含Bi易切削变形Zn-Al合金显微组织与性能

林高用 ，孙利平，曾菊花，王莉

(1.中南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙，410083；2.中南大学 有色金属材料科学与工程教育部重点实验室，湖南 长沙，410083)

在有色金属中锌的矿物储量、产量和用量仅次于铝和铜，居第3位[1−2]。随着我国有色金属工业的快速发展，我国铜资源短缺与铜消费量增长的矛盾日益加剧，加速开发铜及铜合金替代材料，以满足现代工业的需求，成为材料工作者的共识[2−5]。我国锌资源不但储量多，居世界前列，品位也高[6]。锌合金具有熔点低、铸造性能好、力学性能优异、生产工艺流程短、能耗小等优点，是部分铜合金的理想替代材料，成为目前国内外研究的热点[7−12]。经过几十年的发展，锌合金已形成铸造锌合金和变形锌合金两大系列。变形锌合金的典型代表为 Zn-Al和 Zn-Cu-Ti合金。Zn-Cu-Ti合金是目前使用较多的变形锌合金，可用来制作拉链、千层锁和日用五金等，但由于其综合性能较低，应用范围有很大局限；而Zn-Al合金具有许多优异的性能，如熔点低、熔炼耗能少，生产效率高，力学性能良好等，目前已相继发展了几个成分的Zn-Al 合金(ZnAl15，ZnAl10-1，ZnAl10-5，ZnAl0.2-4和ZnAl14-1)作为黄铜的代用品[2]。但变形Zn-Al合金，尤其是接近共晶成分的Zn-Al合金，在切削加工时通常会遇到较大困难，在自动车床和仪表车床上切削加工效率低，排屑不畅，易黏刀，易断刀，加工件表面不光洁等，限制了变形Zn-Al合金的应用[13]。因此，研究开发出一种既具有优良切削性能，又具有良好力学性能的变形Zn-Al合金，实现对已有易切削铅黄铜的替代具有重要意义。……