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一、“鋅合金的特點(diǎn) 

1.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； 
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。

二、鋅合金使用過程中須注意的問題

1.抗蝕性差。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(zhǎng)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。 

2.時(shí)效作用。 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(shí)，固溶體的溶解度是大大地飽和了。經(jīng)過一定時(shí)間之后，這種過飽和現(xiàn)象會(huì)逐漸解除，而使鑄件地形狀和尺寸略起變化。

3.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。

三、鋅合金的種類

Zamak 3: 良好的流動(dòng)性和機(jī)械性能。應(yīng)用于對(duì)機(jī)械強(qiáng)度要求不高的鑄件，如玩具、燈具、裝飾品、部分電器件。 

Zamak 5: 良好的流動(dòng)性和好的機(jī)械性能。應(yīng)用于對(duì)機(jī)械強(qiáng)度有一定要求的鑄件，如汽車配件、機(jī)電配件、機(jī)械零件、電器元件。 

Zamak 2: 用于對(duì)機(jī)械性能有特殊要求、對(duì)硬度要求高、尺寸精度要求一般的機(jī)械零件。 

ZA8:良好的流動(dòng)性和尺寸穩(wěn)定性，但流動(dòng)性較差。 應(yīng)用于壓鑄尺寸小、精度和機(jī)械強(qiáng)度要求很高的工件，如電器件。 

Superloy: 流動(dòng)性最佳，應(yīng)用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀復(fù)雜的工件，如電器元件及其盒體。 

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。

四、鋅合金的選擇  

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
（1）力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度，是材料斷裂時(shí)的最大抗力；伸長(zhǎng)率，是材料脆性和塑性的衡量指標(biāo)；硬度，是材料表面對(duì)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(duì)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。 鋅合金成分控制合金中個(gè)元素的作用合金成分中，有效合金元素：鋁、銅、鎂；有害雜質(zhì)元素：鉛、鎘、錫、鐵。 

（1）鋁作用

A.改善合金的鑄造性能，增加合金的流動(dòng)性，細(xì)化晶粒，引起固溶強(qiáng)化，提高機(jī)械性能。

B. 降低鋅對(duì)鐵的反應(yīng)能力，減少對(duì)鐵質(zhì)材料，如鵝頸、模具、坩堝的侵蝕。 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、尺寸精確、表面光滑的鑄件必需的條件。 

（2）銅作用

A.增加合金的硬度和強(qiáng)度；

B.改善合金的抗磨損性能；

C. 減少晶間腐蝕。

D. 含銅量超過1.25%時(shí)，使壓鑄件尺寸和機(jī)械強(qiáng)度因時(shí)效而發(fā)生變化；降低合金的可延伸性。 

（3）鎂作用

A.減少晶間腐蝕

B.細(xì)化合金組織，從而增加合金的強(qiáng)度

C.改善合金的抗磨損性能

D.不利：含鎂量 > 0.08%時(shí)，產(chǎn)生熱脆、韌性下降、流動(dòng)性下降;易在合金熔融狀態(tài)下氧化損耗。 

（4）雜質(zhì)元素

鉛、鎘、錫 使鋅合金的晶間腐蝕變成十分敏感，在溫、濕環(huán)境中加速了本身的晶間腐蝕，降低機(jī)械性能，并引起鑄件尺寸變化。當(dāng)鋅合金中雜質(zhì)元素鉛、鎘含量過高，工件剛壓鑄成型時(shí)，表面質(zhì)量一切正常，但在室溫下存放一段時(shí)間后（八周至幾個(gè)月），表面出現(xiàn)鼓泡。 

（5）雜質(zhì)元素鐵 
A.鐵與鋁發(fā)生反應(yīng)形成Al5Fe2金屬間化合物，造成鋁元素的損耗并形成浮渣。 

B.在壓鑄件中形成硬質(zhì)點(diǎn)，影響后加工和拋光。 
C.增加合金的脆性。 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(shí)），或不飽和（當(dāng)溫度上升時(shí)）。當(dāng)鐵元素過飽和時(shí)，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(shí)，合金對(duì)鋅鍋和鵝頸材料的腐蝕將會(huì)增強(qiáng)，以回到飽和狀態(tài)。兩種溫度變化的一個(gè)共同結(jié)果是最終造成對(duì)鋁元素的消耗，形成更多的浮渣。 

五、鋅合金生產(chǎn)中注意的問題   

1.控制合金成分從采購(gòu)合金錠開始，合金錠必須是以特高純度鋅為基礎(chǔ)，加上特高純度鋁、鎂、銅配制成的合金錠，供應(yīng)廠有嚴(yán)格的成分標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)質(zhì)的鋅合金料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的保證。 

2.采購(gòu)回來合金錠要保證有清潔、干燥的堆放區(qū)，以避免長(zhǎng)時(shí)間暴露在潮濕中而出現(xiàn)白銹，或被工廠臟物污染而增加渣的產(chǎn)生，也增加金屬損耗。清潔的工廠環(huán)境對(duì)合金成分的有效控制是很有作用的。

3.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。

4.水口料重熔時(shí)，一定要嚴(yán)格控制重熔溫度不要超過430℃，以避免鋁和鎂的損耗。

5.有條件的壓鑄廠最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)單獨(dú)熔爐。

六、鋅合金壓鑄件常見缺陷處理辦法 

由于每一種缺陷的產(chǎn)生原因來自多個(gè)不同的影響因素，因此在實(shí)際生產(chǎn)中要解決問題，面對(duì)眾多原因到底是非功過先調(diào)機(jī)？還是先換料？或先修改模具？建議按難易程度，先簡(jiǎn)后復(fù)雜去處理，其次序： 

1.清理分型面，清理型腔，清理頂桿；改善涂料、改善噴涂工藝；增大鎖模力，增加澆注金屬量。這些靠簡(jiǎn)單操作即可實(shí)施的措施。 

2.調(diào)整工藝參數(shù)、壓射力、壓射速度、充型時(shí)間、開模時(shí)間，澆注溫度、模具溫度等。

3.換料，選擇質(zhì)優(yōu)的鋁合金錠，改變新料與回爐料的比例，改進(jìn)熔煉工藝。

4.修改模具，修改澆注系統(tǒng)，增加內(nèi)澆口，增設(shè)溢流槽、排氣槽等。 

例如壓鑄件產(chǎn)生飛邊的原因有： 
1） 壓鑄機(jī)問題：鎖模力調(diào)整不對(duì)。 
2） 工藝問題：壓射速度過高，形成壓力沖擊峰過高。 
3） 模具問題：變形，分型面上雜物，鑲塊、滑塊有磨損不平齊，模板強(qiáng)度不夠。

解決飛邊的措施順序：清理分型面→提高鎖模力→調(diào)整工藝參數(shù)→修復(fù)模具磨損部位→提高模具剛度。從易到難，每做一步改進(jìn)，先檢驗(yàn)其效果，不行再進(jìn)行第二步。

七.鋅合金的熔煉

熔煉過程的物理、化學(xué)現(xiàn)象 合金熔煉是壓鑄過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，熔煉過程不僅是為了獲得熔融的金屬液，更重要的是得到化學(xué)成分符合規(guī)定，能使壓鑄件得到良好的結(jié)晶組織以及氣體、夾雜物都很小的金屬液。在熔煉過程中，金屬與氣體的相互作用和金屬液與坩堝的相互作用使組分發(fā)生變化，產(chǎn)生夾雜物和吸氣。所以制訂正確的熔化工藝規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行，是獲得高質(zhì)量鑄件的重要保證。

1. 金屬與氣體的相互作用 在熔煉過程中，遇到的氣體有氫（H2）、氧（O2）、水汽（H2O）、氮（N2）、CO2、CO等，這些氣體或是溶于金屬液中，或是與其發(fā)生化學(xué)作用。

2. 氣體的來源 氣體可以從爐氣、爐襯、原材料、熔劑、工具等途徑進(jìn)入合金液中。

3. 金屬與坩堝的相互作用 當(dāng)熔煉溫度過高時(shí)，鐵質(zhì)坩堝與鋅液反應(yīng)加快，坩堝表面發(fā)生鐵的氧化反應(yīng)生成Fe2O3等氧化物；此外鐵元素還會(huì)與鋅液反應(yīng)生成FeZn13化合物（鋅渣），溶解在鋅液中。鐵坩堝壁厚不斷減薄直到報(bào)廢。

八、鋅合金的熔煉溫度控制

1.壓鑄溫度

壓鑄用的鋅合金熔點(diǎn)為382 ~ 386℃，合適的溫度控制是鋅合金成分控制的一個(gè)重要因素。為保證合金液良好的流動(dòng)性充填型腔，壓鑄機(jī)鋅鍋內(nèi)金屬液溫度為415 ~ 430℃，薄壁件、復(fù)雜件壓鑄溫度可取上限；厚壁件、簡(jiǎn)單件可取下限。中央熔煉爐內(nèi)金屬液溫度為430 ~ 450℃。進(jìn)入鵝頸管的金屬液溫度與鋅鍋內(nèi)的溫度基本一樣。

通過控制鋅鍋金屬液溫度就能對(duì)澆注溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。并做到：① 金屬液為不含氧化物的干凈液體；② 澆注溫度不波動(dòng)。

溫度過高的害處： ① 鋁、鎂元素?zé)龘p。 ② 金屬氧化速度加快，燒損量增加，鋅渣增加。 ③ 熱膨脹作用會(huì)發(fā)生卡死錘頭現(xiàn)象。 ④ 鑄鐵坩堝中鐵元素熔入合金更多，高溫下鋅與鐵反應(yīng)加快。會(huì)形成鐵-鋁金屬間化合物的硬顆粒，使錘頭、鵝頸過度磨損。 ⑤ 燃料消耗相應(yīng)增加。

溫度過低：合金流動(dòng)性差，不利于成形，影響壓鑄件表面質(zhì)量。

現(xiàn)在的壓鑄機(jī)熔鍋或熔爐都配備溫度測(cè)控系統(tǒng)，日常工作中主要是定時(shí)檢查以保證測(cè)溫儀器的準(zhǔn)確性，定期用便攜式測(cè)溫器（溫度表）實(shí)測(cè)熔爐實(shí)際溫度，予以校正。 有經(jīng)驗(yàn)的壓鑄工會(huì)用肉眼觀察熔液，若刮渣后覺得熔液不太粘稠，也較清亮，起渣不是很快，說明溫度合適；熔液過于粘稠，則說明溫度偏低；刮渣后液面很快泛出一層白霜，起渣過快，說明溫度偏高，應(yīng)及時(shí)調(diào)整。 

2.如何保持溫度的穩(wěn)定

最佳方法之一：采用中央熔煉爐，壓鑄機(jī)熔爐作保溫爐，從而避免在鋅鍋中直接加鋅錠熔化時(shí)造成大幅度溫度變化。集中熔煉能保證合金成分穩(wěn)定。

最佳方法之二：采用先進(jìn)的金屬液自動(dòng)送料系統(tǒng)，能夠保持穩(wěn)定的供料速度、合金液的溫度及鋅鍋液面高度。

如果目前生產(chǎn)條件是在鋅鍋中直接加料，建議將一次加入整條合金錠改為多次加入小塊合金錠，可減少因加料引起的溫度變化幅度。

九、鋅渣的產(chǎn)生及控制

 通過熔煉合金從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，這是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)過程。氣體與熔融金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其中氧的反應(yīng)最為強(qiáng)烈，合金表面被氧化而產(chǎn)生一定量的浮渣。浮渣中含有氧化物和鐵、鋅、鋁金屬間化合物，從熔體表面刮下的浮渣中通常含有90%左右的鋅合金。鋅渣形成的反應(yīng)速度隨熔煉溫度上升成指數(shù)增加。 正常情況下，，原始鋅合金錠的產(chǎn)渣量低于1%，在0.3 ~ 0.5%范圍內(nèi)；而重熔水口、廢工件等產(chǎn)渣量通常在2 ~ 5%之間。 

1. 鋅渣量的控制

① 嚴(yán)格控制熔煉溫度，溫度越高，鋅渣越多。

② 盡可能避免鋅鍋中合金液的攪動(dòng)，任何方式的攪動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致更多的合金液與空氣中氧原子的接觸，從而形成更多的浮渣。

③ 不要過于頻繁的扒渣。當(dāng)熔融的合金暴露于空氣中都會(huì)發(fā)生氧化，形成浮渣，保留爐面一層薄的浮渣有利于鍋中液體不進(jìn)一步氧化。

④ 扒渣時(shí)，使用一個(gè)多孔（Ф6 mm）盤形扒渣耙，輕輕從浮渣下面刮過，盡可能避免合金液攪動(dòng)，將刮出的渣盛起，扒渣耙在鋅鍋邊輕輕磕打，使金屬液流回鋅鍋中。 

2. 鋅渣的處理

① 賣回原料供應(yīng)商或?qū)ｉT處理廠，因?yàn)樽孕刑幚砜赡艹杀靖摺?

② 壓鑄廠自行處理。需要有單獨(dú)的熔爐，鋅渣重熔溫度在420 ~ 440℃范圍內(nèi)。同時(shí)加入助熔劑。熔煉100公斤渣，需加入0.5 ~ 1.5公斤助熔劑，先均勻散發(fā)在金屬液面，隨后用攪拌器將其均勻混入熔融金屬中（約需2 ~ 4分鐘），保溫5分鐘后，表面產(chǎn)生一層更似泥土類的東西，將其刮掉。

3.水口料、廢件重熔 水口料、廢料、垃圾位、報(bào)廢工件等，不宜直接放入壓鑄機(jī)鋅鍋內(nèi)重熔。原因是這些水口料表面在壓鑄成形過程中發(fā)生氧化，其氧化鋅的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原始合金錠，當(dāng)這些水口料在鋅鍋中重熔時(shí)，由于氧化鋅在高溫條件下呈粘稠狀態(tài)，將其從鋅鍋取出時(shí)，會(huì)帶走大量的合金成分。 

4.電鍍廢料重熔

電鍍廢料應(yīng)同無電鍍廢料分開熔煉，因?yàn)殡婂儚U料中含銅、鎳、鉻等金屬是不溶于鋅的，留在鋅合金中會(huì)以堅(jiān)硬的顆粒物存在，帶來拋光和機(jī)加工的困難。 

十、熔煉操作中注意事項(xiàng)

1.坩堝：使用前必須進(jìn)行清理，去除表面的油污、鐵銹、熔渣和氧化物等。為防止鑄鐵坩堝中鐵元素溶解于合金中，坩堝應(yīng)預(yù)熱到150 ~ 200℃，在工作表面上噴一層涂料，再加熱到200 ~ 300℃，徹底去除涂料中水份。 

2. 工具：熔煉工具在使用前應(yīng)清除表面臟物，與金屬接觸的部份，必須預(yù)熱并刷上涂料。工具不能沾有水分，否則引起熔液飛濺及爆炸。

3. 合金料：熔煉前要清理干凈并預(yù)熱，去除表面吸附的水分。為了控制合金成分，建議采用2/3的新料與1/3的回爐料搭配使用。 

4. 熔煉溫度絕對(duì)不能超過450℃。

5. 及時(shí)清理鋅鍋中液面上的浮渣，及時(shí)補(bǔ)充鋅料，保持熔液面正常的高度（不低于坩堝面30 mm），因?yàn)檫^多的浮渣和過低的液面都容易造成料渣進(jìn)入鵝頸司筒，拉傷鋼呤、錘頭和司筒本身，導(dǎo)致卡死錘頭、鵝頸和錘頭報(bào)廢。 

6. 熔液上面的浮渣用扒渣耙平靜地?cái)噭?dòng)，使之集聚以便取出。 

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