以鋅為基加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等。鋅合金熔點低,流動性好,易熔焊,釺焊和塑性加工,在大氣中耐腐蝕,殘廢料便於回收和重熔;但蠕變強度低,易發生自然時效引起尺寸變化。熔融法制備,壓鑄或壓力加工成材。按製造工藝可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金。 鋅合金的主要新增元素有鋁,銅和鎂等.鋅合金按加工工藝可分為形變與鑄造鋅合金兩類.鑄造鋅合金流動性和耐腐蝕性較好,適用於壓鑄儀表,汽車零件外殼等。 【鋅合金成分及鑄件品質】 一、鋅合金的特點 1. 比重大。 2. 鑄造效能好,可以壓鑄形狀複雜、薄壁的精密件,鑄件表面光滑。 3. 可進行表面處理:電鍍、噴塗、噴漆。 4. 熔化與壓鑄時不吸鐵,不腐蝕壓型,不粘模。 5. 有很好的常溫機械效能和耐磨性。 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,機械效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,因而集中於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。但由於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。經過一定時間之後,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效能。但在高溫下抗拉強度和低溫下衝擊效能都顯著下降。 圖1 時效時間對鋅合金屈服強度和衝擊韌性的影響 圖2 溫度對抗拉強度的影響 二、鋅合金種類 Zamak 3: 良好的流動性和機械效能。 應用於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效能。 應用於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: 用於對機械效能有特殊要求、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。 應用於壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件,如電器件。 Superloy: 流動性最佳,應用於壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀複雜的工件,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。 三、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,需要滿足的使用效能要求。包括: (1) 力學效能,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、溼度、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. 工藝效能好:(1)鑄造工藝; (2)機械加工工藝性; (3)表面處理工藝性。 3. 3. 經濟性好:原材料的成本與對生產裝備的要求(包括熔鍊裝置、壓鑄機、模具等),以及生產成本。
以鋅為基加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等。鋅合金熔點低,流動性好,易熔焊,釺焊和塑性加工,在大氣中耐腐蝕,殘廢料便於回收和重熔;但蠕變強度低,易發生自然時效引起尺寸變化。熔融法制備,壓鑄或壓力加工成材。按製造工藝可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金。 鋅合金的主要新增元素有鋁,銅和鎂等.鋅合金按加工工藝可分為形變與鑄造鋅合金兩類.鑄造鋅合金流動性和耐腐蝕性較好,適用於壓鑄儀表,汽車零件外殼等。 【鋅合金成分及鑄件品質】 一、鋅合金的特點 1. 比重大。 2. 鑄造效能好,可以壓鑄形狀複雜、薄壁的精密件,鑄件表面光滑。 3. 可進行表面處理:電鍍、噴塗、噴漆。 4. 熔化與壓鑄時不吸鐵,不腐蝕壓型,不粘模。 5. 有很好的常溫機械效能和耐磨性。 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,機械效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,因而集中於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。但由於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。經過一定時間之後,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效能。但在高溫下抗拉強度和低溫下衝擊效能都顯著下降。 圖1 時效時間對鋅合金屈服強度和衝擊韌性的影響 圖2 溫度對抗拉強度的影響 二、鋅合金種類 Zamak 3: 良好的流動性和機械效能。 應用於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效能。 應用於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: 用於對機械效能有特殊要求、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。 應用於壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件,如電器件。 Superloy: 流動性最佳,應用於壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀複雜的工件,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。 三、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,需要滿足的使用效能要求。包括: (1) 力學效能,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、溼度、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. 工藝效能好:(1)鑄造工藝; (2)機械加工工藝性; (3)表面處理工藝性。 3. 3. 經濟性好:原材料的成本與對生產裝備的要求(包括熔鍊裝置、壓鑄機、模具等),以及生產成本。