。
[0005] 常用的高铝锌合金有ZA8、ZA12、ZA27等锌合金，ZA8在压铸过程中因流动性差，易出现铸件充不满、表面发白等问题无法满足卫浴产品的高表面
质量要求，随着ZA12、ZA27中Al含量的增加，流动性逐渐降低，合金充型能力变得更差，铸件表面
缺陷增多，均不适用于卫浴产品的生产。
发明内容
[0006] 为了克服以上技术的不足，本发明提供一种抗弯折性能优异的高铝锌合金及其制造方法，该合金铸造、抛光及电
镀性能优良，可满足铸件的高表面质量要求，适用于压铸及重力铸造生产
水暖卫浴、小五金饰品、
电子电器、玩具等零部件。同时，本发明的合金具有良好压铸性能且兼顾优异抗弯折性能，满足压铸产品局部冷热弯曲
变形要求。通过先压铸成形小角度圆弧产品，后通
过热变形成大弯角，可以完成90°角产品的生产，从而实现压铸成形替代重力铸造生产大弯角锌合金产品，可大幅降低生产成本，提高生产效率。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
[0008] 本发明提供一种高铝锌合金，该合金含有7.9～8.7wt％的Al，2.1～ 3.8wt％的Cu,0.002～0.05wt％的Mg,余量为Zn和不可避免的杂质。优选地，所述合金中Al的含量为8.2～8.5wt％。
[0009] 优选地，所述合金中Cu的含量为2.5～3.8wt％，更优选为2.9～3.8wt％。
[0010] 优选地，所述合金中Mg的含量为0.005-0.03wt％，更优选为0.01～0.02 wt％。
[0011] 优选地，所述合金还含有0.005-0.04wt％的Sb。
[0012] 优选地，所述合金还含有0.005-0.12wt％的Sr。
[0013] 本发明还提供一种上述高铝锌合金的制备方法，该方法包括以下步骤：根据所述高铝锌合金的配方称取锌锭，铝锭，
电解铜，镁锭和/或选择性添加的锑锭或锶锭；在炉底加入电解铜、铝锭，物料全部
熔化后搅拌均匀并加入细化剂，待细化剂充分反应后加入锌锭及镁锭，和/或选择性添加的锑锭或锶锭，充分熔化后加入精炼剂进行精炼，之后进行除渣除气处理，成分检测合格后静置、扒渣出炉浇铸船型锭。
[0014] 优选地，所述细化剂不是含Ti或RE或Zr或B的中间合金，优选为盐类细化剂，例如
钾盐或钠盐。使用该细化剂可达到中间合金的细化效果，同时确保良好的抛光性能，避免使用以上中间合金带来抛光硬质点的问题，使其满足镜面抛光等高要求。
[0015] 铝作为本发明锌合金中的主要
合金元素，主要以铝基
固溶体的形式形成初生α枝晶和共晶体α相，冷却时转为共析体，少量固溶于富锌的η相中。添加少量铝即能防止锌液
氧化，明显提高锌液的流动性，从而改善其铸造性能，提高铸件表面质量，添加铝还可细化晶粒，当锌合金中铝含量较高时，合金的强度和硬度明显提高。本发明的Al含量为：7.9～8.7wt％，Al含量小于7.9％，由于Al含量太低，合金的密度较ZAMAK3降低不明显，成本优势不突出，Al含量大于8.7wt％，合金流动性变差，铸造成型性能变差。
[0016] 加入铜，可改善合金的流动性及抗弯曲性能，提高合金的
抗拉强度、硬度及韧性。当Cu含量低于2.1wt％时，对合金的强度、韧性及抗弯曲性能改善不明显，当Cu含量高于
3.8wt％时，合金成本明显增加，且Cu含量的增加对合金性能的提升并无线性关系，过高的Cu含量反而会增加合金的热裂倾向。
[0017] 加入镁，可降低合金的晶间
腐蚀倾向，改善合金的耐蚀性能；另一方面，镁的加入可以细化晶粒，提高合金的强度，本发明的Mg含量控制在 0.002～0.05wt％，当Mg含量低于0.002wt％时，合金耐蚀性差，尺寸
稳定性降低，当Mg含量高于0.05wt％时，合金冷裂、热裂倾向增加，合金塑性变差，同时熔炼时氧化渣增多，合金流动性明显降低，塑性下降、抛光性能变差。
[0018] 加入少量Sb元素，有助于细化合金中的α相，改善合金流动性，Sb的总量控制为0.005-0.04wt％。
[0019] 选择性地添加0.005-0.12wt％的Sr，也可对合金起到细化作用，有助于合金强度及韧性的提升。
[0020] 本发明中添加了一种细化剂，该细化剂使合金获得细小均匀的组织，提升合金强度，可明显提高合金的流动性、尤其是可明显改善本发明合金的抗弯折性能和抛光性能。上述发明合金可直接通过熔炼浇铸成型，使用时再进行
重熔，无需通过
挤压、拉伸等塑性加工，且无需进行
热处理工艺，生产成本低，便可使合金获得良好的综合性能。
[0021] 本发明的锌合金与
现有技术相比，至少具有以下有益效果：
[0022] 本
申请的合金区别于普通的已有牌号的ZA-8，ZA-10，ZA-12锌合金，通过合理的成分设计，控制Zn、Al、Cu三者的含量，并添加少量微量元素及细化剂，使合金具有良好的铸造性能，优异的抛光及
电镀性能，同时使合金具有优异的抗弯曲性能，满足压铸产品局部冷热弯曲变形要求。
[0023] 该合金具有良好的铸造性能、抛光及电镀性能，可满足铸件的高表面质量要求，适用于压铸及重力铸造生产水暖卫浴、小五金饰品、电子电器、玩具等零部件。
具体实施方式
[0024] 下面结合具体
实施例对本发明作进一步详细的描述。
[0025] 实施例
[0026] 本发明合金和对比合金的成分如表1所示。
[0027] 按照如下方法制备本发明的合金及对比合金：按合金成分称取锌锭、铝锭、电解铜(如有)、镁锭、锑锭(如有)、锶锭(如有)。在炉底加入电解铜(如有)、铝锭，物料全部熔化后搅拌均匀并加入细化剂(如有，添加细化剂为钠盐)，待细化剂(如有)充分反应后加入锌锭及镁锭，和/或选择性添加的锑锭或锶锭，充分熔化后加入锌合金常用精炼剂进行精炼，之后进行除渣除气处理，成分检测合格后静置、扒渣，于480-520℃出炉浇铸船型锭。
[0028] 本发明合金为船型铸造锭，未经挤压、拉伸等塑性加工及热处理。
[0029] 以下将本发明合金与对比合金进行性能检测，具体性能检测项目及依据如下：
[0030] 1.力学性能
[0031] 本发明合金1-8及对比合金1(ZAMAK3)、对比合金2(ZA-8)、对比合金3-8均为铸态试样；力学性能试样为锌合金锭重熔浇铸而成的基尔试样机加成Ф10试样，试样在室温进行拉伸试验，结果见表2。
[0032] 2.铸造性能
[0033] 利用
铸造合金通用的螺旋形试样测定熔体的流淌长度，评价合金的流动性，用于评价本发明合金1-8及对比合金1-8的铸造性能。各个试样均为手工浇注，
浇注温度为500℃±2℃。结果如表2所示。
[0034] 3.抛光性能
[0035] 分别取各合金浇铸相同型号铸件，对铸件进行抛光，然后用肉眼进行观察，无硬质点、渣孔及缩松，则为优，用“〇”表示；硬质点、渣孔及缩松总数量小于3个，且每个硬质点直径小于0.5mm则为良，用“Δ”表示；硬质点、表面缩松、渣孔总数量超过3个则为差，用“×”表示，结果如表2所示。
[0036] 4.抗弯折性能
[0037] 利用合金浇铸条形试样，待试样冷至室温后，进行弯折试验，测量其弯折角度，用于评价合金的抗弯折性能，弯折角度越大，合金的抗弯折性能越好。
[0038] 表1本发明合金及对比合金成分(wt％)
[0039]
[0040]
[0041] 表2本发明合金及对比合金的各项性能
[0042]
[0043]
[0044] 根据表2的各项性能检测结果可知：作为铸造合金使用，本发明合金具有与ZAMAK3锌合金相当的流动性，且抗拉强度、伸长率及抗弯折性能较 ZAMAK3和ZA-8更佳，其中本发明的合金2、4、7-8的抛光性能、流动性、抗弯折性能等综合性能相对最佳，本发明的合金4和8的抗拉强度最高。而对比合金2-6的流动性、抛光性能及抗弯折性能均不如发明合金，对比合金 7-8虽然具有良好的力学性能、流动性及抗弯折性能，但抛光性能差，不适合应用于抛光要求高的卫浴外观件。本发明合金无需进行挤压、拉伸等塑性加工以及热处理等高成本生产工艺，仅通过普通铸造成型即可获得优异的抗弯折性能，大幅降低了生产成本。
[0045] 综上可知，本发明合金具有良好的铸造性能，优异的抛光及电镀性能，同时使合金具有优异的抗弯曲性能，满足压铸产品局部冷热弯曲变形要求。适用于压铸及重力铸造生产水暖卫浴、小五金饰品、电子电器、玩具等零部件。
[0046] 上述实施例用于解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和
权利要求保护范围内，对本发明作出的任何
修改和改变，都落入本发明的保护范围。
