不同的鋅合金有不同的物理和機(jī)械特性,這樣為壓鑄件設(shè)計(jì)提供了選擇的空間。鋅合金按制造工藝又可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金兩類。鑄造合金的產(chǎn)量遠(yuǎn)大于變形合金。下表中列出幾種重要鋅合金的成分、性能和用途。
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(shí),表面質(zhì)量一切正常,但在室溫下存放一段時(shí)間后(八周至幾個(gè)月),表面出現(xiàn)鼓泡。
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(shí)),或不飽和(當(dāng)溫度上升時(shí))。當(dāng)鐵元素過飽和時(shí),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(shí),合金對(duì)鋅鍋和鵝頸材料的腐蝕將會(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)果是終造成對(duì)鋁元素的消耗,形成更多的浮渣。
鋅合金也稱為鋅基合金,一般分為二元合金、三元合金和多元合金。二元鋅基合金一般指鋅鋁合金;三元鋅基合金一般指鋅鋁銅合金;多元合金一般指鋅鋁銅及其他微量金屬。鋅基合金、鋅合金、鋅鋁合金都是一個(gè)寬泛的概念,不是指該合金可以滿足某種特定功能的概念。如鋅鋁合金按照鋁的含量分為低鋁鋅基合金、中鋁鋅基合金和高鋁鋅基合金。它們雖說都是鋅鋁合金,但它們的性能卻有著很大不同。
低鋁鋅基合金一般為二元合金,主要用于防腐功能,基本上用噴鍍鋅鋁合金替代了鍍鋅工藝(新技術(shù))。中鋁鋅基合金一般為三元合金,主要用于緊固功能,常常用于制造鉚釘?shù)染o固件,其原因是除了其具有一定的強(qiáng)度和延伸率,主要是其具有很好的施工方便性。高鋁鋅基合金一般為三元或多元合金,該合金具有這樣的特性,即采用不同的熔煉參數(shù)和鑄造工藝,制造出的材料在性能上存在著很大的差異;有的延伸率好適合于制造緊固件,有的強(qiáng)度高適合于制造高強(qiáng)度殼體,只有一少部分減摩系數(shù)小適合于制造滑動(dòng)軸承;因此高鋁鋅基合金在國外被稱作“魔術(shù)合金”。一般來說,鋅基軸承合金都是高鋁鋅基合金,但高鋁鋅基合金并不都是滑動(dòng)軸承合金。
鋅合金的組織主要由含Al和Cu的富鋅固溶體和含Zn的富Al固溶體所組成,它們的溶解度隨溫度的下降而降低。但由于壓鑄件的凝固速度極快,因此到室溫時(shí),固溶體的溶解度是大大地飽和了。經(jīng)過一定時(shí)間之后,這種過飽和現(xiàn)象會(huì)逐漸解除,而使鑄件的形狀和尺寸略起變化。