鋅合金成分控制

1．標(biāo)準(zhǔn)合金成分

標(biāo)準(zhǔn)合金成分見(jiàn)下表。

表 鋅合金化學(xué)成分

2．合金中各元素的作用

合金成分中，有效合金元素有鋁、銅、鎂；有害雜質(zhì)元素有鉛、鎘、錫、鐵。

（1）鋁

作用：①改善鋅合金的鑄造性能，增加合金的流動(dòng)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(duì)鐵的反應(yīng)能力，減少對(duì)鐵質(zhì)材料，如鵝頸管、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(dòng)性，流動(dòng)性好是獲得一個(gè)完整、尺寸精確、表面光滑的鑄件必需的條件。

流動(dòng)性在含鋁量5%時(shí)達(dá)到最大值；在含鋁量3%時(shí)降到最小值。鋁對(duì)沖擊強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖3-3中虛線。沖擊強(qiáng)度在含鋁量3.5%時(shí)達(dá)到量大值；在含鋁量6%時(shí)降到最小值。含鋁量超過(guò)4。3%，合金變脆；含鋁量低于規(guī)定范圍，導(dǎo)致薄壁件充型困難，有鑄后冷卻破裂的可能。鋁在鋅合金中不利的影響是產(chǎn)生Fe2 Al3浮渣，造成其含鋁量下降。

(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>1.25%時(shí)，使壓鑄件尺寸和機(jī)械強(qiáng)度因時(shí)效而發(fā)生變化，即壓鑄后一度收縮，繼而轉(zhuǎn)向膨脹；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(shí)，產(chǎn)生熱脆、韌性下降、流動(dòng)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

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(guò)高，工件剛壓鑄成型時(shí)，表面質(zhì)量一切正常，但在室溫下存放一段時(shí)間（幾周至幾個(gè)月）后，表面出現(xiàn)鼓泡。也有的鋅合金產(chǎn)品放置一段時(shí)間后，掉到地下就破碎，就是由于鉛、錫、鎘等雜質(zhì)含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，引起晶間腐蝕而失效。

(5)雜質(zhì)元素：鐵

①鐵與鋁發(fā)生反應(yīng)形成Als Fe2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(guò)飽和（當(dāng)溫度下降時(shí)）或不飽和（當(dāng)溫度上升時(shí)）。當(dāng)鐵元素過(guò)飽和時(shí)，處于過(guò)飽和的鐵將與合金中鋁發(fā)生反應(yīng)，結(jié)果造成浮渣量增加。當(dāng)鐵元素不飽和時(shí)，合金對(duì)鋅鍋和鵝頸管材料的腐蝕將會(huì)增強(qiáng)，以回到飽和狀態(tài)。兩種溫度變化的一個(gè)共同結(jié)果是最終造成對(duì)鋁元素的消耗，形成更多的浮渣。