關(guān)于鋅合金的一些知識

鋅合金的特點(diǎn)
　1.比重大。
　2.鑄造性能好，可以壓鑄形狀復(fù)雜、薄壁的精密件，鑄件表面光滑。
　3.可進(jìn)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(jī)械性能和耐磨性。
　6.熔點(diǎn)低，在385℃熔化，容易壓鑄成型。
使用過程中須注意的問題：
　1.抗蝕性差。當(dāng)合金成分中雜質(zhì)元素鉛、鎘、錫超過標(biāo)準(zhǔn)時，導(dǎo)致鑄件老化而發(fā)生變形，表現(xiàn)為體積脹大，機(jī)械性能特別是塑性顯著下降，時間長了甚至破裂。
　　鉛、錫、鎘在鋅合金中溶解度很小，因而集中于晶粒邊界而成為陰極，富鋁的固溶體成為陽極，在水蒸氣（電解質(zhì)）存在的條件下，促成晶間電化學(xué)腐蝕。壓鑄件因晶間腐蝕而老化。
　2.時效作用
　　鋅合金的組織主要由含Al和Cu的富鋅固溶體和含Zn的富Al固溶體所組成，它們的溶解度隨溫度的下降而降低。但由于壓鑄件的凝固速度極快，因此到室溫時，固溶體的溶解度是大大地飽和了。經(jīng)過一定時間之后，這種過飽和現(xiàn)象會逐漸解除，而使鑄件地形狀和尺寸略起變化。
　3.鋅合金壓鑄件不宜在高溫和低溫（0℃以下）的工作環(huán)境下使用。鋅合金在常溫下有較好的機(jī)械性能。但在高溫下抗拉強(qiáng)度和低溫下沖擊性能都顯著下降。 

鋅合金種類
　 Zamak 3: 良好的流動性和機(jī)械性能。應(yīng)用于對機(jī)械強(qiáng)度要求不高的鑄件，如玩具、燈具、裝飾品、部分電器件。
　 Zamak 5: 良好的流動性和好的機(jī)械性能。應(yīng)用于對機(jī)械強(qiáng)度有一定要求的鑄件，如汽車配件、機(jī)電配件、機(jī)械零件、電器元件。
　 Zamak 2: 用于對機(jī)械性能有特殊要求、對硬度要求高、尺寸精度要求一般的機(jī)械零件。
　 ZA8:良好的流動性和尺寸穩(wěn)定性，但流動性較差。 應(yīng)用于壓鑄尺寸小、精度和機(jī)械強(qiáng)度要求很高的工件，如電器件。
　 Superloy: 流動性最佳，應(yīng)用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀復(fù)雜的工件，如電器元件及其盒體。
不同的鋅合金有不同的物理和機(jī)械特性，這樣為壓鑄件設(shè)計提供了選擇的空間。
鋅合金的選擇
選擇哪一種鋅合金，主要從三個方面來考慮
　 1.壓鑄件本身的用途，需要滿足的使用性能要求。包括：
　　 （1）力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度，是材料斷裂時的最大抗力；伸長率，是材料脆性和塑性的衡量指標(biāo)；硬度，是材料表面對硬物壓入或摩擦所引起的塑性變形的抗力。
　　 （2）工作環(huán)境狀態(tài)：工作溫度、濕度、工件接觸的介質(zhì)和氣密性要求。
　　 （3）精度要求：能夠達(dá)到的精度及尺寸穩(wěn)定性。
　 2.工藝性能好：（1）鑄造工藝；
　　 （2）機(jī)械加工工藝性；
　　 （3）表面處理工藝性。
　 3. 經(jīng)濟(jì)性好：原材料的成本與對生產(chǎn)裝備的要求（包括熔煉設(shè)備、壓鑄機(jī)、模具等），以及生產(chǎn)成本。
鋅合金成分控制
合金中個元素的作用
合金成分中，有效合金元素：鋁、銅、鎂；有害雜質(zhì)元素：鉛、鎘、錫、鐵。
（1）鋁
　 作用：1.改善合金的鑄造性能，增加合金的流動性，細(xì)化晶粒，引起固溶強(qiáng)化，提高機(jī)械性能。
　　　　 2.降低鋅對鐵的反應(yīng)能力，減少對鐵質(zhì)材料，如鵝頸、模具、坩堝的侵蝕。 鋁含量控制在3.8 ~ 4.3%。主要考慮到所要求的強(qiáng)度及流動性，流動性好是獲得一個完整、尺寸精確、表面光滑的鑄件必需的條件。
（2）銅
　 作用：1.增加合金的硬度和強(qiáng)度；
　　　　 2.改善合金的抗磨損性能；
　　　　 3.減少晶間腐蝕。
　 不利：1. 含銅量超過1.25%時，使壓鑄件尺寸和機(jī)械強(qiáng)度因時效而發(fā)生變化；
　　　　 2. 降低合金的可延伸性。
（3）鎂
　 作用：1.減少晶間腐蝕
　　　　 2.細(xì)化合金組織，從而增加合金的強(qiáng)度
　　　　 3.改善合金的抗磨損性能
　 不利：1.含鎂量 > 0.08%時，產(chǎn)生熱脆、韌性下降、流動性下降。
　　　　 2.易在合金熔融狀態(tài)下氧化損耗。
（4）雜質(zhì)元素：鉛、鎘、錫
　使鋅合金的晶間腐蝕變成十分敏感，在溫、濕環(huán)境中加速了本身的晶間腐蝕，降低機(jī)械性能，并引起鑄件尺寸變化。當(dāng)鋅合金中雜質(zhì)元素鉛、鎘含量過高，工件剛壓鑄成型時，表面質(zhì)量一切正常，但在室溫下存放一段時間后（八周至幾個月），表面出現(xiàn)鼓泡。
（5）雜質(zhì)元素：鐵
　　　　 1.鐵與鋁發(fā)生反應(yīng)形成Al5Fe2金屬間化合物，造成鋁元素的損耗并形成浮渣。
　　　　 2.在壓鑄件中形成硬質(zhì)點(diǎn)，影響后加工和拋光。
　　　　 3.增加合金的脆性。
　 鐵元素在鋅液中的溶解度是隨溫度增加而增加，每一次爐內(nèi)鋅液溫度變化都將導(dǎo)致鐵元素過飽和（當(dāng)溫度下降時），或不飽和（當(dāng)溫度上升時）。當(dāng)鐵元素過飽和時，處于過飽和的鐵將與合金中鋁發(fā)生反應(yīng)，結(jié)果是造成浮渣量增加。當(dāng)鐵元素不飽和時，合金對鋅鍋和鵝頸材料的腐蝕將會增強(qiáng)，以回到飽和狀態(tài)。兩種溫度變化的一個共同結(jié)果是最終造成對鋁元素的消耗，形成更多的浮渣。

生產(chǎn)中注意的問題
　　　　 1.控制合金成分從采購合金錠開始，合金錠必須是以特高純度鋅為基礎(chǔ)，加上特高純度鋁、鎂、銅配制成的合金錠，供應(yīng)廠有嚴(yán)格的成分標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)質(zhì)的鋅合金料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的保證。
　　　　 2.采購回來合金錠要保證有清潔、干燥的堆放區(qū)，以避免長時間暴露在潮濕中而出現(xiàn)白銹，或被工廠臟物污染而增加渣的產(chǎn)生，也增加金屬損耗。清潔的工廠環(huán)境對合金成分的有效控制是很有作用的。
　　　　 3.新料與水口等回爐料配比，回爐料不要超過50%，一般新料：舊料 = 70：30。連續(xù)的重熔合金中鋁和鎂逐漸減少。
　　　　 4.水口料重熔時，一定要嚴(yán)格控制重熔溫度不要超過430℃，以避免鋁和鎂的損耗。
　　　　 5.有條件的壓鑄廠最好采用集中熔爐熔化鋅合金，使合金錠與回爐料均勻配比，熔劑可更有效使用，使合金成分及溫度保持均勻穩(wěn)定。電鍍廢品、細(xì)屑應(yīng)單獨(dú)熔爐