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(diǎn)低，流動(dòng)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(qiáng)度低，易發(fā)生自然時(shí)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(dòng)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(zhì)
一、鋅合金的特點(diǎn)
1. 相對比重大。 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、拋光、研磨等。 4. 熔化與壓鑄時(shí)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。 鋅合金拉手
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(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)，固溶體的溶解度是大大地飽和了。經(jīng)過一定時(shí)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。
二、鋅合金種類
傳統(tǒng)的壓鑄鋅合金有2、3、4、5、7號合金，目前應(yīng)用最廣泛的是3號鋅合金。七十年代發(fā)展了高鋁鋅基合金ZA-8、ZA-12、ZA-27。 Zamak 3: 良好的流動(dòng)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(dòng)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、耐磨性好、尺寸精度要求一般的機(jī)械零件。 ZA8: 良好的流動(dòng)性和尺寸穩(wěn)定性，但流動(dòng)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(dòng)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(jì)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(chǎn)量遠(yuǎn)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(yè)中應(yīng)用以后,產(chǎn)量劇增，在鋅的消耗總量中，約有25%用來生產(chǎn)這種合金。先進(jìn)適用技術(shù)在不斷采用，發(fā)展較快。對應(yīng)相關(guān)人才也在增多，收錄齊全的有鋼鐵英才網(wǎng)。最常用的合金系為Zn-Al-Cu-Mg系。 某些雜質(zhì)明顯影響壓鑄鋅合金的性能。因此對鐵、鉛、鎘、錫等雜質(zhì)的含量限制極嚴(yán),其上限分別為0.005%、0.004%、0.003%、0.02%，所以壓鑄鋅合金應(yīng)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(qiáng)度高，鑄造性能好，冷卻速度對力學(xué)性能無明顯影響，殘、廢料可循環(huán)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(guī)方法精整。 變形鋅合金工業(yè)上應(yīng)用的變形鋅合金除了傳統(tǒng)品種外，出現(xiàn)了Zn-1Cu-0.1Ti和 Zn-22Al合金。前一種合金經(jīng)軋制后,由于有TiZn15金屬間化合物彌散質(zhì)點(diǎn)沿軋向排列成行，可阻礙晶界移動(dòng)。
三、鋅合金的選擇
選擇哪一種鋅合金，主要從三個(gè)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(shí)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. 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。
四、鋅合金成分控制
2. 合金中個(gè)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(dòng)性，細(xì)化晶粒，引起 鋁棒
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(dòng)性，流動(dòng)性好是獲得一個(gè)完整、尺寸精確、表面光滑的鑄件必需的條件。 鋁對流動(dòng)性和機(jī)械性能的影響見圖3。流動(dòng)性在鋁含量5 %時(shí)達(dá)到最大值；在3 %時(shí)降到最小值。鋁對沖擊強(qiáng)度的影響見圖3中虛線。沖擊強(qiáng)度在含鋁量3.5 %達(dá)到最大值；6 %時(shí)降到最小值。含鋁量超過4.3 %，合金變脆。含鋁量低于規(guī)定范圍，導(dǎo)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(chǎn)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(qiáng)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(shí)，使壓鑄件尺寸和機(jī)械強(qiáng)度因時(shí)效而發(fā)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(qiáng)度的影響見圖4。 （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(shí)，產(chǎn)生熱脆、韌性下降、流動(dòng)性下降。 ② 易在合金熔融狀態(tài)下氧化損耗。 鎂對合金流動(dòng)性的影響見圖5。 （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(shí)，表面質(zhì)量一切正常，但在室溫下存放一段時(shí)間后（八周至幾個(gè)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(shí)），或不飽和（當(dāng)溫度上升時(shí)）。當(dāng)鐵元素過飽和時(shí)，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(shí)，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(gè)共同結(jié)果是最終造成對鋁元素的消耗，形成更多的浮渣。
五、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) 鋅合金軸承
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(shí)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(shí)，一定要嚴(yán)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(wěn)定。電鍍廢品、細(xì)屑應(yīng)單獨(dú)熔爐。
六、鋅合金-物質(zhì)應(yīng)用
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