CN108048691A - 一种合金金属锌板材料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合金金属锌板材料及其制作方法，包括以下重量份的原料：锌、铝、铜、纯镁、铁、高纯钛、碳、纯硅、锰、碲化镉、石膏晶须、氧化铌和镱；其制备方法为：备料、熔炼锌合金：将预热至600‑700℃的熔炉中加入锌，搅拌均匀后，将熔炉升温至1800‑2000℃，在依次加入铝、铜、纯镁、铁、高纯钛、碳、纯硅、锰、碲化镉、石膏晶须、氧化铌和镱，搅拌至完全融化后，制成锌合金液、合金金属锌板成型、合金金属锌板锻造、合合金金属锌板修整和入库存储，本发明通过在锌中添加铝、铜、纯镁、铁、高纯钛、碳、纯硅、锰、碲化镉、石膏晶须、氧化铌和镱，可以有效提升锌合金的强度、耐磨和抗腐蚀性能，同时也具有良好的导热性能，适合大范围推广使用。

Description

一种合金金属锌板材料及其制作方法

技术领域

本发明涉及锌合金成型技术领域，具体为一种合金金属锌板材料及其制作方法。

背景技术

锌合金是以锌为基础加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等低温锌合金。锌合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔；但蠕变强度低，易发生自然时效引起尺寸变化。熔融法制备，压铸或压力加工成材。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。锌合金的主要添加元素有铝，铜和镁等。锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类。铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好，适用于压铸仪表，汽车零件外壳等。现有的锌合金硬度不高，同时导热性差。

所以，如何设计一种合金金属锌板材料及其制作方法，成为我们当前要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合金金属锌板材料及其制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种合金金属锌板材料，包括以下重量份的原料：锌58.0-65.0份、铝20.3-22.5份、铜6.6-9.7份、纯镁3.3-4.4份、铁3.3-4.5份、高纯钛3.5-7.4份、碳1.2-3.4份、纯硅0.05-0.13份、锰0.01-0.03份、碲化镉0.01-0.02份、石膏晶须0.11-0.25份、氧化铌0.01-0.03份和镱0.02-0.04份。

根据上述技术方案，所述高纯钛的制备方法为在温度为1200-1900℃的惰性气体氛围下，将二氧化钛和碳还原剂进行第一接触反应，得到第一接触反应后的固体产物；在200-800℃的温度下，将第一接触反应后的固体产物与碘进行第二接触反应，得到含有碘化钛的第二接触反应后的产物；将第二接触反应后的产物在250-600℃的温度下进行相分离，并在200-350℃的温度下得到液态碘化钛，将得到的液态碘化钛在1100-1800℃的温度下进行热分解，沉积出高纯金属钛。

根据上述技术方案，所述纯硅的制备方法为首先将不同含量的过共晶铝硅合金原料磨成100目的细粉，并研磨均匀，然后压块，并以氩气为保护气氛，在温度为670-2500℃下进行加热至熔化，反应时间为2-200分钟；接着将预处理后的物料以凝固速率为1-10000μm/s进行向上或向下的定向凝固处理，并同时在物料外部施加磁感应强度为1-100T的磁场，析出初晶硅和共晶铝硅合金；再将所得的物料沿初晶硅和共晶铝硅合金的界面处进行切割分离，分别得到初晶硅和共晶铝硅合金；最后将所得的初晶硅进行酸洗处理，再经研磨、干燥，即得到高纯硅粉末。

根据上述技术方案，所述碲化镉的制备方法为首先取合格的碲粉、镉粉与碲化镉粉进行均质混合；接着将均质后的原料装入反应容器内，再将反应容器放入气氛炉中的石英管内，通入保护性气体排出石英管内空气后，开始加热升温，升温速率为5-20℃/min，升温至400-600℃，保温0.5-3h后停止加热，最后调节温度低于100℃后，停止通入保护性气体，出炉得到碲化镉。

根据上述技术方案，所述石膏晶须的制备方法为首先以陶瓷厂废弃石膏模具作为原料，将其粉碎后与水混合后制备成浓度为1-30％的石膏浆体，去除杂质；接着向去除杂质后的石膏浆体加入浆体重0.2-10％的石膏晶体转化促进剂，反应物加入到水热反应釜中，控制起始pH值为4，在合成温度为100-120℃，压力0.20MPa,填充度为80％的条件下，反应4-12小时，得到石膏晶须。

根据上述技术方案，所述氧化铌的制备方法为将钽铌矿石粉碎至200目，加入到氢氟酸溶液中，经氢氟酸、硫酸分解，采用溶剂萃取法，制备出高纯氟铌酸溶液，通过氨气沉淀、洗涤、烘干、焙烧制备出高纯氧化铌，加入到氢氟酸溶液中的钽铌矿石粉保温80℃，放置10个小时，然后加入适量的硫酸，铌与硫酸摩尔比为：0.5-0.7:0.7，在矿浆萃取槽中将钽铌溶液萃取到甲基异丁基甲铜，生成负载有机溶液，负载有机溶液通过4mol/L的硫酸溶液洗涤，然后通过0.7-0.9mol/L的硫酸溶液进行洗涤反萃取，氟铌酸进入到硫酸溶液中形成氟铌酸溶液，通过过滤、洗涤得到氟氧铌酸钾晶体，将氟氧铌酸钾晶体按1:5-10的比例溶解到纯水中，加入氢氟酸溶液和硫酸溶液，调配至氢氟酸酸度为2-3mol/L，硫酸浓度为1-2mol/L，以甲基异丁基甲铜或仲辛醇进行萃取，氟铌酸溶液萃取到有机溶剂中，然后对含有氟铌酸的甲基异丁基甲铜或仲辛醇溶液利用纯水进行反萃取，氟铌酸进入到纯水溶液中，通过氨气中和、过滤、洗涤、烘干、焙烧制备出高纯氧化铌。

一种合金金属锌板材料的制作方法，包括如下步骤：

1)备料：按原料配方比称取各原料组份，备用；

2)熔炼锌合金：将预热至600-700℃的熔炉中加入锌，搅拌均匀后，将熔炉升温至1800-2000℃，在依次加入铝、铜、纯镁、铁、高纯钛、碳、纯硅、锰、碲化镉、石膏晶须、氧化铌和镱，搅拌至完全融化后，制成锌合金液；

3)合金金属锌板成型：将制成的锌合金液注入模具中，冷却后，制成第一合金金属锌板粗坯；

4)合金金属锌板锻造：对第一合金金属锌板粗坯进行反复压合，制成第二合金金属锌板粗坯；

5)合金金属锌板修整：对制成的第二合金金属锌板粗坯进行打磨，制成金金属锌板；

6)入库存储：对制成的金金属锌板进行入库存储。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在锌中添加铝、铜、纯镁、铁、高纯钛、碳、纯硅、锰、碲化镉、石膏晶须、氧化铌和镱，可以有效提升锌合金的强度、耐磨和抗腐蚀性能，同时也具有良好的导热性能，适合大范围推广使用。

附图说明

图1是本发明的合金金属锌板材料的成型流程方框图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1，本发明提供一种合金金属锌板材料，包括以下重量份的原料：锌58.0份、铝20.3份、铜6.6份、纯镁3.3份、铁3.3份、高纯钛3.5份、碳1.2份、纯硅0.05份、锰0.01、碲化镉0.01份、石膏晶须0.11份、氧化铌0.01份和镱0.02份。

根据上述技术方案，高纯钛的制备方法为在温度为1200-1900℃的惰性气体氛围下，将二氧化钛和碳还原剂进行第一接触反应，得到第一接触反应后的固体产物；在200-800℃的温度下，将第一接触反应后的固体产物与碘进行第二接触反应，得到含有碘化钛的第二接触反应后的产物；将第二接触反应后的产物在250-600℃的温度下进行相分离，并在200-350℃的温度下得到液态碘化钛，将得到的液态碘化钛在1100-1800℃的温度下进行热分解，沉积出高纯金属钛。

根据上述技术方案，纯硅的制备方法为首先将不同含量的过共晶铝硅合金原料磨成100目的细粉，并研磨均匀，然后压块，并以氩气为保护气氛，在温度为670-2500℃下进行加热至熔化，反应时间为2-200分钟；接着将预处理后的物料以凝固速率为1-10000μm/s进行向上或向下的定向凝固处理，并同时在物料外部施加磁感应强度为1-100T的磁场，析出初晶硅和共晶铝硅合金；再将所得的物料沿初晶硅和共晶铝硅合金的界面处进行切割分离，分别得到初晶硅和共晶铝硅合金；最后将所得的初晶硅进行酸洗处理，再经研磨、干燥，即得到高纯硅粉末。

根据上述技术方案，碲化镉的制备方法为首先取合格的碲粉、镉粉与碲化镉粉进行均质混合；接着将均质后的原料装入反应容器内，再将反应容器放入气氛炉中的石英管内，通入保护性气体排出石英管内空气后，开始加热升温，升温速率为5-20℃/min，升温至400-600℃，保温0.5-3h后停止加热，最后调节温度低于100℃后，停止通入保护性气体，出炉得到碲化镉。

根据上述技术方案，石膏晶须的制备方法为首先以陶瓷厂废弃石膏模具作为原料，将其粉碎后与水混合后制备成浓度为1-30％的石膏浆体，去除杂质；接着向去除杂质后的石膏浆体加入浆体重0.2-10％的石膏晶体转化促进剂，反应物加入到水热反应釜中，控制起始pH值为4，在合成温度为100-120℃，压力0.20MPa,填充度为80％的条件下，反应4-12小时，得到石膏晶须。

根据上述技术方案，氧化铌的制备方法为将钽铌矿石粉碎至200目，加入到氢氟酸溶液中，经氢氟酸、硫酸分解，采用溶剂萃取法，制备出高纯氟铌酸溶液，通过氨气沉淀、洗涤、烘干、焙烧制备出高纯氧化铌，加入到氢氟酸溶液中的钽铌矿石粉保温80℃，放置10个小时，然后加入适量的硫酸，铌与硫酸摩尔比为：0.5:0.7，在矿浆萃取槽中将钽铌溶液萃取到甲基异丁基甲铜，生成负载有机溶液，负载有机溶液通过4mol/L的硫酸溶液洗涤，然后通过0.7-0.9mol/L的硫酸溶液进行洗涤反萃取，氟铌酸进入到硫酸溶液中形成氟铌酸溶液，通过过滤、洗涤得到氟氧铌酸钾晶体，将氟氧铌酸钾晶体按1:5的比例溶解到纯水中，加入氢氟酸溶液和硫酸溶液，调配至氢氟酸酸度为2-3mol/L，硫酸浓度为1-2mol/L，以甲基异丁基甲铜或仲辛醇进行萃取，氟铌酸溶液萃取到有机溶剂中，然后对含有氟铌酸的甲基异丁基甲铜或仲辛醇溶液利用纯水进行反萃取，氟铌酸进入到纯水溶液中，通过氨气中和、过滤、洗涤、烘干、焙烧制备出高纯氧化铌。

一种合金金属锌板材料的制作方法，包括如下步骤：

1)备料：按原料配方比称取各原料组份，备用；

2)熔炼锌合金：将预热至600-700℃的熔炉中加入锌，搅拌均匀后，将熔炉升温至1800-2000℃，在依次加入铝、铜、纯镁、铁、高纯钛、碳、纯硅、锰、碲化镉、石膏晶须、氧化铌和镱，搅拌至完全融化后，制成锌合金液；

3)合金金属锌板成型：将制成的锌合金液注入模具中，冷却后，制成第一合金金属锌板粗坯；

4)合金金属锌板锻造：对第一合金金属锌板粗坯进行反复压合，制成第二合金金属锌板粗坯；

5)合金金属锌板修整：对制成的第二合金金属锌板粗坯进行打磨，制成金金属锌板；

6)入库存储：对制成的金金属锌板进行入库存储。

实施例2：请参阅图1，本发明提供一种合金金属锌板材料，包括以下重量份的原料：锌65.0份、铝22.5份、铜9.7份、纯镁4.4份、铁4.5份、高纯钛7.4份、碳3.4份、纯硅0.13份、锰0.03份、碲化镉0.02份、石膏晶须0.25份、氧化铌0.03份和镱0.04份。

根据上述技术方案，高纯钛的制备方法为在温度为1200-1900℃的惰性气体氛围下，将二氧化钛和碳还原剂进行第一接触反应，得到第一接触反应后的固体产物；在200-800℃的温度下，将第一接触反应后的固体产物与碘进行第二接触反应，得到含有碘化钛的第二接触反应后的产物；将第二接触反应后的产物在250-600℃的温度下进行相分离，并在200-350℃的温度下得到液态碘化钛，将得到的液态碘化钛在1100-1800℃的温度下进行热分解，沉积出高纯金属钛。

根据上述技术方案，纯硅的制备方法为首先将不同含量的过共晶铝硅合金原料磨成100目的细粉，并研磨均匀，然后压块，并以氩气为保护气氛，在温度为670-2500℃下进行加热至熔化，反应时间为2-200分钟；接着将预处理后的物料以凝固速率为1-10000μm/s进行向上或向下的定向凝固处理，并同时在物料外部施加磁感应强度为1-100T的磁场，析出初晶硅和共晶铝硅合金；再将所得的物料沿初晶硅和共晶铝硅合金的界面处进行切割分离，分别得到初晶硅和共晶铝硅合金；最后将所得的初晶硅进行酸洗处理，再经研磨、干燥，即得到高纯硅粉末。

根据上述技术方案，碲化镉的制备方法为首先取合格的碲粉、镉粉与碲化镉粉进行均质混合；接着将均质后的原料装入反应容器内，再将反应容器放入气氛炉中的石英管内，通入保护性气体排出石英管内空气后，开始加热升温，升温速率为5-20℃/min，升温至400-600℃，保温0.5-3h后停止加热，最后调节温度低于100℃后，停止通入保护性气体，出炉得到碲化镉。

根据上述技术方案，石膏晶须的制备方法为首先以陶瓷厂废弃石膏模具作为原料，将其粉碎后与水混合后制备成浓度为1-30％的石膏浆体，去除杂质；接着向去除杂质后的石膏浆体加入浆体重0.2-10％的石膏晶体转化促进剂，反应物加入到水热反应釜中，控制起始pH值为4，在合成温度为100-120℃，压力0.20MPa,填充度为80％的条件下，反应4-12小时，得到石膏晶须。

根据上述技术方案，氧化铌的制备方法为将钽铌矿石粉碎至200目，加入到氢氟酸溶液中，经氢氟酸、硫酸分解，采用溶剂萃取法，制备出高纯氟铌酸溶液，通过氨气沉淀、洗涤、烘干、焙烧制备出高纯氧化铌，加入到氢氟酸溶液中的钽铌矿石粉保温80℃，放置10个小时，然后加入适量的硫酸，铌与硫酸摩尔比为：0.7:0.7，在矿浆萃取槽中将钽铌溶液萃取到甲基异丁基甲铜，生成负载有机溶液，负载有机溶液通过4mol/L的硫酸溶液洗涤，然后通过0.7-0.9mol/L的硫酸溶液进行洗涤反萃取，氟铌酸进入到硫酸溶液中形成氟铌酸溶液，通过过滤、洗涤得到氟氧铌酸钾晶体，将氟氧铌酸钾晶体按1:10的比例溶解到纯水中，加入氢氟酸溶液和硫酸溶液，调配至氢氟酸酸度为2-3mol/L，硫酸浓度为1-2mol/L，以甲基异丁基甲铜或仲辛醇进行萃取，氟铌酸溶液萃取到有机溶剂中，然后对含有氟铌酸的甲基异丁基甲铜或仲辛醇溶液利用纯水进行反萃取，氟铌酸进入到纯水溶液中，通过氨气中和、过滤、洗涤、烘干、焙烧制备出高纯氧化铌。

一种合金金属锌板材料的制作方法，包括如下步骤：

1)备料：按原料配方比称取各原料组份，备用；

2)熔炼锌合金：将预热至600-700℃的熔炉中加入锌，搅拌均匀后，将熔炉升温至1800-2000℃，在依次加入铝、铜、纯镁、铁、高纯钛、碳、纯硅、锰、碲化镉、石膏晶须、氧化铌和镱，搅拌至完全融化后，制成锌合金液；

3)合金金属锌板成型：将制成的锌合金液注入模具中，冷却后，制成第一合金金属锌板粗坯；

4)合金金属锌板锻造：对第一合金金属锌板粗坯进行反复压合，制成第二合金金属锌板粗坯；

5)合金金属锌板修整：对制成的第二合金金属锌板粗坯进行打磨，制成金金属锌板；

6)入库存储：对制成的金金属锌板进行入库存储。

基于上述，本发明的优点在于，本发明通过在锌中添加铝、铜、纯镁、铁、高纯钛、碳、纯硅、锰、碲化镉、石膏晶须、氧化铌和镱，可以有效提升锌合金的强度、耐磨和抗腐蚀性能，同时也具有良好的导热性能，适合大范围推广使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种合金金属锌板材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：锌58.0-65.0份、铝20.3-22.5份、铜6.6-9.7份、纯镁3.3-4.4份、铁3.3-4.5份、高纯钛3.5-7.4份、碳1.2-3.4份、纯硅0.05-0.13份、锰0.01-0.03份、碲化镉0.01-0.02份、石膏晶须0.11-0.25份、氧化铌0.01-0.03份和镱0.02-0.04份。

2.根据权利要求1的一种合金金属锌板材料，其特征在于：所述高纯钛的制备方法为在温度为1200-1900℃的惰性气体氛围下，将二氧化钛和碳还原剂进行第一接触反应，得到第一接触反应后的固体产物；在200-800℃的温度下，将第一接触反应后的固体产物与碘进行第二接触反应，得到含有碘化钛的第二接触反应后的产物；将第二接触反应后的产物在250-600℃的温度下进行相分离，并在200-350℃的温度下得到液态碘化钛，将得到的液态碘化钛在1100-1800℃的温度下进行热分解，沉积出高纯金属钛。

3.根据权利要求1的一种合金金属锌板材料，其特征在于：所述纯硅的制备方法为首先将不同含量的过共晶铝硅合金原料磨成100目的细粉，并研磨均匀，然后压块，并以氩气为保护气氛，在温度为670-2500℃下进行加热至熔化，反应时间为2-200分钟；接着将预处理后的物料以凝固速率为1-10000μm/s进行向上或向下的定向凝固处理，并同时在物料外部施加磁感应强度为1-100T的磁场，析出初晶硅和共晶铝硅合金；再将所得的物料沿初晶硅和共晶铝硅合金的界面处进行切割分离，分别得到初晶硅和共晶铝硅合金；最后将所得的初晶硅进行酸洗处理，再经研磨、干燥，即得到高纯硅粉末。

4.根据权利要求1的一种合金金属锌板材料，其特征在于：所述碲化镉的制备方法为首先取合格的碲粉、镉粉与碲化镉粉进行均质混合；接着将均质后的原料装入反应容器内，再将反应容器放入气氛炉中的石英管内，通入保护性气体排出石英管内空气后，开始加热升温，升温速率为5-20℃/min，升温至400-600℃，保温0.5-3h后停止加热，最后调节温度低于100℃后，停止通入保护性气体，出炉得到碲化镉。

5.根据权利要求1的一种合金金属锌板材料，其特征在于：所述石膏晶须的制备方法为首先以陶瓷厂废弃石膏模具作为原料，将其粉碎后与水混合后制备成浓度为1-30％的石膏浆体，去除杂质；接着向去除杂质后的石膏浆体加入浆体重0.2-10％的石膏晶体转化促进剂，反应物加入到水热反应釜中，控制起始pH值为4，在合成温度为100-120℃，压力0.20MPa,填充度为80％的条件下，反应4-12小时，得到石膏晶须。

6.根据权利要求1的一种合金金属锌板材料，其特征在于：所述氧化铌的制备方法为将钽铌矿石粉碎至200目，加入到氢氟酸溶液中，经氢氟酸、硫酸分解，采用溶剂萃取法，制备出高纯氟铌酸溶液，通过氨气沉淀、洗涤、烘干、焙烧制备出高纯氧化铌，加入到氢氟酸溶液中的钽铌矿石粉保温80℃，放置10个小时，然后加入适量的硫酸，铌与硫酸摩尔比为：0.5-0.7:0.7，在矿浆萃取槽中将钽铌溶液萃取到甲基异丁基甲铜，生成负载有机溶液，负载有机溶液通过4mol/L的硫酸溶液洗涤，然后通过0.7-0.9mol/L的硫酸溶液进行洗涤反萃取，氟铌酸进入到硫酸溶液中形成氟铌酸溶液，通过过滤、洗涤得到氟氧铌酸钾晶体，将氟氧铌酸钾晶体按1:5-10的比例溶解到纯水中，加入氢氟酸溶液和硫酸溶液，调配至氢氟酸酸度为2-3mol/L，硫酸浓度为1-2mol/L，以甲基异丁基甲铜或仲辛醇进行萃取，氟铌酸溶液萃取到有机溶剂中，然后对含有氟铌酸的甲基异丁基甲铜或仲辛醇溶液利用纯水进行反萃取，氟铌酸进入到纯水溶液中，通过氨气中和、过滤、洗涤、烘干、焙烧制备出高纯氧化铌。

7.一种合金金属锌板材料的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)备料：按原料配方比称取各原料组份，备用；

2)熔炼锌合金：将预热至600-700℃的熔炉中加入锌，搅拌均匀后，将熔炉升温至1800-2000℃，在依次加入铝、铜、纯镁、铁、高纯钛、碳、纯硅、锰、碲化镉、石膏晶须、氧化铌和镱，搅拌至完全融化后，制成锌合金液；

3)合金金属锌板成型：将制成的锌合金液注入模具中，冷却后，制成第一合金金属锌板粗坯；

4)合金金属锌板锻造：对第一合金金属锌板粗坯进行反复压合，制成第二合金金属锌板粗坯；

5)合金金属锌板修整：对制成的第二合金金属锌板粗坯进行打磨，制成金金属锌板；

6)入库存储：对制成的金金属锌板进行入库存储。