扎马克锌基压铸合金这种材质具体成分是什么？

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扎马克锌基压铸合金这种材质具体成分是什么？

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锌合金 zinc alloy 以锌为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有铝、铜、镁等。锌合金熔点低、流动性好，易于进行塑性加工和焊接，并且耐大气腐蚀。按制造工艺分为铸造锌合金和变形锌合金。常用的铸造锌合金是锌铝铜镁系合金 ，其铸造工艺性能好，冷却速度对力学性能影响较小，多用于制造机械零件、玩具、装饰品、家用器具等。常用的变形锌合金有锌铝合金和锌铜合金。前者含铝4％～15％，为了提高合金的强度和硬度，还加有少量的铜、镁等合金元素。其强度较高，易成型，可代替部分黄铜或硬铝制造精密锻件 。后者含铜07％～15％，铜可增加合金强度和冲击韧性，并降低塑性。锌铜合金适于制作日用五金制品或代替部分黄铜使用。此外，还有锌钛系、锌铅镉铁系变形锌合金。变形锌合金的供货状态有线材、板材、锻件或挤压件等

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锌合金 zinc alloy

以锌为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有铝、铜、镁等。锌合金熔点低、流动性好，易于进行塑性加工和焊接，并且耐大气腐蚀。按制造工艺分为铸造锌合金和变形锌合金。常用的铸造锌合金是锌铝铜镁系合金 ，其铸造工艺性能好，冷却速度对力学性能影响较小，多用于制造机械零件、玩具、装饰品、家用器具等。常用的变形锌合金有锌铝合金和锌铜合金。前者含铝4％～15％，为了提高合金的强度和硬度，还加有少量的铜、镁等合金元素。其强度较高，易成型，可代替部分黄铜或硬铝制造精密锻件 。后者含铜07％～15％，铜可增加合金强度和冲击韧性，并降低塑性。锌铜合金适于制作日用五金制品或代替部分黄铜使用。此外，还有锌钛系、锌铅镉铁系变形锌合金。变形锌合金的供货状态有线材、板材、锻件或挤压件等。

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一、锌基合金的特点

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、镉在锌基合金中溶解度很小，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

锌基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 锌基合金压铸件不宜在高温和低温（0℃以下）的工作环境下使用。锌基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。

图1 时效时间对锌基合金屈服强度和冲击韧性的影响

图2 温度对抗拉强度的影响

二、锌基合金种类

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、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。

不同的锌基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。

三、锌基合金的选择

选择哪一种锌基合金，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、锌基合金成分控制

1 标准合金成分

Zamak 2

Zamak 3

Zamak 5

ZA8

Superloy

AcuZinc 5

铝

38 ~ 43

38 ~ 43

38 ~ 43

82 ~ 88

66 ~ 72

28 ~ 33

铜

27 ~ 33

<0030

07 ~ 11

09 ~ 13

32 ~ 38

50 ~ 60

镁

0035 ~ 006

0035 ~ 006

0035 ~ 006

002 ~ 0035

<0005

0025 ~ 005

铁

<0020

<0020

<0020

<0035

<0020

<0075

铅

<0003

<0003

<0003

<0005

<0003

<0005

镉

<0003

<0003

<0003

<0005

<0003

<0004

锡

<0001

<0001

<0001

<0001

<0001

<0003

锌

余量

余量

余量

余量

余量

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38 ~ 43%。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35 %达到最大值；6 %时降到最小值。含铝量超过43 %，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。铝在锌基合金中不利的影响是产生Fe2Al3浮渣，造成其含量下降。

图3 铝对合金流动性和机械性能的影响

（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125%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。

图4 铜对合金强度的影响

（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 > 008%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。

图5 镁对合金流动性的影响

（4）杂质元素：铅、镉、锡

使锌基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。

当锌基合金中杂质元素铅、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。

图6 铅、镉含量过高造成晶间腐蚀的显微照片

（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。

图7 铁在锌基合金中的溶解度随温度的变化

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。优质的锌基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430℃，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基合金，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。

锌基合金轴套和蜗轮都应用在注塑机，机床上面，也有用在水泥厂里。

锌基轴承合金材料主要有 ZA27 、 ZA303；铝基轴承合金材料主要有 AS7 。

经过引进、研究、开发，推出了标准合金 ZA27 （国标 GB/T1175-1997 ）其综合性能很好，强度可达 400Mpa ，延伸率 3% — 6% ，硬度 HB100 ，缺点是具有低温脆性。 ZA27 的基础上调整合金成分，优选 ZA303 ，它具有 ZA27 的全部优点，并大大提高了在常温、低温条件下的韧性，克服了 ZA27 低温脆性的不足。至于 AS7 ，国外已经广泛应用，目前国内企业也能够按照国外生产标准进行制造，并成功地用于生产，该材料适用温度可达 300 ℃ ，适合于制造磨机主轴瓦，为巴氏合金良好的替代材料。