压铸用锌铝合金的变质处理研究

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本文研究不同变质剂对2种压铸用锌合金的变质处理作用及机理。分别采用Al-5Ti-B中间合金和K2TiF6+KBF4混合盐2种变质剂对压铸用ZnA14合金和ZnAl4Cul合金进行变质处理,通过金相组织观察、扫描电镜观察和能谱分析、X射线衍射分析以及硬度、拉伸强度、冲击韧度和流动性测试等检测手段,研究了不同变质剂添加量对ZnA14和ZnAl4Cul合金微观组织和性能的影响,分析了变质剂的作用机理及对锌铝合金流动性能的影响因素。得到以下结论:1)Al-5Ti-B中间合金能有效细化剂ZnA14合金和ZnAl4Cul合金的晶粒,减少枝晶数量,缩短枝晶网胞间的层片组织的片层间距,减小片层组织的厚度。加入Al-5Ti-B中间合金后,Al3Ti和TiB2粒子成为α-Al相的非均质晶核,有效促进了α-Al相的形核和长大,进而抑制大块初生η-Zn相形成。在ZnAl4和ZnAl4Cul合金中分别添加0.6wt%及1.0wt%Al-5Ti-B时,细化效果最好,综合力学性能最优。2)变质温度低于750℃时,质量比为4:1的K2TiF6和KBF4组成的复合盐类变质剂添加到ZnAl4和ZnAl4Cul合金中,会形成Al3Ti粒子,可有效细化两种实验合金枝晶,改变枝晶形态,缩短枝晶网胞间的层片组织的片层间距。当变质剂的添加量为0.8%和0.7%时,ZnAl4和ZnAl4Cul合金的枝晶细化效果最好,布氏硬度、抗拉强度、延伸率以及冲击韧度均达到最大值。3)加入Al-5Ti-B可有效提高ZnAl4Cul合金流动性能,当添加量为1.0%时,合金流动性能最好。复合盐类变质剂能够使合金熔体杂质增加,使实验合金流动性能变差。此外,浇注温度越高,合金流动性能越好;锌铝合金固液相线区间越小,流动性越好;晶粒越细,流动性越好;枝晶组织越少,流动性能越好。
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