本發明涉及金屬壺領域，特別涉及一種鋅合金壺及其制造方法。
背景技術：
鋅是重要的有色金屬原材料，目前，鋅在有色金屬的消費中僅次于銅和鋁；金屬具有良好的壓延性、耐磨性和抗腐性，能與多種金屬制成物理與化學性能更加優良的合金；鋅合金是指以鋅為基加入其他元素組成的合金。通常壓鑄用鋅合金的組分包括鋅、鋁、銅、鎂、鎳、鐵、鉛、鎘、錫，其中有效合金元素有鋁、銅和鎂，有害雜質元素有鉛、鎘、錫、鐵和鎳。
鋅合金壓鑄件產品的特點：(1)比重大；(2)鑄造性能好，可以壓鑄形狀復雜、薄壁的精密件，鑄件表面光滑；(3)可進行表面處理：電鍍、噴涂、噴漆；(4)熔化與壓鑄時不吸鐵，不腐蝕壓型，不粘模；(5)有很好的常溫機械性能和耐磨性。
壺作為一種人們常用的煮水用具，其壺體一般由鋁、銅、錫、鐵、不銹鋼制成，如果將鋅合金原材料用在制造壺上，能夠使壺充分利用鋅合金材料的優點，實現更好的特性。
目前鋅合金市場上，由于廠家非標生產，市場名稱混亂，以次充好，國內的壓鑄鋅合金與其他各國相比存在著很大的差距，使用過程中經常出現不合格品，比如鋅合金中的雜質含量過高，而且成分和品質很不穩定，尤其是各項力學性能指標不高。目前我國的鋅合金還需大量進口，因此很有必要開發高性能的壓鑄鋅合金制備工藝，以獲得更好和更穩定的機械性能，以便減少優質鋅合金的進口。
技術實現要素：
鑒于上述對現有技術的分析，本發明要解決的技術問題是，提供一種金屬制品壺，要求該壺采用的材料為鋅合金材料，使壺具有鋅合金材料的優點；另外，提供一種上述鋅合金壺所采用的鋅合金材料的制備方法，以減少鋅合金材料的進口，降低制造成本。
鑒于上述要解決的技術問題，本發明提供如下的技術解決方案：一種鋅合金壺，所述鋅合金壺所采用的鋅合金原材料是利用從壓鑄廠和五金廠回收的廢品，經過熔融、分離雜質后制得，具體包括如下步驟：
（1）鋅灰渣準備：在熔煉鍋里放入鋅合金渣，加熱至700-800℃，使鋅合金渣熔融，形成熔液和鋅灰渣；
（2）原料熔融：將上述鋅灰渣放入熔煉鍋內，在熔煉鍋中加入電鍍料，保持溫度在420-450℃，使電鍍料充分熔融；
（3）渣液分離：將鋅灰渣、鐵以及鎳等固態渣物撈起，留下熔液，在熔液表面上鋪入一層木粒，保持溫度在380-410℃，然后將碳、鐵以及鎳等固態渣物撈起，留下熔液，在730-750℃條件下，在溶液中加入mg-ca-sr中間合金進行復合變質處理，經保溫，扒渣，靜置后成為zn-mg-ca-sr鋅合金熔體，最后冷卻即的所述鋅合金壺的鋅合金原材料。
優選的，所述鋅合金原材料中包括如下重量份組分：mg3.0-7.0%，ca0.1-0.5%，sr0.01-0.05%，其余量為zn。
優選的，所述鋅合金原材料中包括如下重量份組分：mg4.0%，ca0.3%，sr0.03%，其余量為zn。
優選的，所述鋅合金原材料中包括如下重量份組分：mg5.0%，ca0.4%，sr0.02%，其余量為zn。
優選的，所述鋅合金壺壺底為鋅合金層與坡莫合金板材鑄接而成的雙層復合結構，壺底具有高導磁、快加熱功能。
本發明還提供一種制造上述鋅合金壺的方法，具體包括如下步驟：
（1）在750-800℃的溫度條件下，將所述鋅合金原材料放入熔煉鍋中進行熔融，得到熔融液；
（2）將上述熔融液，澆注到經預熱的熔模鑄造陶瓷型殼中，冷卻凝固成型后獲得鋅合金壺毛坯，經進一步打磨、拋光、磨砂為成品鋅合金壺。
優選的，所述鋅合金壺壺底的制備方法具體包括如下步驟：
（1）將與鋅合金壺壺底大小相同且厚度是0.5-0.8mm的坡莫合金板材放入制作蠟模的模具中；
（2）將裝有坡莫合金板材的蠟模放入模具中并壓入熔融的蠟料使其在凝固時將蠟和坡莫合金板材粘接在一起成為蠟模；
（3）從模具中取出蠟模與澆注系統焊接后進行掛殼；
（4）脫蠟后坡莫合金板材留在熔模鑄造陶瓷型殼中，并將焙燒好的熔模鑄造陶瓷型殼預熱到300-400℃，澆入所述鋅合金熔融液，經冷卻凝固成型，使鋅合金與坡莫合金鑄接在一起形成雙層復合結構壺底。
進一步優選的，所述熔模鑄造陶瓷型殼的制備工序包括掛殼、硬化、陰干、脫蠟、自然干燥、焙燒。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
（1）制備鋅合金的原材料采用在壓鑄廠和五金廠回收的廢品，節約成本，保護環境。
（2）采用鋅灰渣進行沉淀鋅合金熔液，分離鎳、鐵等有害金屬元素，分離效果顯著，有效降低了制品中鎳、鐵等有害雜質金屬元素的質量含量。
（3）本發明的鋅合金壺的抗拉強度≥190mpa，具有組織致密，腐蝕速率慢且腐蝕均勻，能活化飲用水的特色。
（4）本發明中的制備鋅合金壺的方法，方法簡便，重現度高，適合工業化生產。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明的技術方案。這些實施例僅用于說明本發明的最優方案而不用于限制本發明的保護范圍。
實施例1
一種鋅合金壺，其所采用的鋅合金原材料是利用從壓鑄廠和五金廠回收的廢品，經過熔融、分離雜質后制得，具體包括如下步驟：
（1）鋅灰渣準備：在熔煉鍋里放入鋅合金渣，加熱至700℃，使鋅合金渣熔融，形成熔液和鋅灰渣；
（2）原料熔融：將上述鋅灰渣放入熔煉鍋內，在熔煉鍋中加入電鍍料，保持溫度在420℃，使電鍍料充分熔融；
（3）渣液分離：將鋅灰渣、鐵以及鎳等固態渣物撈起，留下熔液，在熔液表面上鋪入一層木粒，保持溫度在380℃，然后將碳、鐵以及鎳等固態渣物撈起，留下熔液，在730℃條件下，在溶液中加入mg-ca-sr中間合金進行復合變質處理，經保溫，扒渣，靜置后成為zn-mg-ca-sr鋅合金熔體，最后冷卻即的所述鋅合金壺的鋅合金原材料。
按照上述制備步驟，制得鋅合金原材料，經檢驗判斷，所制的鋅合金原材料中包括如下重量份組分：mg4.0%，ca0.3%，sr0.03%，其余量為zn。
本實施例還提供一種制造上述鋅合金壺的方法，具體包括如下步驟：
（1）在750℃的溫度條件下，將所述鋅合金原材料放入熔煉鍋中進行熔融，得到熔融液；
（2）將上述熔融液，澆注到經預熱的熔模鑄造陶瓷型殼中，冷卻凝固成型后獲得鋅合金壺毛坯，經進一步打磨、拋光、磨砂為成品鋅合金壺。
本實施例中的鋅合金壺壺底為鋅合金層與坡莫合金板材鑄接而成的雙層復合結構，壺底具有高導磁、快加熱功能。鋅合金壺的這種壺底的制造方法，包括如下步驟：
（1）將與鋅合金壺底大小相同且厚度是0.5-0.8mm的坡莫合金板材放入制作蠟模的模具中；
（2）將裝有坡莫合金板材的蠟模放入模具中并壓入熔融的蠟料使其在凝固時將蠟和坡莫合金板材粘接在一起成為蠟模；
（3）從模具中取出蠟模與澆注系統焊接后進行掛殼；
（4）脫蠟后坡莫合金板材留在熔模鑄造陶瓷型殼中，并將焙燒好的熔模鑄造陶瓷型殼預熱到300℃，澆入所述鋅合金熔融液，經冷卻凝固成型，使鋅合金與坡莫合金鑄接在一起形成雙層復合結構壺底。
上述步驟（4）中的熔模鑄造陶瓷型殼的制備工序包括掛殼、硬化、陰干、脫蠟、自然干燥、焙燒，具體包括如下步驟：
（1）先將蠟模浸一層阻燃面層涂料，撒一層細寶珠砂粉，其粒度為50-100，再將蠟模浸一層阻燃面層涂料，撒一層細寶珠砂粉，自然晾干60分鐘；
（2）將蠟模在加固層涂料中一層加固層涂料后撒一層寶珠砂其粒度為50-100；所述加固層涂料即阻燃面層涂料的配方中不加阻燃劑。
（3）重復步驟（2）2-3遍；第1遍撒寶珠砂的粒度是40-70目，第二遍撒寶珠砂的粒度是20-40目，第三遍撒寶珠砂的粒度是10-20目；
（4）待陰干后，利用開水煮沸的方式脫蠟，形成模殼；
（5）模殼繼續陰干5小時，放入箱式電爐中加熱到800℃保溫5小時后燒結瓷化成熔模精鑄陶瓷型殼；
（6）隨爐冷卻到300℃保溫待下一步澆注使用。
其中蠟模的制作為：將石蠟與硬脂酸的質量比為1:1，混合熔化成熔蠟；熔蠟在70℃保溫；制蠟車間環境溫度是18℃，蠟模的壓型溫度是20℃，壓蠟槍預熱溫度是35℃，熔蠟在0.1mpa壓注壓力作用下壓注到模腔中，蠟模冷卻水溫度是15℃，開型時間1min取出蠟模待用。
上述掛殼就是在蠟模的表面涂阻燃面層涂料。
掛殼用的阻燃面層涂料的化學成分組成為：細度>320目的耐火骨料，例如寶珠粉60-70%，硅溶膠粘結劑25-35%，聚乙烯醇懸浮劑0.15-0.50%，阻燃劑4.5-8.0%，輔加物0.35-0.6%。
上述輔加物為消泡劑+潤滑分散劑+粉液比調節劑t3混合而成。其中，消泡劑為阻燃面層涂料總重量的0.050-0.100%，潤滑分散劑為阻燃面層涂料總重量的0.100-0.150%，粉液比調節劑t3為阻燃面層涂料總重量的0.200-0.300%。
阻燃面層涂料的制備方法是：首先將硅溶膠粘結劑、聚乙烯醇懸浮劑裝入球磨機混制5-10分鐘，直至混勻；然后加入寶珠粉混合2小時；最后將輔加物和阻燃劑一起裝入球磨機中混1-2小時，制得符合要求的阻燃面層涂料。
實施例2
本實施例和實施例1的不同之處在于，在制備鋅合金原材料以及制造鋅合金壺時，對于其中的制備條件有不同的限制。具體如下：
一種鋅合金壺，其所采用的鋅合金原材料是利用從壓鑄廠和五金廠回收的廢品，經過熔融、分離雜質后制得，具體包括如下步驟：
（1）鋅灰渣準備：在熔煉鍋里放入鋅合金渣，加熱至800℃，使鋅合金渣熔融，形成熔液和鋅灰渣；
（2）原料熔融：將上述鋅灰渣放入熔煉鍋內，在熔煉鍋中加入電鍍料，保持溫度在450℃，使電鍍料充分熔融；
（3）渣液分離：將鋅灰渣、鐵以及鎳等固態渣物撈起，留下熔液，在熔液表面上鋪入一層木粒，保持溫度在410℃，然后將碳、鐵以及鎳等固態渣物撈起，留下熔液，在750℃條件下，在溶液中加入mg-ca-sr中間合金進行復合變質處理，經保溫，扒渣，靜置后成為zn-mg-ca-sr鋅合金熔體，最后冷卻即的所述鋅合金壺的鋅合金原材料。
本實施例按照上述制備步驟，制得鋅合金原材料，經檢驗判斷，所制的鋅合金原材料中包括如下重量份組分：mg5.0%，ca0.4%，sr0.02%，其余量為zn。
本實施例還提供一種制造上述鋅合金壺的方法，具體包括如下步驟：
（1）在800℃的溫度條件下，將所述鋅合金原材料放入熔煉鍋中進行熔融，得到熔融液；
（2）將上述熔融液，澆注到經預熱的熔模鑄造陶瓷型殼中，冷卻凝固成型后獲得鋅合金壺毛坯，經進一步打磨、拋光、磨砂為成品鋅合金壺。
本實施例中的鋅合金壺壺底為鋅合金層與坡莫合金板材鑄接而成的雙層復合結構，壺底具有高導磁、快加熱功能。鋅合金壺的這種壺底的制造方法，包括如下步驟：
（1）將與鋅合金壺底大小相同且厚度是0.5-0.8mm的坡莫合金板材放入制作蠟模的模具中；
（2）將裝有坡莫合金板材的蠟模放入模具中并壓入熔融的蠟料使其在凝固時將蠟和坡莫合金板材粘接在一起成為蠟模；
（3）從模具中取出蠟模與澆注系統焊接后進行掛殼；
（4）脫蠟后坡莫合金板材留在熔模鑄造陶瓷型殼中，并將焙燒好的熔模鑄造陶瓷型殼預熱到400℃，澆入所述鋅合金熔融液，經冷卻凝固成型，使鋅合金與坡莫合金鑄接在一起形成雙層復合結構壺底。
本實施例中的其余制備方法和制備條件均和實施例1中的相同。
實施例3
本實施例和實施例1的不同之處在于，在制備鋅合金原材料以及制造鋅合金壺時，對于其中的制備條件有不同的限制。具體如下：
一種鋅合金壺，其所采用的鋅合金原材料是利用從壓鑄廠和五金廠回收的廢品，經過熔融、分離雜質后制得，具體包括如下步驟：
（1）鋅灰渣準備：在熔煉鍋里放入鋅合金渣，加熱至750℃，使鋅合金渣熔融，形成熔液和鋅灰渣；
（2）原料熔融：將上述鋅灰渣放入熔煉鍋內，在熔煉鍋中加入電鍍料，保持溫度在430℃，使電鍍料充分熔融；
（3）渣液分離：將鋅灰渣、鐵以及鎳等固態渣物撈起，留下熔液，在熔液表面上鋪入一層木粒，保持溫度在400℃，然后將碳、鐵以及鎳等固態渣物撈起，留下熔液，在740℃條件下，在溶液中加入mg-ca-sr中間合金進行復合變質處理，經保溫，扒渣，靜置后成為zn-mg-ca-sr鋅合金熔體，最后冷卻即的所述鋅合金壺的鋅合金原材料。
本實施例按照上述制備步驟，制得鋅合金原材料，經檢驗判斷，所制的鋅合金原材料中包括如下重量份組分：mg7.0%，ca0.5%，sr0.05%，其余量為zn。
本實施例還提供一種制造上述鋅合金壺的方法，具體包括如下步驟：
（1）在760℃的溫度條件下，將所述鋅合金原材料放入熔煉鍋中進行熔融，得到熔融液；
（2）將上述熔融液，澆注到經預熱的熔模鑄造陶瓷型殼中，冷卻凝固成型后獲得鋅合金壺毛坯，經進一步打磨、拋光、磨砂為成品鋅合金壺。
本實施例中的鋅合金壺壺底為鋅合金層與坡莫合金板材鑄接而成的雙層復合結構，壺底具有高導磁、快加熱功能。鋅合金壺的這種壺底的制造方法，包括如下步驟：
（1）將與鋅合金壺底大小相同且厚度是0.5-0.8mm的坡莫合金板材放入制作蠟模的模具中；
（2）將裝有坡莫合金板材的蠟模放入模具中并壓入熔融的蠟料使其在凝固時將蠟和坡莫合金板材粘接在一起成為蠟模；
（3）從模具中取出蠟模與澆注系統焊接后進行掛殼；
（4）脫蠟后坡莫合金板材留在熔模鑄造陶瓷型殼中，并將焙燒好的熔模鑄造陶瓷型殼預熱到350℃，澆入所述鋅合金熔融液，經冷卻凝固成型，使鋅合金與坡莫合金鑄接在一起形成雙層復合結構壺底。
本實施例中的其余制備方法和制備條件均和實施例1中的相同。
按照上述實施例制備的鋅合金，純度均良好，具有致密的組織。采用上述制備的鋅合金以及上述的制造方法，所制造出來的鋅合金的抗拉強度均達到了190mpa以上，金屬性能良好，腐蝕速率慢且腐蝕均勻，能活化飲用水。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。