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。
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。
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. 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。
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、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 %时达到大值;在3 %时降到小值。冲击强度在含铝量3.5 %达到大值;6 %时降到小值。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。
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。
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终造成对铝元素的消耗,形成更多的浮渣。
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。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。有条件的压铸厂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、细屑应单熔炉。
锌合金回收,工艺中产生的废料,要区分处理,一起熔炼的话不但不能很好的达成回收利用的效果。反而会造成锌合金锭的成分混杂,造成锌合金中有坚硬的颗粒物,使得熔炼压 铸出来的工件有重大缺陷。一般来说,水口和压铸废件会作为一类来处理。锌渣会作为一类来处理。后电镀废料会作为一类来处理。
锌合金回收,电镀不良的废料处理时,要注意单处理,分开熔炼,电镀层的铜、镍、铬等金属是不溶于锌的,熔炼后锌合金锭中会有坚硬的颗粒物,压铸出来的产品会有抛光不良 和机加不良的情况产生。电镀废料重熔时,需要将镀层物质和锌合金溶液分开。重熔处理时会用到锌合金灰渣,当电镀废料受热分解时,熔点低的锌合金液体会流到 灰渣下,而熔点高的电镀层废料会借用灰渣的浮力,停留在灰渣上面,分离电镀金属和锌合金。电镀废料重熔时,一次重熔的废料不宜太多。
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