澳洲三號鋅合金是以澳洲鋅為基加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等低溫鋅合金,主要添加元素有鋁,銅和鎂等。鋅合金熔點(diǎn)低,流動性好,易熔焊,釬焊和塑性加工,在大氣中耐腐蝕,殘廢料便于回收和重熔;但蠕變強(qiáng)度低,易發(fā)生自然時效引起尺寸變化。熔融法制備,壓鑄或壓力加工成材。按制造工藝可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金,鋅合金的鑄造鋅合金流動性和耐腐蝕性較好,適用于壓鑄儀表,汽車零件外殼等
一、澳洲3#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、鋅合金種類
傳統(tǒng)的壓鑄鋅合金有2、3、5、7號合金,目前應(yīng)用最廣泛的是3號鋅合金。七十年代發(fā)展了高鋁鋅基合金ZA-8、ZA-12、ZA-27.
Zamak 3:良好的流動性和機(jī)械性能,應(yīng)用于對機(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:良好的流動性和好的機(jī)械性能,應(yīng)用于對機(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:用于對機(jī)械性能有特殊要求、對硬度要求高、耐磨性好、尺寸精度要求一般的機(jī)械零件。
ZA8:良好的流動性和尺寸穩(wěn)定性,但流動性較差,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。
三、鋅合金的選擇
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(xué)性能,抗拉強(qiáng)度,是材料斷裂時的最大抗力;伸長率,是材料脆性和塑性的衡量指標(biāo);
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(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。
四、合金中個元素的作用
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:①改善合金的鑄造性能,增加合金的流動性,細(xì)化晶粒,引起固溶強(qiáng)化,提高機(jī)械性能。
②降低鋅對鐵的反應(yīng)能力,減少對鐵質(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)度及流動性,流動性好是獲得一個完整、尺寸精確、表面光滑的鑄件必需的條件。
(2)銅
作用:1.增加合金的硬度和強(qiáng)度;
2.改善合金的抗磨損性能;
3.減少晶間腐蝕。
不利:1.含銅量超過1.25%時,使壓鑄件尺寸和機(jī)械強(qiáng)度因時效而發(fā)生變化;
2.降低合金的可延伸性。
(3)鎂
作用:①減少晶間腐蝕
②細(xì)化合金組織,從而增加合金的強(qiáng)度
③改善合金的抗磨損性能
不利:①含鎂量>0.08%時,產(chǎn)生熱脆、韌性下降、流動性下降。
②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,表面質(zhì)量一切正常,但在室溫下存放一段時間后(八周至幾個月),表面出現(xiàn)鼓泡。
(5)雜質(zhì)元素:鐵
①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。
②在壓鑄件中形成硬質(zhì)點(diǎn),影響后加工和拋光。
③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),或不飽和(當(dāng)溫度上升時)。當(dāng)鐵元素過飽和時,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,合金對鋅鍋和鵝頸材料的腐蝕將會增強(qiáng),以回到飽和狀態(tài)。兩種溫度變化的一個共同結(jié)果是最終造成對鋁元素的消耗,形成更多的浮渣。
名稱 鋁Al 銅Cu 鎂Mg 鐵Fe 鉛Pb 鎘Cd 錫Sn 鋅Zn
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
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