锌合金成分控制与压铸件质量.doc

锌合金成分控制与压铸件质量 一、锌合金的特点 1. 比重大2. 铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模5. 有很好的常温机械性能和耐磨性6. 熔点低，在 385℃熔化，容易压铸成型使用过程中须注意的问题：1. 抗蚀性差当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，导致铸件老化而发生变形， 表现为体积胀大，机械性能特别是塑性显著下降，时间长了甚至破裂铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小，因而集中于晶粒边界而成为阴极，富铝的固溶体成为 阳极，在水蒸气（电解质）存在的条件下，促成晶间电化学腐蚀压铸件因晶间腐蚀而老 化2. 时效作用锌合金的组织主要由含 Al 和 Cu 的富锌固溶体和含 Zn 的富 Al 固溶体所组成，它们的 溶解度随温度的下降而降低但由于压铸件的凝固速度极快，因此到室温时，固溶体的溶 解度是大大地饱和了经过一定时间之后，这种过饱和现象会逐渐解除，而使铸件地形状 和尺寸略起变化3. 锌合金压铸件不宜在高温和低温（0℃以下）的工作环境下使用。

锌合金在常温下有 较好的机械性能但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降图 1 时效时间对锌合金屈服强度和冲击韧性的影响图 2 温度对抗拉强度的影响二、锌合金种类Zamak 3: 良好的流动性和机械性能应用于对机械强度要求不高的铸件，如玩具、灯具、装饰品、部分电器件Zamak 5: 良好的流动性和好的机械性能应用于对机械强度有一定要求的铸件，如汽车配件、机电配件、机械零件、电器 元件Zamak 2: 用于对机械性能有特殊要求、对硬度要求高、尺寸精度要求一般的机械零件ZA8: 良好的流动性和尺寸稳定性，但流动性较差应用于压铸尺寸小、精度和机械强度要求很高的工件，如电器件Superloy: 流动性最佳，应用于压铸薄壁、大尺寸、精度高、形状复杂的工件，如电器元件 及其盒体不同的锌合金有不同的物理和机械特性，这样为压铸件设计提供了选择的空间三、锌合金的选择选择哪一种锌合金，主要从三个方面来考虑1. 压铸件本身的用途，需要满足的使用性能要求包括：（1） 力学性能，抗拉强度，是材料断裂时的最大抗力；伸长率，是材料脆性和塑性的衡量指标；硬度，是材料表面对硬物压入或摩擦所引起的塑性变形的抗力。

2） 工作环境状态：工作温度、湿度、工件接触的介质和气密性要求3） 精度要求：能够达到的精度及尺寸稳定性2. 工艺性能好：（1）铸造工艺；（2）机械加工工艺性；（3）表面处理工艺性3. 3. 经济性好：原材料的成本与对生产装备的要求（包括熔炼设备、压铸机、模具等） ， 以及生产成本 四、锌合金成分控制1. 标准合金成分Zamak 2Zamak 3Zamak 5ZA8SuperloyAcuZinc 5铝3.8 ~ 4.33.8 ~ 4.33.8 ~ 4.38.2 ~ 8.86.6 ~ 7.22.8 ~ 3.3铜2.7 ~ 3.3 0.08%时，产生热脆、韧性下降、流动性下降 ② 易在合金熔融状态下氧化损耗 镁对合金流动性的影响见图 5图 5 镁对合金流动性的影响（4）杂质元素：铅、镉、锡使锌合金的晶间腐蚀变成十分敏感，在温、湿环境中加速了本身的晶间腐蚀， 降低机械性能，并引起铸件尺寸变化当锌合金中杂质元素铅、镉含量过高，工件刚压铸成型时，表面质量一切正 常，但在室温下存放一段时间后（八周至几个月），表面出现鼓泡图 6 铅、镉含量过高造成晶间腐蚀的显微照片（5）杂质元素：铁① 铁与铝发生反应形成 Al5Fe2金属间化合物，造成铝元素的损耗并形成浮渣。

② 在压铸件中形成硬质点，影响后加工和抛光 ③ 增加合金的脆性 铁元素在锌液中的溶解度是随温度增加而增加，每一次炉内锌液温度变化都将导致铁 元素过饱和（当温度下降时） ，或不饱和（当温度上升时） 当铁元素过饱和时，处于过饱 和的铁将与合金中铝发生反应，结果是造成浮渣量增加当铁元素不饱和时，合金对锌锅 和鹅颈材料的腐蚀将会增强，以回到饱和状态两种温度变化的一个共同结果是最终造成 对铝元素的消耗，形成更多的浮渣 图 7 铁在锌合金中的溶解度随温度的变化五、生产中注意的问题 1. 控制合金成分从采购合金锭开始，合金锭必须是以特高纯度锌为基础，加上特高纯度 铝、镁、铜配制成的合金锭，供应厂有严格的成分标准优质的锌合金料是生产优质铸件的保证2. 采购回来合金锭要保证有清洁、干燥的堆放区，以避免长时间暴露在潮湿中而出现白 锈，或被工厂脏物污染而增加渣的产生，也增加金属损耗清洁的工厂环境对合金成 分的有效控制是很有作用的3. 新料与水口等回炉料配比，回炉料不要超过 50%，一般新料：旧料 = 70：30连续的 重熔合金中铝和镁逐渐减少4. 水口料重熔时，一定要严格控制重熔温度不要超过 430℃，以避免铝和镁的损耗。

5. 有条件的压铸厂最好采用集中熔炉熔化锌合金，使合金锭与回炉料均匀配比，熔剂可 更有效使用，使合金成分及温度保持均匀稳定电镀废品、细屑应单独熔炉。