[发明专利]易于冷加工成型的变形锌合金材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种易于冷加工成型的变形锌合金材料，该变形锌合金材料的重量百分比组成包括：Cu：1.0‑3.5wt%，Mn：0.05‑0.5wt%，Al≤0.05wt%，余量为Zn和不可避免的杂质，该变形锌合金材料的相组成包含以Zn为基体的Cu置换Zn的固溶体、Zn₅Cu第二相和锌锰铜金属间化合物第二相；该变形锌合金材料的抗拉强度为260‑320MPa、延伸率为25‑35%、硬度HV5为90‑100，具有中等强度、高延伸率，并具有良好的尺寸稳定性，其总加工率可达80‑90%，可应用于冷镦、冷锻、旋压、铆接、深冲等大变形量的冷加工变形，在大变形量的反复冷镦、反复冷锻、深冲加工过程中不开裂，能够广泛应用于拉链、五金件以及电子、电气零部件等产品。

技术领域

本发明涉及变形锌合金及其应用技术领域，具体是一种易于冷加工成型的变形锌合金材料及其制备方法和应用。

背景技术

冷加工技术是通过各种模具将坯料快速加工成各种复杂结构的零件的加工方式，如冷镦、冷锻、旋压、铆接等。与传统的车削技术相比，冷加工可以提高材料的利用率，降低损耗，提高产品生产效率，并且冷加工产品组织均匀、致密，可广泛应用于各种标准件产品，冷加工已成为金属材料加工成型的重要手段。但冷加工对金属的加工变形量很大，而一般的金属属于加工硬化的材料，因此，对于某些深冷镦、深冷锻等需要反复变形的冷加工，一般金属存在加工困难、甚至无法进行加工的情形，需要通过反复退火处理来消除应力后再进行加工。而与一般的金属不同，锌合金不属于加工硬化的材料，在某些特定的冷加工领域，锌合金具有明显的优越性。

传统的铸造和压铸锌合金，强度低、脆性大，一般用作低端的结构件。可加工的变形锌合金具有强度高、塑性好、成本低等优势，其某些性能明显优于铜合金，在一些领域可用于替代铜合金，因此变形锌合金在近几年逐渐引起人们的重视。

CN104073686B公开了一种可铆接的变形低铜合金材料及其应用，该低铜合金材料由Al、Cu、M、Zn和不可避免的杂质组成，M为Ni、V、Ti、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Mo、Si、Be、Cr、Mn、Co和Mg中的至少一种元素，杂质包括Fe、Pb、Sn、Sb和Cd中的至少一种元素；该低铜合金材料的重量百分比组成中：Al的含量x＝0.1-6.0wt％，Cu的含量y＝0.1-4.0wt％，M的含量z＝0.001-1.0wt％，杂质的总量≤0.1wt％，余量为Zn；Al与Cu的含量之和满足：0.5wt％≤x+y≤9.0wt％，Al与Cu的含量之比满足：1≤x/y≤4。该低铜合金材料进行大变形冷加工时，存在多次冷镦后开裂问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种易于冷加工成型的变形锌合金材料及其制备方法和应用，该变形锌合金材料可应用于冷镦、冷锻、旋压、铆接、深冲等冷加工变形，广泛应用于拉链、五金件以及电子、电气零部件等产品。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种易于冷加工成型的变形锌合金材料，该变形锌合金材料的重量百分比组成包括：Cu：1.0-3.5wt％，Mn：0.05-0.5wt％，Al≤0.05wt％，余量为Zn和不可避免的杂质，该变形锌合金材料的相组成包含以Zn为基体的Cu置换Zn的固溶体、Zn₅Cu第二相和锌锰铜金属间化合物第二相。