一种表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸及其制备方法，涉及金属磨料技术领域，本发明专利技术表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸各元素的质量百分比为：铝1.0～6.0％，硅0.01～0.10％，钛0.01～0.20％，锶0.01～0.20％，Pb、Cd、Fe、Sn等不可避免杂质元素总和小于0.02％，余量为锌。本发明专利技术通过在锌铝合金中加入硅、钛和锶等多种合金元素，在提高产品强度和硬度的同时，增强了其韧性。尤其是锶和钛与其他合金元素形成了良好的协同作用，提高了本发明专利技术产品作为表面强化处理的抗磨综合性能，市场前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸及其制备方法
本专利技术属金属磨料
，具体涉及一种用于对铝合金铸件表面进行抛丸、喷丸清理和强化处理的耐磨锌铝合金喷丸及其制备方法。
技术介绍
在金属铸造领域，金属的表面处理是一项必不可少的工序，对提高产品质量具有重要的作用。对于压铸、模铸轻合金和不锈钢铸件制品的金属表面处理包括毛边毛刺的去除、除锈抛光等，而喷丸(也称抛丸)是常用的方法之一。目前现有的喷(抛)丸包括钢丸、不锈钢丸、铝合金丸和锌合金丸，根据被处理铸件的材质硬度选用不同材质的喷丸。对于像铝合金、锌合金、锰合金等被用做汽车零件的轻合金压铸件，由于钢丸和不锈钢丸硬度太高，容易破坏被处理品表面而不被采用，而铝丸及铝合金丸容易发生粉尘爆炸引起人员伤亡事故已被避免采用，目前锌合金喷丸已经成为轻金属铸件表面处理的主要磨料，其用量逐年增多。日本专利特开平9-70758公开了一种锌合金喷丸的制备方法，其组分为锌铜合金，铜的含量为0.05％～2.00％，生产硬度为Hv50～Hv60，粒度为0.4mm～2.0mm的锌合金喷丸。特开2002-224962将铜含量提高到1.8％～13％，相应的硬度也提高到了Hv60～Hv150。特开平11-320416公开的锌合金喷丸是将锌熔融液中加入0.2％～1.2％的镍，制成硬度Hv50～Hv70的锌镍合金喷丸。特开2001-162538公开了一种锌锰合金喷丸，锰的含量为0.3％～5％，其硬度可在Hv60～Hv130范围内调节。中国专利ZL200610048354.9公开了一种锌铜镁合金喷丸，ZL201080043347.4公开了一种锌铝铜合金喷丸，ZL201110302965.2ZL201180059609.0分别公开了锌铜铁合金喷丸。上述专利公开的锌合金喷丸产品均含有较高含量的贵重金属，使得硬度可以达到较高的水平，但不可避免地造成了产品的韧性偏低，循环使用次数不够多，同时较高含量贵重金属的使用使得产品的成本偏高。中国专利ZL201610525445.0公开了一种锌铝镁合金喷丸，其含铝质量比为0.40％～2.0％，含镁质量比0.00001％～0.003％。该产品的成本较低，硬度也适当得到提高，但韧性欠佳。另外，以上专利所采用的生产方法是将锌合金熔融液采用滴管式造粒装置进行球形造粒，即通过多个滴管滴入水中而形成球状的锌合金丸。锌合金丸粒度大小通过改变滴管孔径的大小进行调节。中国技术专利ZL专利201120403485.0对这种生产装置进行了描述。中国专利ZL200910234677.0同样采用了滴管的形式生产纯锌丸，其不同之处是将锌合金熔融液滴在高达10m的氮气密闭容器中经历冷却成型。采用滴管式造粒装置生产锌合金喷丸的问题包括：(1)熔融液通过细小的滴管内孔滴下，当滴下速度太快时就会形成连续的丝状锌合金，而非球状的锌合金丸，因此该种方法的生产能力太小，不能大型化批量生产。(2)锌合金丸大小除了与滴管孔径有关外，还与储罐中的熔融液位和压力有关，在生产过程中熔融液位会铸件降低，因此在生产过程中锌合金丸的大小变化很大，也就是说，该种方法锌合金丸的粒度大小不易控制。(3)该方法属于间歇操作，锌合金熔融液的装卸和漏桶的清理工作频繁重复进行，工作量大，劳动强度大。(4)滴管式造粒装置生产的锌合金喷丸的使用寿命偏短。为此，中国专利ZL201310060822.4公开了一种转筒式锌合金喷丸连续生产装置，但是该装置的操作难度较大，不利于推广应用。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的问题，提供一种表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸及其制备方法，本专利技术方法在适当提高锌合金喷丸的硬度的同时，较大幅度提高其韧性，增加循环使用次数，延长使用寿命，降低应用成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实施：本专利技术一种表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸，其各元素质量百分比如下：铝2.1～6.0％，硅0.01～0.10％，钛0.01～0.20％，锶0.01～0.20％，Pb、Cd、Fe、Sn及不可避免杂质元素总和小于0.02％，余量为锌。优选的，所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸，所述各元素质量百分比为：铝2.3～4.0％，硅0.01～0.06％，钛0.01～0.10％，锶0.03～0.15％，Pb、Cd、Fe、Sn等不可避免杂质元素总和小于0.02％，余量为锌。优选的，所述各元素质量百分比为：铝2.5～3.0％，硅0.02～0.04％，钛0.02～0.06％，锶0.05～0.10％，Pb、Cd、Fe、Sn等不可避免杂质元素总和小于0.02％，余量为锌。所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸的制备方法，包括以下步骤：(1)采用电阻炉将原材料熔化；(2)采用喷射成形法得到直径80～90mm长度400mm的锌铝合金圆棒；(3)进行时效处理；(4)采用压力挤出机得到直径为8～12mm锌铝合金盘条；(5)采用拉丝机将所述的锌铝合金盘条拉拔成0.4～3.0mm锌铝合金丝；(6)利用切丝机将所述的锌铝合金丝切成长度与直径相同的耐磨锌铝合金喷丸产品。优选的，所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸的制备方法，包括以下具体步骤：a.先测定所用的原料锌锭、锌铝20中间合金、铝硅10中间合金、锌钛10中间合金、铝锶10中间合金的元素组成，然后按照所述各元素质量百分比，分别计算出所需原料锌锭、锌铝中间合金、铝硅中间合金、锌钛中间合金、铝锶中间合金的重量，称好备用；b.将称好的原料锌锭加入电阻炉，开启电阻炉电源将炉内物料加热到650～750℃，加入已称好的锌铝中间合金、铝硅中间合金、锌钛中间合金、铝锶中间合金，待完全熔化后将温度降至550～600℃；d.用钟罩压入精炼剂ZnCl2进行精炼除渣，加入KBF变质处理，得到锌铝合金熔融液；d.将所述的锌铝合金熔融液转入位于喷射成形装置上方的熔融液中间包内，开启喷射成形装置的惰性气体阀门，使锌铝合金熔融液落下并被喷射到模具中，凝固后得到直径80～90mm长度400mm的锌铝合金圆棒；e.将所述的锌铝合金圆棒置于电阻炉内，加热至200～300℃，保温3～5小时，然后自然降温至常温，进行时效处理；f.采用压力挤出机得到直径为8～12mm锌铝合金盘条；g.采用拉丝机将所述的锌铝合金盘条拉拔成0.4～3.0mm锌铝合金丝；h.利用切丝机将所述的锌铝合金丝切成长度与直径相同的耐磨锌铝合金喷丸产品。6、如权利要求5所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸的制备方法，其特征是，所述步骤b中，将称好的原料锌锭加入电阻炉，开启电阻炉电源将炉内物料加热到700℃，加入已称好的锌铝中间合金、铝硅中间合金、锌钛中间合金、铝锶中间合金，待完全熔化后将温度降至570℃。优选的，所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸的制备方法，所述筛分出的锌合金喷丸颗粒粒度为0.8～1.2mm。优选的，所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸的制备方法，采用压力挤出机得到直径为12mm锌铝合金盘条，然后采用拉丝机将所述的锌铝合金盘条拉拔成1.0mm锌铝合金丝，再利用切丝机将所述的锌铝合金丝切成1.0mm长度的耐磨锌铝合金喷丸产品。优选的，所述步骤e为将所述的锌铝合金圆棒置于电阻炉内，加热至250℃，保温4小时，然后自然降温至常温，进行时效处理；优选的，所述表面强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸，其特征是，其各元素质量百分比如下：铝2.1～6.0％，硅0.01～0.10％，钛0.01～0.20％，锶0.01～0.20％，Pb、Cd、Fe、Sn及不可避免杂质元素总和小于0.02％，余量为锌。

【技术特征摘要】
1.一种表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸，其特征是，其各元素质量百分比如下：铝2.1～6.0％，硅0.01～0.10％，钛0.01～0.20％，锶0.01～0.20％，Pb、Cd、Fe、Sn及不可避免杂质元素总和小于0.02％，余量为锌。2.如权利要求1所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸，其特征是，所述各元素质量百分比为：铝2.3～4.0％，硅0.01～0.06％，钛0.01～0.10％，锶0.03～0.15％，Pb、Cd、Fe、Sn等不可避免杂质元素总和小于0.02％，余量为锌。3.如权利要求1所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸，其特征是，所述各元素质量百分比为：铝2.5～3.0％，硅0.02～0.04％，钛0.02～0.06％，锶0.05～0.10％，Pb、Cd、Fe、Sn等不可避免杂质元素总和小于0.02％，余量为锌。4.一种权利要求1所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)采用电阻炉将原材料熔化；(2)采用喷射成形法得到直径80～90mm长度400mm的锌铝合金圆棒；(3)进行时效处理；(4)采用压力挤出机得到直径为8～12mm锌铝合金盘条；(5)采用拉丝机将所述的锌铝合金盘条拉拔成0.4～3.0mm锌铝合金丝；(6)利用切丝机将所述的锌铝合金丝切成长度与直径相同的耐磨锌铝合金喷丸产品。5.如权利要求4所述表面强化处理用耐磨锌铝合金喷丸的制备方法，其特征是，包括以下具体步骤：a.先测定所用的原料锌锭、锌铝20中间合金、铝硅10中间合金、锌钛10中间合金、铝锶10中间合金的元素组成，然后按照所述各元素质量百分比，分别计算出所需原料锌锭、锌铝中间合金、铝硅中间合金、锌钛中间合金、铝锶中间合金的重量，称好备用；b.将称好的原料锌锭加入电阻炉，开启电阻炉电源将炉内物料加热到650～750℃，加入已称好的锌铝中间合金、铝硅中间合金、锌钛中间合金、铝锶中间合金，待完全熔化后将温度降至550～600℃；c.用钟罩压入精炼剂ZnCl2进行精炼除渣，加入KBF变质处理，得到锌铝合金熔融液；d.将所述的锌铝合金熔融液转入位于喷射成形装置上方的熔融液中间包内，开启喷射成形装置的惰性气体阀门，使锌铝合金熔融液落下并被喷射到模具中，凝固后得到直径80～90mm长度400mm的锌铝合金圆棒；e.将所述的锌铝合金圆棒置于电阻炉内，加热至200～300℃，保温3～5小时，然后自然降温至常温，进行时效处理；f.采用压力挤出机得到直径为8～12mm锌铝合金盘条；g.采用拉丝机将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令光，胡硕真，郑兰君，王秀霞，赵风云，
申请(专利权)人：连云港倍特超微粉有限公司，江苏日东机械装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32