| 词条 | 锌合金 |
| 释义 | 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 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。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1. 标准合金成分 铝 铜 镁 Zamak 2 3.8 ~ 4.3 2.7 ~ 3.3 0.035 ~ 0.06 <0.020 <0.003 <0.003 <0.001 余量 Zamak 3 3.8 ~ 4.3 <0.030 0.035 ~ 0.06 <0.020 <0.003 <0.003 <0.001 余量 Zamak 5 3.8 ~ 4.3 0.7 ~ 1.1 0.035 ~ 0.06 <0.020 <0.003 <0.003 <0.001 余量 ZA8 8.2 ~ 8.8 0.9 ~ 1.3 0.02 ~ 0.035 <0.035 <0.005 <0.005 <0.001 余量 Superloy 6.6 ~ 7.2 3.2 ~ 3.8 <0.005 <0.020 <0.003 <0.003 <0.001 余量 AcuZinc 5 2.8 ~ 3.3 5.0 ~ 6.0 0.025 ~ 0.05 <0.075 <0.00 <0.004 <0.003 余量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。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 自润滑轴承及其生产工艺申请专利号 CN03152794.9 专利申请日 2003.08.19 名称 锌合金自润滑轴承及其生产工艺 公开（公告）号 CN1485551 公开（公告）日 2004.03.31 类别 机械工程；照明；加热；武器；爆破 颁证日 优先权 申请（专利权） 赵长江 地址 116100辽宁省大连市金州区友谊街道兴民村396号 发明（设计）人 赵长江；于文华 国际申请 国际公布 进入国家日期 专利代理机构 大连东方专利代理有限责任公司 代理人 李洪福 摘要 本发明所述的锌合金自润滑轴承属于在自润滑轴承领域中，一种由新的摩擦材料制成的轴承。是一种采用铸造锌合金为基体，在其作相对摩擦运动的表面镶嵌适量的固体润滑材料而制成的新型的自润滑轴承；其锌合金基体材料组分由铜、铝、锌、镁、铁、硅、铅、镉、锡所组成，采用熔化后铸造的方式加工而成。本发明所述的锌合金自润滑轴承，自润滑材料造价低，生产工艺简单，由于锌合金的铸造性能良好，便于加工成不同结构形状的轴承零件，广泛用于各种工程机械中。 主权项 1、一种锌合金自润滑轴承，其特征在于由锌合金基体和固体润滑材料所构成；锌合金基体由下列重量百分比的化学成分所组成：铜Cu 5-6；铝Al 12-13；锌Zn 81-82；镁Mg 0.04-0.06；铁Fe 0.1-0.3；硅Si 0.04-0.06；铅Pb 0.2-0.4；镉Cd 0.01-0.03；锡Sn 0.01-0.03。 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，而使铸件的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。 4.锌合金压铸件由于锁模力不足、合模不良、模具强度不足、熔汤温度太高等问题会出现表面有毛刺的现象,这种现象叫做产品披锋,往往是企业必须要面对的后处理加工工序.目前主要是根据产品性质运用手工打磨,氢氧爆炸以及昭凌冷冻抛丸机去解决. 锌合金的缺陷分析前各种装饰方面，如家具配件、建筑装饰、浴室配件、灯饰零件、玩具、领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等都广泛用到锌合金压铸件，这也就要求其铸件表面的质量要高，并需具有良好的表面处理性能。而锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。 缺陷表征：压铸件表面有突起小泡。主要表现在：压铸出来就发现，抛光或加工后显露出来，还有喷油或电镀后会出现。 产生原因： 1．孔洞引起：主要是气孔和收缩机制，气孔往往是圆形，而收缩多数是不规则形。 （1）气孔产生原因：a 金属液在充型、凝固过程中，由于气体侵入，导致铸件表面或内部产生孔洞。 b 涂料挥发出来的气体侵入。 c 合金液含气量过高，凝固时析出。当型腔中的气体、涂料挥发出的气体、合金凝固析出的气体， 在模具排气不良时，最终留在铸件中形成的气孔。 （2）缩孔产生原因： a 金属液凝固过程中，由于体积缩小或最后凝固部位得不到金属液补缩，而产生缩孔。 b 厚薄不均的铸件或铸件局部过热，造成某一部位凝固慢，体积收缩时表面形成凹位。由于气孔 和缩孔的存在，使压铸件在进行表面处理时，孔洞可能会进入水，当喷漆和电镀后进行烘烤时，孔 洞内气体受热膨胀；或孔洞内水会变蒸气，体积膨胀，因而导致铸件表面起泡。 2．晶间腐蚀引起：锌合金成分中有害杂质：铅、镉、锡会聚集在晶粒交界处导致晶间腐蚀，金属基体因晶间腐蚀而破碎，而电镀加速了这一祸害，受晶间腐蚀的部位会膨胀而将镀层顶起，造成铸件表面起泡。特别是在潮湿环境下晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。 3．裂纹引起：水纹、冷隔纹、热裂纹。 水纹、冷隔纹：金属液在充型过程中，先进入的金属液接触型壁过早凝固，后进入金属液不能和已凝固金属层熔合为一体，在铸件表面对接处形成叠纹，出现条状缺陷。水纹一般是在铸件表面浅层；而冷隔纹有可能渗入到铸件内部。 热裂纹：a 当铸件厚薄不均，凝固过程产生应力； b 过早顶出，金属强度不够； c 顶出时受力不均 d 过高的模温使晶粒粗大； e 有害杂质存在。以上因素都有可能产生裂纹。当压铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹，电镀时溶 液会渗入到裂纹中，在烘烤时转化为蒸气，气压顶起电镀层形成起泡。 解决缺陷方案：控制气孔产生，关键是减少混入铸件内的气体量，理想的金属流应不断加速地由喷嘴经过分流锥和浇道进入型腔，形成一条顺滑及方向一致的金属流，采用锥形流道设计，即浇流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少，可达到这个目的。在充填系统中，混入的气体是由于湍流与金属液相混合而形成气孔，从金属液由浇铸系统进入型腔的模拟压铸过程的研究中，明显看出浇道中尖锐的转变位和递增的浇道截面积，都会使金属液流出现湍流而卷气，平稳的金属液才有利于气体从浇道和型腔进入溢流槽和排气槽，排出模外。 对于缩孔：要使压铸凝固过程中各个部位尽量同时均匀散热，同时凝固。可通过合理的水口设计，内浇口厚度及位置，模具设计，模温控制及冷却，来避免缩孔产生。 对于晶间腐蚀现象：主要是控制合金原料中有害杂质含量，特别是铅<0.003%。注意废料带来的杂质元素。 对于水纹、冷隔纹，可提高模具温度，加大内浇口速度，或在冷隔区加大溢流槽，来减少冷隔纹的出现。 对于热裂纹：压铸件厚薄不要急剧变化以减少应力产生；相关的压铸工艺参数作调整；降低模温 |
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