1.什么是“鋅合金”？
“鋅合金的特點
1.比重大。
2.鑄造性能好，可以壓鑄形狀復雜、薄壁的精密件，鑄件表面光滑。
3.可進行表面處理：電鍍、噴涂、噴漆。
4.熔化與壓鑄時不吸鐵，不腐蝕壓型，不粘模。
5.有很好的常溫機械性能和耐磨性。
6.熔點低，在385℃熔化，容易壓鑄成型。

使用過程中須注意的問題：
1.抗蝕性差。當合金成分中雜質元素鉛、鎘、錫超過標準時，導致鑄件老化而發生變形，表現為體積脹大，機械性能特別是塑性顯著下降，時間長了甚至破裂。 鉛、錫、鎘在鋅合金中溶解度很小，因而集中于晶粒邊界而成為陰極，富鋁的固溶體成為陽極，在水蒸氣（電解質）存在的條件下，促成晶間電化學腐蝕。壓鑄件因晶間腐蝕而老化。
2.時效作用 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，固溶體的溶解度是大大地飽和了。經過一定時間之后，這種過飽和現象會逐漸解除，而使鑄件地形狀和尺寸略起變化。
3.鋅合金壓鑄件不宜在高溫和低溫（0℃以下）的工作環境下使用。鋅合金在常溫下有較好的機械性能。但在高溫下抗拉強度和低溫下沖擊性能都顯著下降。

鋅合金種類
Zamak 3: 良好的流動性和機械性能。應用于對機械強度要求不高的鑄件，如玩具、燈具、裝飾品、部分電器件。
Zamak 5: 良好的流動性和好的機械性能。應用于對機械強度有一定要求的鑄件，如汽車配件、機電配件、機械零件、電器元件。
Zamak 2: 用于對機械性能有特殊要求、對硬度要求高、尺寸精度要求一般的機械零件。
ZA8:良好的流動性和尺寸穩定性，但流動性較差。 應用于壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件，如電器件。
Superloy: 流動性最佳，應用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀復雜的工件，如電器元件及其盒體。
不同的鋅合金有不同的物理和機械特性，這樣為壓鑄件設計提供了選擇的空間。

鋅合金的選擇
選擇哪一種鋅合金，主要從三個方面來考慮
1.壓鑄件本身的用途，需要滿足的使用性能要求。
包括： （1）力學性能，抗拉強度，是材料斷裂時的最大抗力；伸長率，是材料脆性和塑性的衡量指標；硬度，是材料表面對硬物壓入或摩擦所引起的塑性變形的抗力。 （2）工作環境狀態：工作溫度、濕度、工件接觸的介質和氣密性要求。 （3）精度要求：能夠達到的精度及尺寸穩定性。
2.工藝性能好：（1）鑄造工藝； （2）機械加工工藝性； （3）表面處理工藝性。
3. 經濟性好：原材料的成本與對生產裝備的要求（包括熔煉設備、壓鑄機、模具等），以及生產成本。 鋅合金成分控制 合金中個元素的作用 合金成分中，有效合金元素：鋁、銅、鎂；有害雜質元素：鉛、鎘、錫、鐵。
（1）鋁 作用：1.改善合金的鑄造性能，增加合金的流動性，細化晶粒，引起固溶強化，提高機械性能。 2.降低鋅對鐵的反應能力，減少對鐵質材料，如鵝頸、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度及流動性，流動性好是獲得一個完整、尺寸精確、表面光滑的鑄件必需的條件。
（2）銅 作用：1.增加合金的硬度和強度； 2.改善合金的抗磨損性能； 3.減少晶間腐蝕。 不利：1. 含銅量超過1.25%時，使壓鑄件尺寸和機械強度因時效而發生變化； 2. 降低合金的可延伸性。
（3）鎂 作用：1.減少晶間腐蝕 2.細化合金組織，從而增加合金的強度 3.改善合金的抗磨損性能 不利：1.含鎂量 > 0.08%時，產生熱脆、韌性下降、流動性下降。 2.易在合金熔融狀態下氧化損耗。
（4）雜質元素：鉛、鎘、錫 使鋅合金的晶間腐蝕變成十分敏感，在溫、濕環境中加速了本身的晶間腐蝕，降低機械性能，并引起鑄件尺寸變化。當鋅合金中雜質元素鉛、鎘含量過高，工件剛壓鑄成型時，表面質量一切正常，但在室溫下存放一段時間后（八周至幾個月），表面出現鼓泡。
（5）雜質元素：鐵
1.鐵與鋁發生反應形成Al5Fe2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點，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，每一次爐內鋅液溫度變化都將導致鐵元素過飽和（當溫度下降時），或不飽和（當溫度上升時）。當鐵元素過飽和時，處于過飽和的鐵將與合金中鋁發生反應，結果是造成浮渣量增加。當鐵元素不飽和時，合金對鋅鍋和鵝頸材料的腐蝕將會增強，以回到飽和狀態。兩種溫度變化的一個共同結果是最終造成對鋁元素的消耗，形成更多的浮渣。

生產中注意的問題
1.控制合金成分從采購合金錠開始，合金錠必須是以特高純度鋅為基礎，加上特高純度鋁、鎂、銅配制成的合金錠，供應廠有嚴格的成分標準。優質的鋅合金料是生產優質鑄件的保證。
2.采購回來合金錠要保證有清潔、干燥的堆放區，以避免長時間暴露在潮濕中而出現白銹，或被工廠臟物污染而增加渣的產生，也增加金屬損耗。清潔的工廠環境對合金成分的有效控制是很有作用的。
3.新料與水口等回爐料配比，回爐料不要超過50%，一般新料：舊料 = 70：30。連續的重熔合金中鋁和鎂逐漸減少。
4.水口料重熔時，一定要嚴格控制重熔溫度不要超過430℃，以避免鋁和鎂的損耗。
5.有條件的壓鑄廠最好采用集中熔爐熔化鋅合金，使合金錠與回爐料均勻配比，熔劑可更有效使用，使合金成分及溫度保持均勻穩定。電鍍廢品、細屑應單獨熔爐。

?

2.鋅合金壓鑄件常見缺陷處理辦法。
由于每一種缺陷的產生原因來自多個不同的影響因素，因此在實際生產中要解決問題，面對眾多原因到底是非功過先調機？還是先換料？或先修改模具？建議按難易程度，先簡后復雜去處理，其次序：
1） 清理分型面，清理型腔，清理頂桿；改善涂料、改善噴涂工藝；增大鎖模力，增加澆注金屬量。這些靠簡單操作即可實施的措施。
2） 調整工藝參數、壓射力、壓射速度、充型時間、開模時間，澆注溫度、模具溫度等。
3） 換料，選擇質優的鋁合金錠，改變新料與回爐料的比例，改進熔煉工藝。
4） 修改模具，修改澆注系統，增加內澆口，增設溢流槽、排氣槽等。
例如壓鑄件產生飛邊的原因有：
1） 壓鑄機問題：鎖模力調整不對。
2） 工藝問題：壓射速度過高，形成壓力沖擊峰過高。
3） 模具問題：變形，分型面上雜物，鑲塊、滑塊有磨損不平齊，模板強度不夠。
解決飛邊的措施順序：清理分型面→提高鎖模力→調整工藝參數→修復模具磨損部位→提高模具剛度。從易到難，每做一步改進，先檢驗其效果，不行再進行第二步。

3.鋅合金的熔煉
一、熔煉過程的物理、化學現象 合金熔煉是壓鑄過程的一個重要環節，熔煉過程不僅是為了獲得熔融的金屬液，更重要的是得到化學成分符合規定，能使壓鑄件得到良好的結晶組織以及氣體、夾雜物都很小的金屬液。在熔煉過程中，金屬與氣體的相互作用和金屬液與坩堝的相互作用使組分發生變化，產生夾雜物和吸氣。所以制訂正確的熔化工藝規程，并嚴格執行，是獲得高質量鑄件的重要保證。
1. 金屬與氣體的相互作用 在熔煉過程中，遇到的氣體有氫（H2）、氧（O2）、水汽（H2O）、氮（N2）、CO2、CO等，這些氣體或是溶于金屬液中，或是與其發生化學作用。
2. 氣體的來源 氣體可以從爐氣、爐襯、原材料、熔劑、工具等途徑進入合金液中。
3. 金屬與坩堝的相互作用 當熔煉溫度過高時，鐵質坩堝與鋅液反應加快，坩堝表面發生鐵的氧化反應生成Fe2O3等氧化物；此外鐵元素還會與鋅液反應生成FeZn13化合物（鋅渣），溶解在鋅液中。鐵坩堝壁厚不斷減薄直到報廢。
二、熔煉溫度控制
1. 壓鑄溫度 壓鑄用的鋅合金熔點為382 ~ 386℃，合適的溫度控制是鋅合金成分控制的一個重要因素。為保證合金液良好的流動性充填型腔，壓鑄機鋅鍋內金屬液溫度為415 ~ 430℃，薄壁件、復雜件壓鑄溫度可取上限；厚壁件、簡單件可取下限。中央熔煉爐內金屬液溫度為430 ~ 450℃。進入鵝頸管的金屬液溫度與鋅鍋內的溫度基本一樣。通過控制鋅鍋金屬液溫度就能對澆注溫度進行準確的控制。并做到：① 金屬液為不含氧化物的干凈液體；② 澆注溫度不波動。 溫度過高的害處： ① 鋁、鎂元素燒損。 ② 金屬氧化速度加快，燒損量增加，鋅渣增加。 ③ 熱膨脹作用會發生卡死錘頭現象。 ④ 鑄鐵坩堝中鐵元素熔入合金更多，高溫下鋅與鐵反應加快。會形成鐵-鋁金屬間化合物的硬顆粒，使錘頭、鵝頸過度磨損。 ⑤ 燃料消耗相應增加。 溫度過低：合金流動性差，不利于成形，影響壓鑄件表面質量。 圖4-1示意溫度對流動性的影響。 圖4-2示意溫度對力學性能的影響，溫度越高，鑄件結晶粗大而使力學性能降低。 現在的壓鑄機熔鍋或熔爐都配備溫度測控系統，日常工作中主要是定時檢查以保證測溫儀器的準確性，定期用便攜式測溫器（溫度表）實測熔爐實際溫度，予以校正。 有經驗的壓鑄工會用肉眼觀察熔液，若刮渣后覺得熔液不太粘稠，也較清亮，起渣不是很快，說明溫度合適；熔液過于粘稠，則說明溫度偏低；刮渣后液面很快泛出一層白霜，起渣過快，說明溫度偏高，應及時調整。
2. 如何保持溫度的穩定 ① 最佳方法之一：采用中央熔煉爐（圖4-3），壓鑄機熔爐作保溫爐，從而避免在鋅鍋中直接加鋅錠熔化時造成大幅度溫度變化。集中熔煉能保證合金成分穩定。 ② 最佳方法之二：采用先進的金屬液自動送料系統（圖4-4），能夠保持穩定的供料速度、合金液的溫度及鋅鍋液面高度。 ③ 如果目前生產條件是在鋅鍋中直接加料，建議將一次加入整條合金錠改為多次加入小塊合金錠，可減少因加料引起的溫度變化幅度。 三、鋅渣的產生及控制 通過熔煉合金從固態變為液態，這是一個復雜的物理、化學過程。氣體與熔融金屬發生化學反應，其中氧的反應最為強烈，合金表面被氧化而產生一定量的浮渣。浮渣中含有氧化物和鐵、鋅、鋁金屬間化合物，從熔體表面刮下的浮渣中通常含有90%左右的鋅合金。鋅渣形成的反應速度隨熔煉溫度上升成指數增加。 正常情況下，，原始鋅合金錠的產渣量低于1%，在0.3 ~ 0.5%范圍內；而重熔水口、廢工件等產渣量通常在2 ~ 5%之間。
1. 鋅渣量的控制 ① 嚴格控制熔煉溫度，溫度越高，鋅渣越多。 ② 盡可能避免鋅鍋中合金液的攪動，任何方式的攪動都會導致更多的合金液與空氣中氧原子的接觸，從而形成更多的浮渣。 ③ 不要過于頻繁的扒渣。當熔融的合金暴露于空氣中都會發生氧化，形成浮渣，保留爐面一層薄的浮渣有利于鍋中液體不進一步氧化。 ④ 扒渣時，使用一個多孔（Ф6 mm）盤形扒渣耙，輕輕從浮渣下面刮過，盡可能避免合金液攪動，將刮出的渣盛起，扒渣耙在鋅鍋邊輕輕磕打，使金屬液流回鋅鍋中。
2. 鋅渣的處理 ① 賣回原料供應商或專門處理廠，因為自行處理可能成本更高。 ② 壓鑄廠自行處理。需要有單獨的熔爐，鋅渣重熔溫度在420 ~ 440℃范圍內。同時加入助熔劑。熔煉100公斤渣，需加入0.5 ~ 1.5公斤助熔劑，先均勻散發在金屬液面，隨后用攪拌器將其均勻混入熔融金屬中（約需2 ~ 4分鐘），保溫5分鐘后，表面產生一層更似泥土類的東西，將其刮掉。
四、水口料、廢件重熔 水口料、廢料、垃圾位、報廢工件等，不宜直接放入壓鑄機鋅鍋內重熔。原因是這些水口料表面在壓鑄成形過程中發生氧化，其氧化鋅的含量遠遠超過原始合金錠，當這些水口料在鋅鍋中重熔時，由于氧化鋅在高溫條件下呈粘稠狀態，將其從鋅鍋取出時，會帶走大量的合金成分。
五、電鍍廢料重熔 電鍍廢料應同無電鍍廢料分開熔煉，因為電鍍廢料中含銅、鎳、鉻等金屬是不溶于鋅的，留在鋅合金中會以堅硬的顆粒物存在，帶來拋光和機加工的困難。
六、熔煉操作中注意事項
1. 坩堝：使用前必須進行清理，去除表面的油污、鐵銹、熔渣和氧化物等。為防止鑄鐵坩堝中鐵元素溶解于合金中，坩堝應預熱到150 ~ 200℃，在工作表面上噴一層涂料，再加熱到200 ~ 300℃，徹底去除涂料中水份。
2. 工具：熔煉工具在使用前應清除表面臟物，與金屬接觸的部份，必須預熱并刷上涂料。工具不能沾有水分，否則引起熔液飛濺及爆炸。
3. 合金料：熔煉前要清理干凈并預熱，去除表面吸附的水分。為了控制合金成分，建議采用2/3的新料與1/3的回爐料搭配使用。
4. 熔煉溫度絕對不能超過450℃。
5. 及時清理鋅鍋中液面上的浮渣，及時補充鋅料，保持熔液面正常的高度（不低于坩堝面30 mm），因為過多的浮渣和過低的液面都容易造成料渣進入鵝頸司筒，拉傷鋼呤、錘頭和司筒本身，導致卡死錘頭、鵝頸和錘頭報廢。
6. 熔液上面的浮渣用扒渣耙平靜地攪動，使之集聚以便取出。

4.鋅合金種類及其特點
鋅合金的特點:
比重大。 鑄造性能好，可以壓鑄形狀復雜、薄壁的精密件，鑄件表面光滑。
可進行表面處理：電鍍、噴涂、噴漆。 熔化與壓鑄時不吸鐵，不腐蝕壓型，不粘模。
有很好的常溫機械性能和耐磨性。 熔點低，在385℃熔化，容易壓鑄成型。 使用過程中須注意的問題： (蝕性差) 當合金成分中雜質元素鉛、鎘、錫超過標準時，導致鑄件老化而發生變形，表現為體積脹大，機械性 能特別是塑性顯著下降，時間長了甚至破裂。鉛、錫、鎘在鋅合金中溶解度很小，因而集中于晶粒邊 界而成為陰極，富鋁的固溶體成為陽極，在水蒸氣（電解質）存在的條件下，促成晶間電化學腐蝕。 壓鑄件因晶間腐蝕而老化。 (時效作用) 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，固溶體的溶解度是大大地飽和了。經過一定 時間之后，這種過飽和現象會逐漸解除，而使鑄件地形狀和尺寸略起變化。 (溫度作用) 鋅合金壓鑄件不宜在高溫和低溫（0℃以下）的工作環境下使用。鋅合金在常溫下有較好的機械性能。 但在高溫下抗拉強度和低溫下沖擊性能都顯著下降。

合金種類
mak 3:良好的流動性和機械性能。 應用于對機械強度要求不高的鑄件，如玩具、燈具、裝飾品、部分電器件。
Zamak 5: 良好的流動性和好的機械性能。
Zamak 2: 用于對機械性能有特殊要求、對硬度要求高、尺寸精度要求一般的機械零件。
ZA8: 良好的流動性和尺寸穩定性，但流動性較差。 應用于壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件，如電器件。 流動性最佳，應用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀復雜的工件，如電器元件及其盒體。 不同的鋅合金有不同的物理和機械特性，這樣為壓鑄件設計提供了選擇的空間。
Superloy: 流動性最佳，應用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀復雜的工件，如電器元件及其盒 體。不同的鋅合金有不同的物理和機械特性，這樣為壓鑄件設計提供了選擇的空間。

5.鋅合金壓鑄過程中缺陷產生原因
A；氣孔：是在金屬液凝固過程中由于氣體串入而導致鑄件的表面或內部產生的孔洞，這類氣泡大多是圓形的。細少的氣孔不影響鑄件的機械性能，但大顆粒的氣泡會大大地降低鑄件的抗沖性能，鑄件表面氣孔在表面處理時會裝入水分，噴漆或電鍍之后，因孔內的水氣澎脹至氣泡。 　
B：收縮孔：是液體在凝固過程中由于體積的縮小而導致在鑄件表面或內部產生的孔洞。收縮孔在形狀上往往都帶有棱角而且外表呈樹枝狀，鑄件表面上或靠近表面內的收縮孔會給后續加工帶來問題。同氣孔一樣，收縮孔會在表面處理時串入液體，噴漆或電鍍時產生氣泡。
C：晶間腐蝕：是金屬晶粒之間的邊界內產生的腐蝕。晶間腐蝕開始在鑄件表面產生，而后沿著顆粒邊界延伸至鑄件內部，高溫、潮濕的環境會加快晶間腐蝕的危害，晶間腐蝕會使鑄件膨脹、變形，嚴重的葚至開裂、破碎，同時機械性能也變差，晶間腐蝕也可以引起電鍍氣泡。產生原因是鋅合金的鉛、鎘、錫等雜質元素超標。
D：水紋：是鋅合金凝固過程中，同一表面上兩個單獨凝固的區域間出現的痕跡。水紋的形成是因為金屬熔體在全部充滿模形腔之前，由于接觸模壁而硬化之后，金屬熔流從另一邊真充模腔與已經凝固部分接觸，后流入的金屬液沒有足夠的能量將已凝固的金屬熔化而凝固在其周圍。這樣，兩者之間就形成了水紋。出現較多的水紋的表面可以引起電鍍氣泡。　
E：夾渣：是指非鋅合金成分的顆粒串入鋅合金的鑄件中。鋅合金壓鑄中最常見的夾雜物是鐵鋁結合而成的金屬間化合物或是金屬氧化物，鐵鋁金屬間化合物硬且脆，因此會給加工和拋光造成問題，使鑄件表面產生劃痕，或脫落形成孔洞，金屬氧化物如果在鑄件表面，由于其導電性不良，電鍍層與鑄件部分結合力不強，故可能會引起電鍍起泡。以上雜物都會浮于合金液表面，刮渣可以刮掉。應適當降低保溫溫度。 　　
F：粘模；此種情況是由于壓鑄鋅合金粘在模腔表面的結果，當發生粘模時，可能會同時造成鑄件破裂或變形，尺寸誤差鑄件產生頂針沖痕或鑄件內部針孔的問題。一般由于模溫過高或過低、模具設計不合理，頂出力不均衡。入水口太小，射速快，射位受傷。脫模劑使用濃度及量及均勻性和種類要改善。啤把錐度不夠位等。