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锌合金种类
传统的压铸锌合金有2、3、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(苏珀洛伊管装焊料合金(超硬表面层堆焊用)): 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。
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。
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
锌合金的电镀起泡的原因(晶间腐蚀)
晶间腐性与合全元素铝的关系
含铝的锌合金使用后不久,人们就发现它容昌’老化’,通过一段时间的研究,认为合金的“老化”主要是由晶间腐蚀引起的。而晶间腐蚀倾向又与铝元素的出现有关。
早在1923年Brauer和Peirce ""就用膨胀量指标衡量不同铝含量的Zn-Al合金在95℃饱和水蒸汽中的耐蚀性能,他们发现摔火态的共析合金耐蚀性最差,而均匀化退火后18肠Al及35肠Al左右的合金耐蚀性较差。 C. W. Roberts“研究低铝含t的合金时指出,含。.030.1肠Al的合金,随着铝含盆的增加,福间腐蚀深度也增加,而在4-22肠Al范围内,则随着铝含皿曲增加.斌恤性是降低的,但在穿进深度上的增加不是十分明显,L" el aberg‘.’也认为是共析合金的耐蚀性最差.不过近年来的一些研究结果与先期的结沦不尽一致。如日本林清赞等人的研究表明,耐蚀性较差的并非共析合金,而是共晶合金和Zr-15A1合金.'V.A.p"A1ard'.’.’研究T砂模t夺造Z。一2A1合
金后指出,该合金的耐蚀性比Zn-4A1合金要好。可见,:{’含虽的;i挤响是较为复杂的,用不同的评价方法可以得出不同的结;七,并已即使同一成分的合金在不同的组织状态下,共耐蚀性亦备异,更何况余质的影响可以远大于铝含盘的彩响.
2.杂项及添加元素的影响
杂质对锌合金性能的影响早就引起人们的重视.起初解释合金“老化”的起因时,曾有人认为是杂质在品界处的阴极性作用。三十年代芝加哥Apex Smci ing公司就各种杂质与锌压铸合金性能的关系进行过描述,五十年代美国新泽西Zn公司也总结过杂质对Zamak型合金性能的影响。
在人们认识到杂质对合金性能有严重2害性之时,由于冶炼工业的落后,所能得到最纯的Zn纯度也仅为99.9%“’,在这无法降低杂质水平的情况下,人们不得不去寻找能改善合金的耐蚀性的第三组元。经研究发现,Cu. Mg等元素能有效地减轻有害杂质的作用.、不过进一步的研究还发现,铜含It过高会降低合金的尺寸稳定性浮’.过盆的Mg不仅降低合金的流动性,而且还增加合金的热脆性‘”,所以随着锌品位的提:高,杂质含A的降低,Cu, Mg的添加复也不断减少。关于杂质及添加剂的影响,在许多文狱中都有报道,现将
所报道的资料归纳如下:
.1)Pb,Sn这两个元索是大家公认的有害杂质石在Zn pb另.合金中没有晶间腐蚀倾向,但当Pb,Sn出现在Zn-Al合金时,则显著加速itr蚀,其含量越高、危害性越大。绝大多数人都认为Sn比Pb更为有害,在各.国有关的Zn-Al合金标准中.对Sn的限制也总比铝要严。
2) Cd同Pb,Sn一样也是加速合金腐蚀的,但因其在富Zn日相中的固溶度略大、以及与Zn, Al的电极电位差别略小而决定了它的危害性较Pb, Sn要小些.至于其含量与危害性的关系,尚未见专门报道.
3) In,T1,Bi显著加速晶间腐蚀,其中In是所有元素中危害性最大的.’‘
4) :ib,HN“亦是加速合金腐蚀的有害元素,关于其影响程度尚未进一步研究.
5) Fe,Ain对晶间腐蚀速率无显著影响.仅个别研究者认为“’它们稍许加速腐蚀.
6) Ni的影响目前仍未取得一致看法.11. E,Brauer'’认为它稍许加速腐蚀、而更多的研究者如Evans' 1 1、 Davillers' 1 3'林清赞‘”等认为它有抑制腐蚀作用.
7) Zr,V,Ag,Ga、对Zn-Al合金耐蚀性无显著影响.
8) Be,Ce,Cr,l't,Au,Li.N能改善合金的耐蚀性.
低温锌合金的特点:
1. 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。
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。------------深圳低温锌合金
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。