AZ91合金具有較好的力學(xué)性能、抗腐蝕性和鑄造性，目前在工業(yè)中用量最多，但其高溫抗蠕變性較差，無法在120℃以上使用。有對高Zn的Mg-Zn-Al合金進(jìn)行研究，結(jié)果表明，金屬型重力鑄造的Mg-10Zn-4Al-xCa合金和Mg-8Zn-4Al合金具備與AZ91相當(dāng)?shù)氖覝亓�學(xué)性能，且高溫抗蠕變性遠(yuǎn)優(yōu)于通用的AZ91D合金。因此，高鋅含量的鎂合金具有較大的實(shí)際應(yīng)用潛力。

熔模精密鑄造(InvestmentCasting)為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了充分的自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)近凈尺寸成形(nearnetshape)，是小型復(fù)雜鑄件的主要鑄造方式，已在鋼鐵、鈦合金、高溫合金以及鋁合金鑄件生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。但目前，鎂合金鑄件的生產(chǎn)還很少采用熔模精密鑄造，對于一些復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)以及對表面粗糙度和尺寸公差要求嚴(yán)格的鎂合金鑄件，熔模精密鑄造工藝具有顯著優(yōu)勢。本文研究了熔模精密鑄造Mg-9%Zn-3%Al(wt.%)(簡寫為ZA93，下同)合金凝固過程的顯微組織及不同熱處理工藝對合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，為發(fā)展新型低成本、高性能鎂合金及其鑄造成形技術(shù)提供參考。

實(shí)驗合金的名義成分為Mg-9%Zn-3%Al(wt.%)。將純Mg(99.9%)用低碳鋼坩堝在井式電阻爐中熔化，然后依次加入純Al(99.9%)，純Zn(99.9%)和Al-10wt%Mn中間合金，熔體經(jīng)精煉和菱鎂礦變質(zhì)后，在740℃澆鑄至預(yù)熱到250℃的型殼中。所得樣品采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)分析，得到的實(shí)際合金成分為Mg-8.66wt%Zn-2.61wt%Al-0.19wt%Mn。澆熔模精密鑄造的型殼共6.5層，包括2層面層和4層背層。型殼采用硅溶膠涂料，面層和背層耐火材料料分別為剛玉砂和煤矸石粉，封漿采用背層涂料，每層型殼干燥時間不少于20h。涂殼完成后，在850℃燒結(jié)2h。

熔模鑄造ZA93合金的顯微組織由α-Mg相、準(zhǔn)晶I-相和共晶ε-MgZn相組成。熔模鑄造ZA93合金的凝固路徑為：合金的液相線溫度和固相線溫度分別為322℃，準(zhǔn)晶I-相與共晶ε-MgZn相形成溫度分別對應(yīng)為342、332℃。T4熱處理對熔模鑄造ZA93合金的力學(xué)性能沒有明顯影響，但是T6熱處理后合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別提高了76%和82%，分別達(dá)到151和203MPa。

(關(guān)鍵字：鎂合金 高鋅含量 熔模精密鑄造)