關于鋅合金的一些知識

鋅合金的特點
　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。
　6.熔點低，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。當合金成分中雜質元素鉛、鎘、錫超過標準時，導致鑄件老化而發生變形，表現為體積脹大，機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）存在的條件下，促成晶間電化學腐蝕。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。經過一定時間之后，這種過飽和現象會逐漸解除，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）的工作環境下使用。鋅合金在常溫下有較好的機械性能。但在高溫下抗拉強度和低溫下沖擊性能都顯著下降。 

鋅合金種類
　 Zamak 3: 良好的流動性和機械性能。應用于對機械強度要求不高的鑄件，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械性能。應用于對機械強度有一定要求的鑄件，如汽車配件、機電配件、機械零件、電器元件。
　 Zamak 2: 用于對機械性能有特殊要求、對硬度要求高、尺寸精度要求一般的機械零件。
　 ZA8:良好的流動性和尺寸穩定性，但流動性較差。 應用于壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件，如電器件。
　 Superloy: 流動性最佳，應用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀復雜的工件，如電器元件及其盒體。
不同的鋅合金有不同的物理和機械特性，這樣為壓鑄件設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）力學性能，抗拉強度，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；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）工作環境狀態：工作溫度、濕度、工件接觸的介質和氣密性要求。
　　 （3）精度要求：能夠達到的精度及尺寸穩定性。
　 2.工藝性能好：（1）鑄造工藝；
　　 （2）機械加工工藝性；
　　 （3）表面處理工藝性。
　 3. 經濟性好：原材料的成本與對生產裝備的要求（包括熔煉設備、壓鑄機、模具等），以及生產成本。
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，細化晶粒，引起固溶強化，提高機械性能。
　　　　 2.降低鋅對鐵的反應能力，減少對鐵質材料，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，使壓鑄件尺寸和機械強度因時效而發生變化；
　　　　 2. 降低合金的可延伸性。
（3）鎂
　 作用：1.減少晶間腐蝕
　　　　 2.細化合金組織，從而增加合金的強度
　　　　 3.改善合金的抗磨損性能
　 不利：1.含鎂量 > 0.08%時，產生熱脆、韌性下降、流動性下降。
　　　　 2.易在合金熔融狀態下氧化損耗。
（4）雜質元素：鉛、鎘、錫
　使鋅合金的晶間腐蝕變成十分敏感，在溫、濕環境中加速了本身的晶間腐蝕，降低機械性能，并引起鑄件尺寸變化。當鋅合金中雜質元素鉛、鎘含量過高，工件剛壓鑄成型時，表面質量一切正常，但在室溫下存放一段時間后（八周至幾個月），表面出現鼓泡。
（5）雜質元素：鐵
　　　　 1.鐵與鋁發生反應形成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點，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，每一次爐內鋅液溫度變化都將導致鐵元素過飽和（當溫度下降時），或不飽和（當溫度上升時）。當鐵元素過飽和時，處于過飽和的鐵將與合金中鋁發生反應，結果是造成浮渣量增加。當鐵元素不飽和時，合金對鋅鍋和鵝頸材料的腐蝕將會增強，以回到飽和狀態。兩種溫度變化的一個共同結果是最終造成對鋁元素的消耗，形成更多的浮渣。

生產中注意的問題
　　　　 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，加上特高純度鋁、鎂、銅配制成的合金錠，供應廠有嚴格的成分標準。優質的鋅合金料是生產優質鑄件的保證。
　　　　 2.采購回來合金錠要保證有清潔、干燥的堆放區，以避免長時間暴露在潮濕中而出現白銹，或被工廠臟物污染而增加渣的產生，也增加金屬損耗。清潔的工廠環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。連續的重熔合金中鋁和鎂逐漸減少。
　　　　 4.水口料重熔時，一定要嚴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定。電鍍廢品、細屑應單獨熔爐