锌合金成分控制与压铸件质量
锌合金生产的注意事项及缺陷原因分析
本文摘自再生资源回收-变宝网（）锌合金生产的注意事项及缺陷原因分析锌合金是以锌为基础加入其他元素组成的合金。
常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等低温锌合金。
锌合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔；但蠕变强度低，易发生自然时效引起尺寸变化。
熔融法制备，压铸或压力加工成材。
按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。
在生产锌合金的过程中应注意以下五方面的事项：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420℃，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。
锌合金常应用于各种装饰方面，如家具配件、建筑装饰、浴室配件、灯饰零件、玩具、领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等都广泛用到锌合金压铸件，这也就要求其铸件表面的质量要高，并需具有良好的表面处理性能。
而锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。
缺陷表征：压铸件表面有突起小泡。
主要表现为：压铸出来就发现，抛光或加工后显露出来，还有喷油或电镀后会出现。
产生原因：1、孔洞引起：主要是气孔和收缩机制，气孔往往是圆形，而收缩多数是不规则形。
（1）气孔产生原因：①金属液在充型、凝固过程中，由于气体侵入，导致铸件表面或内部产生孔洞。
②涂料挥发出来的气体侵入。
③合金液含气量过高，凝固时析出。
锌合金操作规程[整理]
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锌合金熔炼一、熔炼过程的物理、化学现象合金熔炼是压铸过程的一个重要环节，熔炼过程不仅是为了获得熔融的金属液，更重要的是得到化学成分符合规定，能使压铸件得到良好的结晶组织以及气体、夹杂物都很小的金属液。
在熔炼过程中，金属与气体的相互作用和金属液与坩埚的相互作用使组分发生变化，产生夹杂物和吸气。
所以制订正确的熔化工艺规程，并严格执行，是获得高质量铸件的重要保证。
1. 金属与气体的相互作用在熔炼过程中，遇到的气体有氢（H2）、氧（O2）、水汽（H2O）、氮（N2）、CO2、CO等，这些气体或是溶于金属液中，或是与其发生化学作用。
2. 气体的来源气体可以从炉气、炉衬、原材料、熔剂、工具等途径进入合金液中。
3. 金属与坩埚的相互作用当熔炼温度过高时，铁质坩埚与锌液反应加快，坩埚表面发生铁的氧化反应生成Fe2O3等氧化物；此外铁元素还会与锌液反应生成FeZn13化合物（锌渣），溶解在锌液中。
铁坩埚壁厚不断减薄直到报废。
二、熔炼温度控制1. 压铸温度压铸用的锌合金熔点为382 ~ 386℃，合适的温度控制是锌合金成分控制的一个重要因素。
为保证合金液良好的流动性充填型腔，压铸机锌锅内金属液温度为415 ~ 430℃，薄壁件、复杂件压铸温度可取上限；厚壁件、简单件可取下限。
中央熔炼炉内金属液温度为430 ~ 450℃。
进入鹅颈管的金属液温度与锌锅内的温度基本一样。
通过控制锌锅金属液温度就能对浇注温度进行准确的控制。
并做到：①金属液为不含氧化物的干净液体；②浇注温度不波动。
温度过高的害处：①铝、镁元素烧损。
②金属氧化速度加快，烧损量增加，锌渣增加。
③热膨胀作用会发生卡死锤头现象。
④铸铁坩埚中铁元素熔入合金更多，高温下锌与铁反应加快。
会形成铁-铝金属间化合物的硬颗粒，使锤头、鹅颈过度磨损。
⑤燃料消耗相应增加。
温度过低：合金流动性差，不利于成形，影响压铸件表面质量。
图4-1示意温度对流动性的影响。
图4-2示意温度对力学性能的影响，温度越高，铸件结晶粗大而使力学性能降低。
锌合金压铸件的设计要求
铸态零件的外表面有致密的激冷表皮层，比铸件的其他部分有较高的力学性能，因此设计者应 尽量避免机械加工去掉铸件表皮致密层，尤其是对要求耐磨的铸件。
十一：嵌件
当设计要求将不同材料的零件组合成一个部件时，可采用插入件压铸，先把嵌件装放到压铸模 型腔内，然后在嵌件周围压铸成型锌合金部件。
十二：功能组合 在进行产品设计时，降低成本最有效的方法就是将几个零件组合成一个压铸件。
0.2-0.4
0.3-0.5
0.4-0.6
铸件的孔、槽应尽量铸出，这样不仅可使铸件壁厚均匀，减少热节，节约金属，而且可以机加 工工时。
压铸件可压铸出的孔和槽的最小尺寸和深度，受到成型孔、槽的型芯在型腔的分布位置的制约，
细型芯在抽出时易弯曲和折断，因此孔和槽的最小尺寸和深度受到一定限制，其深度应带有 一定斜度，以便于抽芯。
锌合金压铸件设计的要求
对设计者的要求：能够对热室压铸机、压铸工艺、模具基本结构及制造和加工过程有 基本的认识和了解。
需要达成的目标：设计的合理性、工艺性、可制造性、经济性。
压铸件的结构设计是进行压铸生产的第一步，设计的合理性和工艺性将会影响到后续 工作的顺利进行，如分型面选择、内浇口如何开设、推出机构的布置、模具结构及制造难度、 合金凝固收缩规律、铸件精度保证、铸件缺陷的种类等，都会以压铸件本身的工艺性的优劣 为前提。 压铸件结构的工艺性：
件来说，随着壁厚的增加，力学性能明显下降，原因是在压铸过程中，当金属液以高温、高 压的状态进入型腔，与型腔表面接触后很快冷却凝固，受到急冷的压铸件表面形成一层细晶 粒组织，这层致密的 细晶粒组织的厚度约为0.3mm左右，因此壁薄压铸件具有更高的机械性
锌合金压铸件设计的要求
能。相反，壁厚压铸件的中心层晶粒较大，易产生砂孔、缩孔、气孔、外表面凹陷等缺陷，使 压铸件的机械性能随着壁厚的增加而降低。
锌合金的一些知识-锌合金压铸机
锌合金的一些知识－锌合金压铸机关于锌合金的一些知识锌合金的特点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。
锌合金种类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。
锌合金压铸件物质含量成分检测取样规程
0.03-0.06 0.02-0.06 0.03-0.06 0.02-0.06
余量 0.075
余量 0.1 余量 0.075 余量 0.1
适用标准：压铸用锌合金锭（JISH2201-1999）、锌合金压铸件（JISH5301-1990）
镁 Mg 有害杂质元素铅 Pb、镉 Cd、锡 Sn
铁 Fe
境中而出现白 3）电镀废品不入熔炉重熔。 锈，或被脏物 4）严格控制熔炉温度。 污染而增加渣 ---因连续的重熔合金中铝和镁成分会逐渐减少。水口 的产生，增加 料重熔时，严格控制重熔温度不要超过 430℃，以避 金属损耗。 免铝和镁的损耗。
主铝要Al元、素铜项C（u、共镁三M项g ）：
检测批的定义 同客户同系列产品：上模（开始生产） 至 下模（结束生产）为一个检测批
可能包含：多个 PO.No.的产品、同客户同系列多款产品，均为一个检测批
5、检测批次产品追溯记录的控制：
生产部 -个-----P取应O.样依No后检.产必测品须取数提样量交时、与机每样的款本要产求相品应及具时的体取检生测样产批送的次外机信部台息实编验数号室据/，检生包测产括。时：间同/客生户产同数系量列等多。款产品名称、多 压铸部 应保持与样本相应的检测批次信息的记录，以利追溯控制。
4、锌合金压铸件合金元素含量成分检测时机：
时机 目的
检测项目
格验二全铝镉。证次项ACld制间（、、程隔共铜锡控检七CS制测项un、）措时）、：镁施间铁年M的不度Fge、有超确有效过认害性检12杂，测个质确月元保素产（品铅质量Pb合、
按检测批定义进行取批样次检检测测 验证批次产品质量状态，确保产品质量合格。
影响压铸件质量的主要因素及控制方法
影响压铸件质量的主要因素及控制方法摘要：为了得到高品质的压铸制品，需要从宏观上全面控制压铸制品的品质，并将质量保障制度贯彻到压铸件的全过程。
从多角度全面地分析影响压铸件质量的各种因素。
首先对压铸充型工艺进行了简单的总结，然后对影响压铸件质量的几个主要因素进行了较为详尽、深入的分析。
最后对压铸质量仿真控制进行了阐述，目的在于从根本上保证压铸产品的优良品质，从而推动我国工业的快速发展。
希望本论文能给有关行业人员带来一些启示和参考。
关键词：压铸制品；质量保障；仿真控制；参考1.压铸充型过程概述从总体上看，压铸模的动力特性受多种因素的影响，其总体上是难以控制的，压铸充型工艺可以分成三个阶段：第一，模具内部的金属液体在压力加压下快速压缩和冷却，这是最有可能暴露铸件缺陷的，接着是不断填充模腔，然后是金属液体快速涌入模腔，撞击内浇口的另一端，从而膨胀形成外壳。
在铸件充型过程中，存在着大量的可变因素，这些变量包括：负压曲线、模具温度、压室中的金属量，而压力容器压力、模具材料和结构、铸件结构、脱模剂和压铸机的特性等，这些因素都会对冲压压力和压力速度产生很大的影响。
2.影响压铸件质量的主要因素压力铸件从压力、压射速度到温度的各个阶段都有严格的要求，这不但给压力铸件的工艺过程带来了繁琐而又复杂的问题，因此，本文就以下几个方面进行了详尽的阐述，并请有关专家予以广泛的关注和重视：2.1压铸工艺参数的选用对铸件质量的影响在压铸过程中，将金属液体注满模具，是将压力、冲头速度、温度和时间等工艺要素进行综合的过程。
同时，各工艺要素相互影响、相互制约、相互补充，必须对各因素进行正确的选择和调节，使之达到预期的效果，从而使压铸件的质量得到改善。
本文着重论述了压力和模具温度对铸造工艺的影响。
在铸造过程中，压力是保证铸件组织致密、外形清楚的关键。
在压铸工艺中，压射压力可分为两类：压射力和压射比压。
在压铸机的压射机构中，压射力是一种压力作用于压射活塞的力量。
锌合金
2. 时效作用
锌合金 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
3. 可进行表 面处理： 电镀、喷 涂、喷漆 、抛光、 研磨等。
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。
锌合金拉手
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。
英文名： zinc alloy
低温锌合金
锌合金的主 要添加元素 有铝,铜和镁 等.锌合金按 加工工艺可 分为形变与 铸造锌合金 两类.铸造锌 合金流动性 和耐腐蚀性 较好,适用于 压铸仪表,汽 车零件外壳 等。
编辑本段 锌合金成 分及铸件 品质 一、锌合 金的特点
1. 相对 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。
锌合 金彩钢防 盗窗，所 用材质和 高速公路 护栏、高 压电塔等 野外设施 相同。高 强度、外 观精美、 色泽鲜艳 、质优价 廉，是不 锈钢防护 网的最佳 替代品 编辑本段 锌合金自 润滑轴承 及其生产 工艺
申请专利号
CN0315279 4.9
压铸质量控制与检验标准
1.压铸生产的质量控制1．压铸生产的质量控制1．1环境铸造生产中涉及的主要工作场地、空间和厂房凡影响铸件质量的主要因素均属环境控制范围。
不同工艺方法或不同铸件材料之间凡不能交叉生产的工作场地应分开或隔离。
如压力铸造和熔模铸造、砂型铸造、有色金属和黑色金属、铝合金和镁合金、真空和非真空熔化浇铸之间的工作场地等。
铸造厂房和工作场地的温度，一般不低于10℃。
新设计的铸造厂房应符合TJ16的TJ36规定。
工作间或厂房内的光照度应不低于75LX。
工作间或厂房内的噪声应符合GBJ87规定.熔化和浇铸场地，地面不允许有积水。
厂房应保持良好的通风，有污染的操作区，应按有关规定进行处理。
压铸生产中释放的有害物质见表9—1其有害物质的毒理特性及极聚允许浓度见表9—2。
1．2设备、仪表和工装铸造过程中直接影响铸件质量的主要设备、仪表和工装应进行质量控制。
应控设备、仪表和工装的目录由技术部门会同使用部门提出，并规定检定项目和周期.其使用、维护、保养和管理的质量控制，工厂应规定通用量具、衡器具的使用管理控制，工厂应有计量管理规范。
设备、仪表和工装应有检定合格证，合格证应注明检定日期、有效期和责任者。
不合格者应停用或作待修等标记.生产现场不准使用未经检定合格或超过检定有效周期的器具、设备、仪表和工装。
精密、关键和贵重的仪表、设备和模具，应建立使用登记和履历本。
铸造机械设备每年应进行一次技术指标检查，技术指标应不低于工艺要求。
熔炼浇注设备每年应进行一次技术指标检查,如设备的熔化功率和熔化速度。
铸造用加热炉的类别应符合有关标准规定。
铸件热处理加热炉，按铸件材料相应的热处理技术标准规定控制。
用于重要的测温与控温的仪表最好配有温度显示自动记录装置。
安全自动报警装置。
复验报告应存档备查，材料发往生产车间时，应附有质量证明及复验报告。
使用单位对主要材应分类存放，妥善保管，防止混批混料、锈蚀和污染。
浇冒口和废铸件等回炉料应及时处理，分类存放，放置标志，严防混料。
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锌合金成分控制与压铸件质量
一、锌合金的特点
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、锌合金的选择
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、锌合金成分控制
1. 标准合金成分
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。
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。
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> 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。
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。
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。