论文部分内容阅读
本文从“以锌代铜”的主题出发,结合国家“十一五”科技支撑计划项目(2009BAE71B00),进行易切削变形锌合金的研制及热处理研究。通过对试制合金的显微组织、力学性能、切削性能、电镀性能等进行综合分析比较,得到力学性能良好、切削性能优异的Zn-10Al-1.OCu-xBi-ySn合金和力学性能、切削性能良好的Zn-1.2Cu-0.5Bi-0.2A1-0.3Mn-0.05Ti合金,并对获得的两种易切削锌合金分别进行热处理研究,得出以下主要结论：(1)低熔点的单质Bi相能显著提高Zn-Al合金切削性能；Bi与Mg易形成较高熔点的Mg3Bi2相,对改善Zn-Al合金切削性能不利,易切削Zn-Al合金中应尽量少添加或不添加Mg；单独添加少量Sn对改善Zn-Al合金的切削性能效果不明显；复合添加Sn和Bi能够显著提高Zn-Al合金切削性能；本文自行研制的Zn-10A1-1.0Cu-xBi-ySn合金,具有良好的力学性能和优异的切削性能。(2)易切削Zn-10A1-1.0Cu-xBi-ySn合金铸锭较佳的均匀化热处理工艺为360℃×12h,随炉冷却；均匀化热处理可减少或消除合金中的枝晶偏析和非平衡[β+η]共晶组织；合金均匀化退火后随炉冷却,可得到均匀的α+η层片状和粒状共析组织,合金强度虽然有所降低,但塑性显著升高。易切削变形Zn-10Al-1.0Cu-xBi-ySn合金较佳的固溶时效热处理工艺为350℃×30min,水冷+100℃×12h,空冷；经过合理的固溶时效热处理后,合金中的α+η胞状和粒状组织增多,层片状组织减少,合金塑性提高。热处理不会降低易切削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,但过量的Bi对合金力学性能和冷、热加工性能不利,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综合力学性能；含Bi易切削Zn-Cu合金铸态的切削性能比挤压态好,铸态易断屑,车屑较细小,挤压态则不易断屑,车屑呈螺旋状。(4)使Zn-1.2Cu-0.1Mg-0.5Bi-0.2A1-0.3Mn-0.05Ti合金强度提高的较佳的热处理工艺为350℃×30min,水冷。热处理后合金抗拉强度有所提高,但伸长率明显下降,组织变得更均匀但晶粒有所长大。热处理对提高合金切削性能效果不明显。