锌合金成分中,有效合金元素:铝、铜、镁;有害杂质元素:铅、镉、锡、铁。合金中各元素的作用如下:

(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3.5 %达到最大值;6 %时降到最小值。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。

(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1.25%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。

锌合金成分

(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 > 0.08%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。

(4)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。

(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。

锌合金

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