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。
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。
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(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。
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. 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。
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。
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。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。有條件的壓鑄廠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)單熔爐。
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)生出來的,它是需要完整的工藝來其性能的;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)硬無比,可以用來制作刀具;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,可以用來制作潤滑劑;金剛石和石墨成分相同,其性能卻是天壤之別。
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。
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一般,一般新舊比為7比3,不宜過高。原因是這類廢料在壓鑄時(shí),表面發(fā)生了氧化,的含量過高,在重熔的時(shí)候會成粘稠狀態(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。