易切削變形鋅合金的研制及熱處理研究.pdf

1、本文從“以鋅代銅”的主題出發(fā),結(jié)合國家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2009BAE71B00),進(jìn)行易切削變形鋅合金的研制及熱處理研究。通過對試制合金的顯微組織、力學(xué)性能、切削性能、電鍍性能等進(jìn)行綜合分析比較,得到力學(xué)性能良好、切削性能優(yōu)異的Zn-10Al-1.0Cu-xBi-ySn合金和力學(xué)性能、切削性能良好的Zn-1.2Cu-0.5Bi-0.2Al-0.3Mn-0.05Ti合金,并對獲得的兩種易切削鋅合金分別進(jìn)行熱處理研究,得出以下主

2、要結(jié)論:
　　 (1)低熔點(diǎn)的單質(zhì)Bi相能顯著提高Zn-Al合金切削性能;Bi與Mg易形成較高熔點(diǎn)的Mg3Bi2相,對改善Zn-Al合金切削性能不利,易切削Zn-Al合金中應(yīng)盡量少添加或不添加Mg;單獨(dú)添加少量Sn對改善Zn-Al合金的切削性能效果不明顯;復(fù)合添加Sn和Bi能夠顯著提高Zn-Al合金切削性能;本文自行研制的Zn-10Al-1.0Cu-xBi-ySn合金,具有良好的力學(xué)性能和優(yōu)異的切削性能。
　　 (2)易

3、切削Zn-10Al-1.0Cu-xBi.ySn合金鑄錠較佳的均勻化熱處理工藝為360℃×12h,隨爐冷卻;均勻化熱處理可減少或消除合金中的枝晶偏析和非平衡[β+η]共晶組織;合金均勻化退火后隨爐冷卻,可得到均勻的α+η層片狀和粒狀共析組織,合金強(qiáng)度雖然有所降低,但塑性顯著升高。易切削變形Zn-10Al-1.0Cu-xBi-ySn合金較佳的固溶時(shí)效熱處理工藝為350℃×30min,水冷+100℃×12h,空冷;經(jīng)過合理的固溶時(shí)效熱處理后,

4、合金中的α+η胞狀和粒狀組織增多,層片狀組織減少,合金塑性提高。熱處理不會(huì)降低易切削Zn-10Al-1.0Cu-xBi-ySn合金的切削性能。
　　 (3)Bi能改善Zn-Cu合金切削性能,但過量的Bi對合金力學(xué)性能和冷、熱加工性能不利,本文自行研制的Zn-1.2Cu-0.1Mg-0.5Bi.0.2Al-0.3Mn-0.05Ti合金具有良好的切削性能和綜合力學(xué)性能;含Bi易切削Zn-Cu合金鑄態(tài)的切削性能比擠壓態(tài)好,鑄態(tài)易斷屑,