不同的鋅合金有不同的物理和機械特性,這樣為壓鑄件設(shè)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(chǎn)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。
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。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。因此對鐵、鉛、鎘、錫等雜質(zhì)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(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?;蛴材V需T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(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。
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、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 %時達到大值;在3 %時降到小值。沖擊強度在含鋁量3.5 %達到大值;6 %時降到小值。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。
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),或不飽和(當(dāng)溫度上升時)。當(dāng)鐵元素過飽和時,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,合金對鋅鍋和鵝頸材料的腐蝕將會增強,以回到飽和狀態(tài)。兩種溫度變化的一個共同結(jié)果是終造成對鋁元素的消耗,形成更多的浮渣。
當(dāng)合金成分中雜質(zhì)元素鉛、鎘、錫超過標(biāo)準(zhǔn)時,導(dǎo)致鑄件老化而發(fā)生變形,表現(xiàn)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(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。
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。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??傊x材時務(wù)必嚴格把關(guān)。另外,壓鑄時模具設(shè)計合理,避免給電鍍帶來難以克服的缺陷(如麻點)。
鋅合金回收,工藝中產(chǎn)生的廢料,要區(qū)分處理,一起熔煉的話不但不能很好的達成回收利用的效果。反而會造成鋅合金錠的成分混雜,造成鋅合金中有堅硬的顆粒物,使得熔煉壓 鑄出來的工件有重大缺陷。一般來說,水口和壓鑄廢件會作為一類來處理。鋅渣會作為一類來處理。后電鍍廢料會作為一類來處理。