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(lèi)。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。
壓力鑄造鋅合金 這種合金從1940年在汽車(chē)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(lái)生產(chǎn)這種合金。適用技術(shù)在不斷采用,發(fā)展較快。對(duì)應(yīng)相關(guān)人才也在增多,收錄的有鋼鐵英才網(wǎng)。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(duì)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(duì)力學(xué)性能無(wú)明顯影響,殘、廢料可循環(huán)使用,澆口簡(jiǎn)單,對(duì)過(guò)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-Cu-0.1Ti和 Zn-22Al合金。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)。
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、表面光滑的鑄件必需的條件。鋁對(duì)流動(dòng)性和機(jī)械性能的影響見(jiàn)圖3。流動(dòng)性在鋁含量5 %時(shí)達(dá)到大值;在3 %時(shí)降到小值。沖擊強(qiáng)度在含鋁量3.5 %達(dá)到大值;6 %時(shí)降到小值。含鋁量超過(guò)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。
滑動(dòng)軸承合金要求要有一定的強(qiáng)度、延伸率和硬度,重要的要有非常良好的減摩性能。良好的減摩性不是把幾種有關(guān)的金屬成份混合在一起熔煉就可以自然產(chǎn)生出來(lái)的,它是需要完整的工藝來(lái)其性能的;比如金剛石和石墨,它們具有相同的化學(xué)成份,如果采用不同的工藝,那么就可以生產(chǎn)出金剛石或石墨;金剛石的分子結(jié)構(gòu)是三角形結(jié)構(gòu),它的特性是堅(jiān)硬無(wú)比,可以用來(lái)制作刀具;石墨的分子結(jié)構(gòu)是平行結(jié)構(gòu),它的特性是非常柔軟,可以用來(lái)制作潤(rùn)滑劑;金剛石和石墨成分相同,其性能卻是天壤之別。
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。鋅鋁壓鑄件是──種以鋅為主要成分的壓鑄零件。這種零件表面有──層很致密的表層,里面則是疏散多孔結(jié)構(gòu),又是活潑的兩性金屬。所以,只有采用適當(dāng)?shù)那疤幚矸椒ê碗婂児に?,才能確保鋅合金上的電鍍層有良好的附著力,達(dá)到合格品的要求。
電鍍常用的鋅合金材料為,其主要成分為:鋁3.5%~4.5%,銅0.75%~1.25%,鎂0.03%~0.08%,余量為鋅,雜質(zhì)總和≤0.2%。而925牌號(hào)的鋅合金含銅量高,也易于電鍍。通常,鋅合金的密度為6.4~6.5g/cm3,若密度<6.4g/cm3,電鍍后易發(fā)生起泡和麻點(diǎn)??傊?,選材時(shí)務(wù)必嚴(yán)格把關(guān)。另外,壓鑄時(shí)模具設(shè)計(jì)合理,避免給電鍍帶來(lái)難以克服的缺陷(如麻點(diǎn))。
鋅合金回收,壓鑄工件時(shí)產(chǎn)生的水口,壓鑄不良的廢件,可以直接放進(jìn)坩堝內(nèi)重熔,需要注意的是,重熔的比例不要超過(guò)一般,一般新舊比為7比3,不宜過(guò)高。原因是這類(lèi)廢料在壓鑄時(shí),表面發(fā)生了氧化,的含量過(guò)高,在重熔的時(shí)候會(huì)成粘稠狀態(tài)浮在液化鋅合金表面,在清理取出這些浮渣的時(shí)候,會(huì)帶走大量的鋅合金成分。造成合金配比比例發(fā)生變化,使合金性能發(fā)生變化,形成壓鑄不良。