不同的鋅合金有不同的物理和機械特性,這樣為壓鑄件設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。
變形鋅合金工業(yè)上應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。種合金經軋制后,由于有TiZn15金屬間化合物彌散質點沿軋向排列成行,可阻礙晶界移動。
選擇哪一種鋅合金,主要從三個方面來考慮
1. 壓鑄件本身的用途,需要滿足的使用性能要求。包括:
(1) 力學性能,抗拉強度,是材料斷裂時的大抗力;
伸長率,是材料脆性和塑性的衡量指標;
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、工件接觸的介質和氣密性要求。
(3) 精度要求:能夠達到的精度及尺寸穩(wěn)定性。
2.工藝性能好:
(1)鑄造工藝;
(2)機械加工工藝性;
(3)表面處理工藝性。
3. 經濟性好:原材料的成本與對生產裝備的要求(包括熔煉設備、壓鑄機、模具等),以及生產成本。
鋅合金也稱為鋅基合金,一般分為二元合金、三元合金和多元合金。二元鋅基合金一般指鋅鋁合金;三元鋅基合金一般指鋅鋁銅合金;多元合金一般指鋅鋁銅及其他微量金屬。鋅基合金、鋅合金、鋅鋁合金都是一個寬泛的概念,不是指該合金可以滿足某種特定功能的概念。如鋅鋁合金按照鋁的含量分為低鋁鋅基合金、中鋁鋅基合金和高鋁鋅基合金。它們雖說都是鋅鋁合金,但它們的性能卻有著很大不同。
當合金成分中雜質元素鉛、鎘、錫超過標準時,導致鑄件老化而發(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)存在的條件下,促成晶間電化學腐蝕。壓鑄件因晶間腐蝕而老化。
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,固溶體的溶解度是大大地飽和了。經過一定時間之后,這種過飽和現(xiàn)象會逐漸解除,而使鑄件的形狀和尺寸略起變化。
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