本發(fā)明涉及一種耐蝕易切削鋅鋁合金，屬于金屬材料制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國有色金屬工業(yè)的快速發(fā)展，我國銅資源短缺與銅消費量增長的矛盾日益加劇，加速開發(fā)銅及銅合金替代材料，以滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求，成為材料工作者的共識。我國鋅資源不但儲量多，居世界前列，品味也高。以鋅為基體加入其他元素生產(chǎn)的鋅合金具有熔點低，鑄造性能好，機械性能優(yōu)異，生產(chǎn)工藝流程短，能耗小等優(yōu)點，是部分銅合金的理想替代材料。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，鋅合金已形成鑄造鋅合金和變形鋅合金兩大系列。我國目前鋅合金生產(chǎn)技術(shù)主要以鑄造和壓鑄為主，對于變形鋅合金生產(chǎn)技術(shù)研究才剛起步，而國外許多國家，如歐盟、美國、日本等國在變形鋅合金技術(shù)方面研究已經(jīng)有相當(dāng)成熟的技術(shù)，其變形鋅合金材料已普遍在電子通訊、家電、建筑、文具、水暖、汽車等領(lǐng)域應(yīng)用。
變形鋅合金的典型代表為Zn-Al和Zn-Cu-Ti合金。Zn-Cu-Ti合金是目前使用較多的變形鋅合金，可用來制作拉鏈、千層鎖、日用五金等，但由于其綜合性能較低，應(yīng)用范圍有很大局限；而Zn-Al合金具有許多優(yōu)異的性能，如熔點低、熔煉耗能少，生產(chǎn)效率高，力學(xué)性能良好等，目前已相繼發(fā)展了幾個成分的Zn-Al合金(ZnAl15、ZnAl10-1、ZnAl10-5、ZnAl0.2-4、ZnAl14-1)作為黃銅的代用品。
但變形Zn-Al合金，由于導(dǎo)熱性能較差，易粘結(jié)刀具，在切削加工時通常會遇到較大困難，這成為限制變形Zn-Al合金應(yīng)用的重要原因之一。因此，研究開發(fā)出一種既具有優(yōu)良切削性能，又具有良好力學(xué)性能的變形鋅鋁合金，實現(xiàn)對已有易切削鉛黃銅的替換具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷提供一種易切削鋅合金，該合金具有優(yōu)良的力學(xué)性能、切削加工性能、耐蝕性能和良好的成形性能的耐蝕易切削鋅鋁合金。
本發(fā)明的上述目的可通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種耐蝕易切削鋅鋁合金，其主要成分包含有(按重量百分比)：
鋁(Al)：5.5～8.0％；
銅(Cu)：0.12～0.65％；
鎂(Mg)：0.05～0.12％；
鉍(Bi)：0.08～0.16％；
硼(B)：0.02～0.08％；
鈦(Ti)：0.15～0.2％；
鍶(Sr)：0.12～0.25％；
其余為鋅(Zn)和不可避免的雜質(zhì)，雜質(zhì)總含量不超過0.05％。
本發(fā)明一種耐蝕易切削鋅鋁合金是通過在Zn-Al合金中添加Bi、Mg、B、Ti、Sr，形成彌散分布的低熔點Bi相和SnBi相，起到切削斷屑作用，從而提高合金的切削性能。且鉍與鎂化合形成中間化合物相Mg3Bi2，化合物相粒子在基體的晶界中彌散分布，經(jīng)過后續(xù)的擠壓和拉拔等加工變形，化合物粒子進一步破碎成細(xì)小顆粒，在切削加工時，細(xì)小顆粒既在刀具和材料間起到潤滑作用，又能作為應(yīng)力集中源形成“空隙效應(yīng)”，使切屑易碎，從而提高切削性；由于鉍在鋅鋁合金基體中，全部以化合物的形式出現(xiàn)，幾乎不 影響合金的耐腐蝕性能；生成的中間化合物相Mg3Bi2對合金的強度影響小，合金容易實現(xiàn)擠壓成型。但過量的Bi對合金的加工成形性能有不利影響，因此本發(fā)明合金中Bi的加入量以0.05～0.2％為宜，Sn的加入量以0.08～0.20％為宜。Al能較大程度地提高鋅液的流動性，從而改善合金的鑄造性能。適量的Al還能顯著提高Zn的強度以及塑性，對于加鋁鋅合金的切削性能，當(dāng)鋁含量提高時，切削形貌可獲得改善，粘著物也減少。Cu對Zn合金不但具有強化作用，而且還能大大提高合金的抗晶間腐蝕能力，改善Zn合金的耐蝕性，效果顯著。但是Cu對Zn合金的作用具有兩面性，Cu的加入增加了合金的尺寸不穩(wěn)定性，因此Cu的加入必須適量，本發(fā)明合金中Cu的加入量以0.05～0.8％為宜。
作為優(yōu)選，上述的耐蝕易切削鋅鋁合金的主要成分包含有(按重量百分比)：
鋁(Al)：6.5～7.5％；
銅(Cu)：0.32～0.55％；
鎂(Mg)：0.08～0.10％；
鉍(Bi)：0.10～0.14％；
硼(B)：0.03～0.06％；
鈦(Ti)：0.15～0.18％；
鍶(Sr)：0.15～0.22％；
其余為鋅(Zn)和不可避免的雜質(zhì)，雜質(zhì)總含量不超過0.05％。
作為優(yōu)選，上述的耐蝕易切削鋅鋁合金中，所述雜質(zhì)包含鉛(Pb)≤0.01％，鎘(Cd)≤0.002％，錫(Sn)≤0.01％，鐵(Fe)≤0.02％，錳(Mn)≤0.02％，硅(Si)≤0.02％，雜質(zhì)總含量不超過0.05％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
(1)力學(xué)性能、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、加工成型性能良好；
(2)原料價廉易得，且不含鉛，綠色環(huán)保；
(3)切屑短小，切削性能良好；
(4)耐腐蝕性能良好，晶間腐蝕傾向?。?/p>
(5)冷熱加工性能好，可實現(xiàn)工藝化生產(chǎn)。
具體實施方式
以下是本發(fā)明的具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
實施例1
所述的耐蝕易切削鋅鋁合金的主要成分包含有(按重量百分比)：鋁(Al)：7.0％；銅(Cu)：0.45％；鎂(Mg)：0.09％；鉍(Bi)：0.12％；硼(B)：0.05％；鈦(Ti)：0.16％；鍶(Sr)：0.18％；其余為鋅(Zn)和不可避免的雜質(zhì)，雜質(zhì)總含量不超過0.05％。其中，所述雜質(zhì)包含鉛(Pb)≤0.01％，鎘(Cd)≤0.002％，錫(Sn)≤0.01％，鐵(Fe)≤0.02％，錳(Mn)≤0.02％，硅(Si)≤0.02％，雜質(zhì)總含量不超過0.05％。
將該實施例中所述的耐蝕易切削鋅鋁合金通過現(xiàn)有技術(shù)中的方法制成φ12mm的棒材，并進行性能測試，測試結(jié)果得該鋅鋁合金切削性能良好，抗拉強度為356MPa，伸長率為11％。
實施例2
所述的耐蝕易切削鋅鋁合金的主要成分包含有(按重量百分比)：鋁(Al)：6.5％；銅(Cu)：0.55％；鎂(Mg)：0.08％；鉍(Bi)：0.14％；硼(B)：0.03％；鈦(Ti)：0.18％；鍶(Sr)：0.15％；其余為鋅(Zn)和不可避免的雜質(zhì)，雜質(zhì)總含量不超過0.05％。其中，所述雜質(zhì)包含鉛(Pb)≤0.01％，鎘(Cd)≤0.002％，錫(Sn)≤0.01％，鐵(Fe)≤0.02％，錳(Mn)≤0.02％，硅(Si)≤0.02％，雜質(zhì)總含量不超過0.05％。
將該實施例中所述的耐蝕易切削鋅鋁合金通過現(xiàn)有技術(shù)中的方法制成φ12mm的棒材，并進行性能測試，測試結(jié)果得該鋅鋁合 金切削性能良好，抗拉強度為355MPa，伸長率為11％。
實施例3
所述的耐蝕易切削鋅鋁合金的主要成分包含有(按重量百分比)：鋁(Al)：7.5％；銅(Cu)：0.32％；鎂(Mg)：0.10％；鉍(Bi)：0.10％；硼(B)：0.06％；鈦(Ti)：0.15％；鍶(Sr)：0.22％；其余為鋅(Zn)和不可避免的雜質(zhì)，雜質(zhì)總含量不超過0.05％。其中，所述雜質(zhì)包含鉛(Pb)≤0.01％，鎘(Cd)≤0.002％，錫(Sn)≤0.01％，鐵(Fe)≤0.02％，錳(Mn)≤0.02％，硅(Si)≤0.02％，雜質(zhì)總含量不超過0.05％。
將該實施例中所述的耐蝕易切削鋅鋁合金通過現(xiàn)有技術(shù)中的方法制成φ12mm的棒材，并進行性能測試，測試結(jié)果得該鋅鋁合金切削性能良好，抗拉強度為352MPa，伸長率為10％。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。