鋅合金是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、鈦等低溫鋅合金。鋅合金熔點低,流動性好,易熔焊,釬焊和塑性加工,在大氣中耐腐蝕,殘廢料便于回收和重熔;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。按制造工藝可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金。
簡介
英文名:zinc alloy 低溫鋅合金
鋅合金的主要添加元素有鋁,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,適用于壓鑄儀表,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. 相對比重大。 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、拋光、研磨等。 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。 鋅合金拉手
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。
二、鋅合金種類
傳統的壓鑄鋅合金有2、3、4、5、7號合金,目前應用最廣泛的是3號鋅合金。七十年代發展了高鋁鋅基合金ZA-8、ZA-12、ZA-27。 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、耐磨性好、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。 鋅合金按制造工藝又可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金兩類。鑄造合金的產量遠大于變形合金。下表中列出幾種重要鋅合金的成分、性能和用途。 鑄造鋅合金 依鑄造方法不同又分為壓力鑄造鋅合金(在外加壓力作用下凝固)和重力鑄造鋅合金(僅在重力作用下凝固)。 壓力鑄造鋅合金 這種合金從1940年在汽車工業中應用以后,產量劇增,在鋅的消耗總量中,約有25%用來生產這種合金。先進適用技術在不斷采用,發展較快。對應相關人才也在增多,收錄齊全的有鋼鐵英才網。最常用的合金系為Zn-Al-Cu-Mg系。 某些雜質明顯影響壓鑄鋅合金的性能。因此對鐵、鉛、鎘、錫等雜質的含量限制極嚴,其上限分別為0.005%、0.004%、0.003%、0.02%,所以壓鑄鋅合金應選用純度大于99.99%的高純鋅作原料。 重力鑄造鋅合金 可在砂型、石膏模或硬模中鑄造。這種鋅合金不僅具有一般壓鑄鋅合金的特性,而且強度高,鑄造性能好,冷卻速度對力學性能無明顯影響,殘、廢料可循環使用,澆口簡單,對過熱和重熔不敏感,收縮率小,氣孔少,能電鍍,可用常規方法精整。 變形鋅合金工業上應用的變形鋅合金除了傳統品種外,出現了Zn-1Cu-0.1Ti和 Zn-22Al合金。前一種合金經軋制后,由于有TiZn15金屬間化合物彌散質點沿軋向排列成行,可阻礙晶界移動。
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. 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。
四、鋅合金成分控制
2. 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 鋁棒
固溶強化,提高機械性能。 、 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。 鋁對流動性和機械性能的影響見圖3。流動性在鋁含量5 %時達到最大值;在3 %時降到最小值。鋁對沖擊強度的影響見圖3中虛線。沖擊強度在含鋁量3.5 %達到最大值;6 %時降到最小值。含鋁量超過4.3 %,合金變脆。含鋁量低于規定范圍,導致薄壁件充型困難,有鑄后冷卻破裂的可能。鋁在鋅合金中不利的影響是產生Fe2Al3浮渣,造成其含量下降。 。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。 五金銅套
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。 作用:① 增加 銅含量對合金強度的影響見圖4。 (3)鎂 作用:① 減少晶間腐蝕 、 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。 、 易在合金熔融狀態下氧化損耗。 鎂對合金流動性的影響見圖5。 。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。 、 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。
五、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 鋅合金軸承
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420℃,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。
六、鋅合金-物質應用
豪華型鋅合金汽車立標 1、此款立標采用鋅合金鍍鉻材質,不會生銹。 2、橄欖型的底座,厚重而穩固。做工精細,質量一流。 3、底部使用3M膠。 使用方法 1、徹底清潔需要粘貼車標的位置,并使此位置干燥。 2、將車標底座的3M膠揭下來,粘在適當的位置,稍用力長按壓一分鐘左右即可。 新型鋅合金防盜窗 傳統不銹鋼的產品特性已開始暴露了其中的弊端,其質量承諾開始產生質疑,其渠道價格體系已處于相對透明狀態,金升鋅合金彩鋼防護窗,吸取了現行門窗的優點,成為獨具功能和自身 鋅合金防盜窗
特色的新型產品,是防護窗第三代換代產品,它集安全性和美觀性于一體,采用獨特的免焊接流水線作業,組合式穿梭結構,已經接受了市場的洗禮,順應了市場和消費者的需求,它的誕生將是防護窗歷史上一次劃時代性的革命。 鋅合金彩鋼防盜窗,所用材質和高速公路護欄、高壓電塔等野外設施相同。高強度、外觀精美、色澤鮮艷、質優價廉,是不銹鋼防護網的最佳替代品