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锌合金

补充:0  浏览:6000  发布时间:2012-4-5

  锌合金是以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等低温锌合金。锌合金熔点低,流动性好,易熔焊,钎焊和塑性加工,在大气中耐腐蚀,残废料便于回收和重熔;但蠕变强度低,易发生自然时效引起尺寸变化。熔融法制备,压铸或压力加工成材。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。
  简介
  英文名:zinc alloy 低温锌合金
  锌合金的主要添加元素有铝,铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等。
  锌合金成分及铸件品质
一、锌合金的特点
  1. 相对比重大。   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、抛光、研磨等。   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。  锌合金拉手
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。
二、锌合金种类
  传统的压铸锌合金有2、3、4、5、7号合金,目前应用最广泛的是3号锌合金。七十年代发展了高铝锌基合金ZA-8、ZA-12、ZA-27。   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、耐磨性好、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。   锌合金按制造工艺又可分为铸造锌合金和变形锌合金两类。铸造合金的产量远大于变形合金。下表中列出几种重要锌合金的成分、性能和用途。   铸造锌合金 依铸造方法不同又分为压力铸造锌合金(在外加压力作用下凝固)和重力铸造锌合金(仅在重力作用下凝固)。   压力铸造锌合金 这种合金从1940年在汽车工业中应用以后,产量剧增,在锌的消耗总量中,约有25%用来生产这种合金。先进适用技术在不断采用,发展较快。对应相关人才也在增多,收录齐全的有钢铁英才网。最常用的合金系为Zn-Al-Cu-Mg系。 某些杂质明显影响压铸锌合金的性能。因此对铁、铅、镉、锡等杂质的含量限制极严,其上限分别为0.005%、0.004%、0.003%、0.02%,所以压铸锌合金应选用纯度大于99.99%的高纯锌作原料。   重力铸造锌合金 可在砂型、石膏模或硬模中铸造。这种锌合金不仅具有一般压铸锌合金的特性,而且强度高,铸造性能好,冷却速度对力学性能无明显影响,残、废料可循环使用,浇口简单,对过热和重熔不敏感,收缩率小,气孔少,能电镀,可用常规方法精整。   变形锌合金工业上应用的变形锌合金除了传统品种外,出现了Zn-1Cu-0.1Ti和 Zn-22Al合金。前一种合金经轧制后,由于有TiZn15金属间化合物弥散质点沿轧向排列成行,可阻碍晶界移动。
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


2. 合金中个元素的作用   合金成分中,有效合金元素:铝、铜、镁;有害杂质元素:铅、镉、锡、铁。   (1)铝   作用:① 改善合金的铸造性能,增加合金的流动性,细化晶粒,引起  铝棒
固溶强化,提高机械性能。   ② 降低锌对铁的反应能力,减少对铁质材料,如鹅颈、模具、坩埚的侵蚀。   铝含量控制在3.8 ~ 4.3%。主要考虑到所要求的强度及流动性,流动性好是获得一个完整、尺寸精确、表面光滑的铸件必需的条件。   铝对流动性和机械性能的影响见图3。流动性在铝含量5 %时达到最大值;在3 %时降到最小值。铝对冲击强度的影响见图3中虚线。冲击强度在含铝量3.5 %达到最大值;6 %时降到最小值。含铝量超过4.3 %,合金变脆。含铝量低于规定范围,导致薄壁件充型困难,有铸后冷却破裂的可能。铝在锌合金中不利的影响是产生Fe2Al3浮渣,造成其含量下降。   (2) 铜   作用:1. 增加合金的硬度和强度;   2. 改善合金的抗磨损性能;   3. 减少晶间腐蚀。  五金铜套
不利:1. 含铜量超过1.25%时,使压铸件尺寸和机械强度因时效而发生变化;   2. 降低合金的可延伸性。   作用:① 增加 铜含量对合金强度的影响见图4。   (3)镁   作用:① 减少晶间腐蚀   ② 细化合金组织,从而增加合金的强度   ③ 改善合金的抗磨损性能   不利:① 含镁量 > 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。   (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。   (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。
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  锌合金轴承
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420℃,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。
六、锌合金-物质应用
  豪华型锌合金汽车立标   1、此款立标采用锌合金镀铬材质,不会生锈。   2、橄榄型的底座,厚重而稳固。做工精细,质量一流。   3、底部使用3M胶。   使用方法   1、彻底清洁需要粘贴车标的位置,并使此位置干燥。   2、将车标底座的3M胶揭下来,粘在适当的位置,稍用力长按压一分钟左右即可。   新型锌合金防盗窗   传统不锈钢的产品特性已开始暴露了其中的弊端,其质量承诺开始产生质疑,其渠道价格体系已处于相对透明状态,金升锌合金彩钢防护窗,吸取了现行门窗的优点,成为独具功能和自身  锌合金防盗窗
特色的新型产品,是防护窗第三代换代产品,它集安全性和美观性于一体,采用独特的免焊接流水线作业,组合式穿梭结构,已经接受了市场的洗礼,顺应了市场和消费者的需求,它的诞生将是防护窗历史上一次划时代性的革命。   锌合金彩钢防盗窗,所用材质和高速公路护栏、高压电塔等野外设施相同。高强度、外观精美、色泽鲜艳、质优价廉,是不锈钢防护网的最佳替代品

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