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2.1 概述
2.1.1 鋅的生存形式及基礎(chǔ)屬性
天然界中未始出現(xiàn)過天然鋅，鋅常常是以硫化礦物和氧化礦物的形式生存。在硫化礦物中，鋅主要是以閃鋅礦形式生存，而在氧化礦中主要以菱鋅礦和異極礦的形式生存。在今世煉鋅工業(yè)所采用的原料，絕大部門是硫化礦物。同時(shí)，天然界中很少生存繁多的鋅礦床，普通多與其他金屬伴生，如鉛鋅礦、銅鋅礦及銅鉛鋅礦等。
鋅是一種具有金屬光澤的銀紅色金屬。其熔點(diǎn)為419.5℃，沸點(diǎn)為907℃。在未合金化時(shí)，它是一種較軟的金屬，其強(qiáng)度和硬度值要比錫和鉛大，鍍鋅鐵絲。但比鋁和銅要小。
鋅是同素異晶型金屬，在低于170℃時(shí)，主要以μ形式生存；在170～330℃畛域以β形式生存；在330～419℃畛域以α形式生存。μ相具有密排六方構(gòu)造，于是乎室溫下鋅通常造成六面體晶體，在斷裂面出現(xiàn)結(jié)晶狀。普通講，鋅的晶格常數(shù)a及c分離為0.2665nm和0.4947nm，c/a的實(shí)際值為1.856。每個(gè)鋅原子周圍有12個(gè)臨位原子，其中6個(gè)原子的間距為0.2665nm，另外6個(gè)為0.2907nm。在六方基面中，原子之間的連合力要比層間強(qiáng)。這就是鋅各向同性的來源根基所在。
鋅晶體學(xué)的另一個(gè)很重要的方面是高溫條件下原子在晶格中的易動性及純鋅在室溫條件下變形后的再結(jié)晶。借使某些合金元素如鎘、銅等會造成鋅固溶體，鋅金屬的再結(jié)晶溫度則會進(jìn)步。對純鋅而言，簡直不發(fā)生加工硬化，由于再結(jié)晶會使加工造成的應(yīng)力獲得松弛。由于鋅的復(fù)原特性及加工硬化水平很小，于是乎其蠕變抗力或在長久作用下?lián)?dāng)變形的才具較小。這就是鋅不能用作工程質(zhì)料的來源，但是如果參預(yù)某些合金元素如Ti及Cu等，蠕變抗力會增加許多倍。
2.1.2 鑄造鋅合金的優(yōu)瑕玷
鑄造鋅合金的臨盆歷史較長，主要適用于壓力鑄造或重力鑄造，用來澆注汽車、拖沓機(jī)等機(jī)電部門的各種儀表殼體類鑄件或澆注各種起重設(shè)備、機(jī)床、水泵等的軸承，并且近些年來又成長了高鋁的高強(qiáng)度高耐磨性的鑄造鋅合金。
純金屬在鑄造后，看著介紹?？勺兊孟喈?dāng)硬（如在水中淬火）。商品鋅因含有雜質(zhì)，因而性脆而硬度高。但在大于100℃溫度下可以變形，能被壓成薄板或拉制成金屬絲。加熱到250℃后，這種鋅又會變脆，在缽中能研成粉末。所以，鋅的延性與雜質(zhì)和溫度相關(guān)。實(shí)驗(yàn)講明，1.5mm厚的純鋅片，在125℃保溫半小時(shí)后，基礎(chǔ)可以硬化。由于其蠕變抗力低，因而不能直接用于承載。鋅的延性比銅小，但是比錫大。含有細(xì)晶粒的鋅容易被輥軋。金屬中晶粒大藐視冷卻條件不同而定，若融化溫度較高即高出熔點(diǎn)很多并且冷卻慢慢時(shí)，其晶粒會變得粗大。
鋅與其他金屬一樣有加工硬化的特征，在機(jī)械加工硬化后可在高溫形態(tài)燜火以復(fù)原其延展性。
金屬鋅的臨界剪切應(yīng)力較低，它取決于應(yīng)變率及溫度。單晶鋅在自身重力作用下會委曲轉(zhuǎn)折，其臨界剪切應(yīng)力不高出0.0785MNm-2。
隨著溫度的降低，鋅的熱導(dǎo)率下降，而比熱容增高。單晶金屬鋅的熱導(dǎo)率比多晶金屬鋅高。熱導(dǎo)率隨晶體方向不同而不同。對定向凝集的鑄造金屬，由于熱收縮的各向同性，會惹起變形應(yīng)力。
含有雜質(zhì)的金屬鋅的電阻較大。冷軋鋅的電阻比熱軋鋅的電阻要略大一些。鋅的抗磁性隨晶體方向不同而不同。鋅具有電熱性，當(dāng)鋅試樣的兩個(gè)端部置于不同溫度時(shí)，試樣外部有電流利過。
鑄造鋅合金的瑕玷是耐蝕性差，在長久使用進(jìn)程中，易發(fā)生老化形勢。合金的老化使鑄件變脆，機(jī)能急劇下降。同時(shí)鑄件發(fā)生變形、收縮，倉皇時(shí)可發(fā)生開裂。鋅合金的這種形勢通常以為主要是晶間腐蝕所惹起的。鋅合金的老化，大大打擊了這類合金的普通應(yīng)用，于是乎進(jìn)步鋅合金的抗老化才具，防止和推延鋅合金的老化就成了籌商、臨盆這類合金的基礎(chǔ)課題。在我國，鋅是非鐵金屬工業(yè)中重點(diǎn)成長的主要金屬之一。用鋅合金取代銅合金和鋁合金，在儉約動力和低沉原質(zhì)料本錢以及合理使用外國資源方面具有重要意義。
鋅的物理機(jī)能由表2-1所示。
表2-1 鋅的物理機(jī)能
機(jī)能
數(shù)值或表達(dá)式
體收縮系數(shù)/ 10-6K-1（293～523K）
0.9
線收縮系數(shù)/ 10-6K-1（293～373K）多晶體
39.7
（293～373K）a軸
14.3
（293～673K）c軸
60.8
外表張力/mNm-1(在熔點(diǎn)溫度時(shí))
782
（450℃）
755
電阻率（ 10-2）/ m 固態(tài)（293K）
5.96
液態(tài)（692.7K）
37.4
原子序數(shù)
30
絕對原子量
65.37
原子價(jià)
2
晶體構(gòu)造 密排六方
a=0.2664nm c=0.nm
c/a=1.856
孿晶面
(1012)
原子尺寸/nm 原子半徑
0.1332
離子半徑 M2+
0.075
熔點(diǎn)/℃
419.5
沸點(diǎn)/℃
907
融化潛熱/kJ mol-1(692.7K)
7.28
蒸發(fā)熱/kJ mol-1(1180K)
114.7
密度 /g cm-3 固態(tài)（25℃）
7.14
固態(tài)（419.5℃）
6.83
液態(tài)（419.5℃）
6.62
液態(tài)（800℃）
6.25
摩爾熱容/ J mol-1
(298～692.7K)固態(tài)
cp=22.40+10.05 10-3T
液態(tài)
cp=31.40
汽態(tài)
cp=20.80
尺度電極（對H2電極）/V
-0.762
熱導(dǎo)率/W(mK)-1 固態(tài)（291K）
113
固態(tài)（697.7K）
96
汽態(tài)（697.7K）
61
汽態(tài)（1023K）
57
彈性模量/Mpa (短期內(nèi)承載)
7 104
2.1.3 合金牌號
我國向來的鑄造鋅合金的尺度（GB3062-1982、GB1175-1974）已不適應(yīng)鑄造鋅合金成長的必要，全國鑄造尺度化技術(shù)委員會在1992年和1997年分離完成了壓鑄鋅合金和鑄造鋅合金尺度的訂正處事，新訂正的尺度（GB/T1175-1997、GB/T-1992）參考了美國和德國相關(guān)尺度。你看熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)。鑄造鋅合金的牌號見表2-2。
表2-2 鑄造鋅合金的牌號
合金牌號
合金代號
相近國外牌號
（GB/T1175-1997）
美國
俄羅斯
德國
英國
日本
ZZnAl4Cu1Mg
ZA4-1
AG41A
ЦAM4-1
GD-ZnAl4Cu1
BS1004B
ZDC1
ZZnAl4Cu3Mg
ZA4-3
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G-ZnAl4Cu3
GK-ZnAl4Cu1
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ZZnAl6Cu1
ZA6-1
-
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G-ZnAl6Cu1
GK-ZnAl6Cu3
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ZZnAl8Cu1Mg
ZA8-1
ZA8
ЦAM9-1.5
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ZZnAl9Cu2Mg
ZA9-2
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ZZnAl11Cu1Mg
ZA11-1
ZA11
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ZZnAl11Cu5Mg
ZA11-5
-
ЦAM10-5
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ZZnAl27Cu2Mg
ZA27-2
ZA27
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2.1.4 鑄造鋅合金的分類
鋅合金種類很多，分類要領(lǐng)也不盡相通，按風(fēng)俗和應(yīng)用方式，大致有三種分類要領(lǐng)。
(1) 按合金成分分類
鋅合金按成分可分為四類:Zn一Al系、Zn一Cu系、Zn一Pb系和Zn一Pb一Al系。
Zn一Al系合金普通含有大批的Cu、Mg以進(jìn)步強(qiáng)度和改善耐蝕性。Zn―Cu合金普通還含有Ti，也稱Zn一Cu一Ti系合金，該合金是抗蠕變合金，有時(shí)為進(jìn)一步改善抗蠕變機(jī)能也參預(yù)大批Cr。 Zn一Pb系合金普通用做沖制電池殼用，并可制成各種小五金及體育活動器材等。Zn一Pb一Al系合金用于鍍鋅行業(yè)。近些年有些鍍鋅行業(yè)人員意思糾紛鏟除Al，純潔使用Zn一Pb合金。
(2) 按加工方式分類
按加工方式，鋅合金主要分為三類，鑄造合金、變形合金和熱鍍鋅合金。
鑄造合金又分為壓力鑄造合金、重力鑄造合金等。其中，Zn一Al合金和Zn一Cu一Ti合金既可直接鑄造，又可舉行變形加工。Zn一Al合金因其具有超塑性曾惹起人們大舉關(guān)切。
變形鋅合金可分為三類。
①軋制鋅合金。鋅合金板、帶、箔都是軋制臨盆的。熱鍍鋅加工。這類鋅合金已造成了國際尺度和國度尺度。
②擠壓鋅合金。該合金的主要用途是替代黃銅。普通情狀下擠壓鋅合金的擠壓力比一般臨盆實(shí)習(xí)中的擠壓黃銅大，所以該合金的成長遭到了必然的限制。
③拉拔線、棒的鋅合金。這類合金經(jīng)過議定拉拔制成線棒后，主要用作熱噴涂金屬線、焊接用焊料、焊絲，以及制釘、螺絲、網(wǎng)等。
變形鋅合金目前使用最普通的是Zn-Cu-Ti系合金和Zn-Pb系合金。其中Zn-Cu-Ti系合金主要用來替代黃銅，如制做拉鏈、千層鎖、日用五金等。Zn-Pb系合金主要用于沖制電池殼、焊接電池殼、制做體育活動器材部件、制做小五金及用于照相制板等。
(3) 按機(jī)能和用途分類
抗蠕變鋅合金也就是前述Zn一Cu一Ti合金，它可經(jīng)過議定變形臨盆所必要的零件，也可以直接壓鑄制品。熱鍍鋅鋼絞線。
超塑性鋅合金指Zn一Al二元合金。它在必然的組織條件和變形條件下，能呈現(xiàn)出極高的延伸率。看待加工一些形勢紛亂的零件，有獨(dú)到之處。該合金在美國、英國和日本籌商較多，并獲得了應(yīng)用。超塑性鋅合金的抗拉強(qiáng)度可以高出銅、鋁合金，以至抵達(dá)或高出軟鋼水平。具有在270℃左右呈現(xiàn)超塑性，極易加工成形，同時(shí)還兼有鋅的耐腐蝕、本錢低的優(yōu)點(diǎn)。
阻尼鋅合金也叫減震鋅合金，是一種Zn一Al系合金，它可以低沉工業(yè)噪聲和減輕機(jī)械震動，是一種有成長前景的新型構(gòu)造質(zhì)料。
模具鋅合金，該合金在日本、西歐告捷地應(yīng)用于汽車制造行業(yè)，日本還制定了該合金的國度尺度ZAS(沖壓用鋅合金)。
耐磨鋅合金主要用作軸承質(zhì)料，該合金具有磨擦系數(shù)低，對油有較高的親合力，機(jī)械機(jī)能優(yōu)異等特征。
防腐鋅合金指捐軀陽極和作為噴鍍、熱浸鍍等用的鋅合金。
構(gòu)造鋅合金主要用來制造構(gòu)造零件，普通為Zn一Cu一Ti合金和Zn一Al合金。
2.1.5 鑄造鋅合金的應(yīng)用
目前工業(yè)臨盆用鑄造鋅合金各國均造成了自己的尺度，對照典范榜樣化。鑄造鋅合金錠主要用于鑄造廠臨盆鑄造件，重力鑄造件和熱鍍鋅件。
2.1.6 我國鋅加工業(yè)的現(xiàn)狀
鋅加工產(chǎn)品的種類刪除，但產(chǎn)量增加。鍍鋅鋼絲。產(chǎn)品繁多，主要是高檔的電池鋅餅。上世紀(jì)八九十年代，我國的鋅加工產(chǎn)品96%以上是電池鋅片、鋅餅以及微晶鋅板、鋅條、膠印鋅板，小量為超塑性鋅合金板、鋅銅和鋅銅鈦帶，今后由于印刷業(yè)的電腦排版和PS鋁板的普通應(yīng)用，微晶鋅板，膠印鋅片和鋅條已基礎(chǔ)淘汰;鋅銅鈦和鋅銅合金得不到成長，工藝掉隊(duì)的焊接電池鋅筒仍然消逝；于是乎除了用小量超塑性鋅合金板深加工產(chǎn)品外，鋅加工工業(yè)產(chǎn)品簡直惟有低附加值的粗加工的電池外殼坯料鋅餅和大批用于疊片電池(6F22)的0.25mm鋅帶了。
工藝設(shè)備掉隊(duì)，產(chǎn)品格量不穩(wěn)定。我國鋅加工的許多中小企業(yè)，至今還有采用掉隊(duì)的鑄塊或立式半連鑄―塊軋成板―分剪成條―沖制鋅餅，產(chǎn)品格量差，消耗高。
我國鋅資源富厚，有大宗的鋅錠入口，固然鋅錠質(zhì)量已抵達(dá)國際先輩水平，但入口的鋅基礎(chǔ)是初級產(chǎn)品或高檔普通產(chǎn)品，入口多為高、精、尖、技術(shù)含量高的產(chǎn)品。
在鋅加工工業(yè)方面，我國具有很大的資源上風(fēng)，具有很好的前景。在自身的基礎(chǔ)上，珍愛高新產(chǎn)品的興辦、臨盆，采用世界上先輩的技術(shù)和設(shè)備，對我國的煉鋅行業(yè)會有主動的推舉動用。
2.2 Zn-Al系合金
2.2.1 鋁元素的基礎(chǔ)機(jī)能
鋁是鋅合金中最重要的元素之一，鋁的主要特性是比重輕，惟有鋼的三分之一；優(yōu)秀的導(dǎo)電性，當(dāng)截面積和長度相通時(shí)鋁的導(dǎo)電性為銅的64%，而在分量相通時(shí)為銅的200%；優(yōu)秀的導(dǎo)熱性，是鐵的四倍；由于能造成致密的氧化鋁膜，在大氣、水及部門腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性；優(yōu)秀的塑性；具有可焊性。
鋅合金中鋁元素的基礎(chǔ)物理機(jī)能及力學(xué)機(jī)能見表2-2。
表2-2 鋅合金中鋁元素的基礎(chǔ)物理機(jī)能及力學(xué)機(jī)能
機(jī)能
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
晶體構(gòu)造
密度/g·cm-3
電阻率/ 10-8Ωm
（20℃）
抗拉強(qiáng)度/MPa
楊氏模量/GPa
伸長率（%）
硬度/HB
Al
660
2510
面心立方
2.7
2.66
45
70.5
40
20
2.2.2 鋅鋁合金的上風(fēng)
鋅鋁鑄造合金具有優(yōu)秀的力學(xué)機(jī)能、耐磨耐蝕機(jī)能、密度較低、熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率適中、極限抗拉強(qiáng)度高、耐磨性好、承載性好、無磁性、碰撞時(shí)不發(fā)生火花、減振降噪機(jī)能和較低的本錢，正越來越普通地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，并帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。鋅鋁合金以其低能耗、無凈化、原質(zhì)料富厚、優(yōu)秀的力學(xué)機(jī)能、工藝機(jī)能和機(jī)械加工機(jī)能等一系列優(yōu)點(diǎn)，加工。仍然成為普通應(yīng)用的合金質(zhì)料。它可用作壓鑄合金和耐磨合金，應(yīng)用于機(jī)電產(chǎn)品(包括汽車、嚴(yán)密精機(jī)械、儀表、風(fēng)機(jī)、家電及通用電器等)，還可作為功效性構(gòu)造質(zhì)料應(yīng)用(如減振器、消聲器)，目前這種合金仍在伸張應(yīng)用領(lǐng)域。近年來，鋅鋁合金在汽車、模具和玩具等行業(yè)倍受喜愛，已成為籌商和興辦的熱點(diǎn)。我國是世界上鋅資源最富厚的國度，積蓄量占世界總儲量的46%，不但能知足國際的需求，而且還可大宗入口，所以興辦鋅鋁合金具有廣寬的前景。
2.2.3 鋅鋁合金的基礎(chǔ)機(jī)能
(1) 優(yōu)秀的軸承機(jī)能 用ZA-12合金及ZA-27合金與青銅軸瓦合金對照講明，鋅鋁合金具有較低的沖突系數(shù)、較高的承載才具、較高的耐磨性。由于單位體積鋅合金的本錢要比銅合金低得多，于是乎，這種質(zhì)料的軸瓦具有優(yōu)秀的經(jīng)濟(jì)性。
(2) 本錢低、能量消耗少及凈化小 由礦石提供煉鋅的進(jìn)程能耗較小而在制成鑄件時(shí)融化的能耗也較低。另內(nèi)在鑄造臨盆中不會發(fā)生任何有毒的合金凈化物或廢料。臨盆每噸鋅鑄件的耗電約為130度，臨盆每噸銅鑄件的耗電約為320度，臨盆每噸鋁鑄件的耗電約為400度，臨盆每噸鋼鑄件的耗電約為500度，可見鋅臨盆耗電最低。另外工裝本錢也較低，在壓鑄時(shí)鑄造鋅合金的金屬模具置換及維修本錢可以疏忽不計(jì)。于是乎，鋅鋁鑄造合金的臨盆本錢僅為銅合金的三分之一。
(3) 臨盆周期短 鋅金屬融化潛熱比鋁低，傳導(dǎo)到模具上的熱量較少，因而招致了鑄造周期變短。
(4) 機(jī)加工機(jī)能好 可舉行粗、精車，精車零件的光亮度高，呈光亮的銀紅色，也可以舉行研磨加工。
(5) 優(yōu)越的外表質(zhì)量 鋅合金可以經(jīng)受各種防腐潤飾藻飾外表措置。
(6) 優(yōu)秀的耐蝕性 在普通大氣中鋅具有優(yōu)秀的耐蝕性，而且鋅的耐蝕性可以經(jīng)過議定各種外表措置加以改善。
(7) 較高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性 鋅鑄造合金通常在導(dǎo)電導(dǎo)熱性方面與鋁合金相通，但要比銅壓鑄件高幾倍。于是乎它可以取代銅基或鋁基合金用在哀求導(dǎo)電導(dǎo)熱的形勢。
(8) 優(yōu)秀的鑄造成形機(jī)能 鋅合金優(yōu)越的鑄造成機(jī)能可以使其鑄造較薄的鑄件，例如最小壁厚2mm，最小鑄出孔為1mm。而且這種合金適用于多種造型質(zhì)料，如砂型、石膏型、硅橡膠型、金屬型及石膏型。
(9) 非磁性及非火花性 非磁性招致鋅合金用于制造電子元件以及受磁場騷擾的嚴(yán)密精零件。鋅合金的非火花性可用于制造在有大概爆炸的形勢處事的零件。（注：ZA-27合金與銹蝕鐵或鋼碰撞時(shí)會發(fā)生火花。）
(10) 優(yōu)秀的電磁性及無線電屏蔽性。
2.2.4 鋅鋁合金的顯微組織
鋅鋁合金基礎(chǔ)化學(xué)成分為Zn和Al，學(xué)習(xí)
熱鍍鋅加工鑄造鋅合金材料介紹
在鑄造鋅鋁合金的籌商中早已出現(xiàn)，鋁與必然比例的鋅熔合能分明地改善活動性、細(xì)化鑄件晶粒構(gòu)造并于是乎進(jìn)步力學(xué)機(jī)能。在Zn-Al系中，鍍鋅鋼絲?？稍斐蓛蓚€(gè)固熔體: 固熔體(簡直是純鋅)和 固熔體，變化固熔體是以鋁為基，溶解鋅可達(dá)85%(所以以鋁為基的固熔體可達(dá)83%的Zn而僅有17%的Al)。在必然的溫度畛域和濃度畛域，固熔體可領(lǐng)悟?yàn)閮蓚€(gè)異樣晶體構(gòu)造而多鋅(α2)和少鋅(α1)的固熔體。與Zn-Al相圖(見圖2-l)絕對應(yīng)，α固熔體在275℃發(fā)生偏析轉(zhuǎn)變: ，同時(shí)鋅在鋁中的溶解度自275℃隨溫度低沉而急劇下降。于是乎含5%一10%Al鋅合金的組織是亞共析合金β+共析體（α+β）。當(dāng)敏捷冷卻時(shí)，偏析轉(zhuǎn)變大概不舉行。α2相過冷至室溫，該不穩(wěn)定組織將發(fā)生變化(過冷的α2相領(lǐng)悟)，因而招致制品尺寸的變化。
籌商講明，鋅鋁合金中含有大批鎂，可防止晶間腐蝕，延緩共析響應(yīng)進(jìn)程。但含鎂量大于0.1%時(shí)延伸率急劇下降。銅使鋅鋁合金發(fā)生固溶強(qiáng)化，并打擊共析轉(zhuǎn)變，但過量的銅使鑄件尺寸不穩(wěn)定。稀土和鈦都可以細(xì)化晶粒，熱鍍鋅加工鑄造鋅合金材料介紹。使樹枝晶向細(xì)團(tuán)狀晶過渡，從而進(jìn)步強(qiáng)度和硬度，并明顯進(jìn)步耐磨性。稀土和鈦還能進(jìn)步相間電極電位，進(jìn)步晶間抗蝕才具。但是當(dāng)稀土含量大于0.10%、鈦含量大于0.15%時(shí)，會析出硬質(zhì)點(diǎn)相，對機(jī)能倒霉。
圖2-1 Zn-Al二元體系的相圖
2.2.5 鋅鋁合金的應(yīng)用
鋅鋁合金具有優(yōu)秀的強(qiáng)度、剛度和硬度，以及耐磨、耐蝕、減振降噪機(jī)能和密度小、本錢高等特征，已獲得普通應(yīng)用。目前這種合金仍在伸張應(yīng)用領(lǐng)域。鋅鋁合金于70年代開端成長，主要用于重力鑄造，直到80年代，該合金才興辦用于壓鑄件。鑄造鋅鋁合金若按鑄造要領(lǐng)分，可分為壓鑄合金和重力鑄造合金兩大類；若按用途來分，可分為儀表用合金、阻尼合金、模具耐磨合金及零件耐磨合金等。目前國際上用作鑄件的尺度系列有兩大類，一類是ZAMAK合金，一類是ZA系列合金。使用的ZAMAK合金有ZAMAK2、ZAMAK3、ZAMAK5及ZAMAK7；而ZA系列有ZA-8、ZA-12、ZA-27及ZA-35。ZA-8主要用于熱室壓鑄，ZA-12及ZA-27因有卓殊融化哀求，只能用于冷室壓鑄，ZA-35普通用于重力鑄件。而ZAMAK合金成長要先于ZA系列合金，主要用于壓力鑄造。表2-3、表2-4、表2-5及表2-6分離列出了ASTM法則的重力鑄造合金和壓力鑄造合金鑄件及鑄錠的成分。表2-7和表2-8分離列出了壓力鑄造合金和重力鑄造合金的物理機(jī)能。表2-9列出了我國的鑄造鋅鋁合金的化學(xué)成分，可以看出，其實(shí)鑄造。我國的合金系列已與國際接軌。表2-9中的ZA4-1、ZA4-3、ZA8-1、ZA27-2分離與表2-6中的ZAMAK5、ZAMAK2、ZA-8及ZA-27合金一致。
表2-3 重力鑄造合金鑄錠的化學(xué)成分 （wt%）
牌號
Al
Mg
Cu
Fe（≥）
Pb（≥）
Cd（≥）
Sn（≥）
Zn
來源
ZA-8
8.0～8.8
0.015～0.3
0.8～1.3
0.1
0.004
0.003
0.002
ASTM B669
ZA-12
10.5～11.5
0.015～0.3
0.5～1.2
0.075
0.004
0.003
0.002
此外
ZA-27
25.0～28.0
0.01～0.2
2.0～2.5
0.1
0.004
0.003
0.002
表2-4 重力鑄造合金鑄件的化學(xué)成分 （wt%）
牌號
Al
Mg
Cu
Fe（≤）
Pb（≤）
Cd（≤）
Sn（≤）
Zn
ZA-8
8.0～9.8
0.015～0.03
0.8～1.3
0.1
0.004
0.003
0.002
此外
ZA-12
11.0～12.5
0.01～0.03
0.8～1.5
0.075
0.004
0.003
0.002
此外
ZA-27
25.0～28.0
0.01～0.02
2.0 ～2.5
0.1
0.004
0.003
0.002
此外
ZA-35
30.0～35.0
Si 3～5
3～5
0.1
0.004
0.003
0.002
此外
表2-5 壓力鑄造合金鑄件的化學(xué)成分 （wt%）
牌號
Al
Mg
Cu
Fe（）
Pb（≤）
Cd（≤）
Sn（≤）
Ni
Zn
來源
ZAMAK2
3.5～4.3
0.02～0.05
2.5～3.0
0.1
0.005
0.004
0.003
―
此外
ASTM B86
ZAMAK3
3.5～4.3
0.02～0.05
≤0.25
0.1
0.005
0.004
0.003
―
此外
ZAMAK5
3.5～4.3
0.03～0.08
0.75～1.25
0.1
0.005
0.004
0.003
―
此外
ZAMAK7
3.5～4.3
0.005～0.02
≤0.25
0.075
0.003
0.002
0.001
0.005～0.02
此外
ZA-8
8.0～8.8
0.015～0.03
0.8～1.3
0.075
0.006
0.006
0.003
―
此外
ASTM B791
ZA-12
10.5～11.5
0.015～0.03
0.5～1.2
0.075
0.006
0.006
0.003
―
此外
ZA-27
25.0～28.0
0.01～0.02
2.0～2.5
0.075
0.006
0.006
0.003
―
此外
表2-6 壓力鑄造合金鑄錠的化學(xué)成分 （wt%）
牌號
Al
Mg
Cu
Fe（）
Pb（≤）
Cd（≤）
Sn（≤）
Ni
Zn
來源
ZAMAK2
3.59～4.3
0.025～0.05
2.6
0.075
0.004
0.003
0.002
―
此外
ASTM B240
ZAMAK3
3.9～4.3
0.025～0.05
≤0.10
0.075
0.004
0.003
0.002
―
此外
ZAMAK5
3.9～4.3
0.03～0.06
0.75～1.25
0.075
0.004
0.003
0.002
―
此外
ZAMAK7
3.9～4.3
0.01～0.02
≤0.10
0.075
0.002
0.002
0.001
0.005～0.02
此外
ZA-8
8.0～8.8
0.015～0.03
0.8～1.3
0.10
0.004
0.003
0.002
―
此外
ASTM B669-84
ZA-12
10.5～11.5
0.015～0.03
0.5～1.25
0.075
0.004
0.003
0.002
―
此外
ZA-27
25.0～28.0
0.01～0.02
2.0～2.5
0.10
0.004
0.003
0.002
―
此外
表2-7 壓力鑄造合金的物理機(jī)能
物理機(jī)能
ZAMAK2
ZAMAK3
ZAMAK5
ZAMAK7
ZA-8
ZA-12
ZA-27
密度/g·cm-3
6.6
6.6
6.6
6.6
6.3
6.0
5.0
凝集溫度/℃
390～379
387～381
386～380
387～381
404～375
432～377
484～376
凝集收縮(%)
1.25
1.17
1.17
1.17
1.1
1.25
1.25
熱收縮系數(shù)/ (293～373)
27.8
27.4
27.4
27.4
23.2
24.2
26.0
熱導(dǎo)率/W(mK)-1(343～413K)
104.7
113.3
108.9
113.0
114.7
116.1
125.5
比熱容/J·(kg·K)-1(293～373K)
418.7
418.7
418.7
418.7
435.4
448.0
534.4
電導(dǎo)率(%IACS)※
25
27
26
27
27.7
28.3
29.7
電阻率/ (20℃ )
6.3694
6.5359
6.2
6.1
5.8
※相看待尺度退火銅線電導(dǎo)率的百分比
表2-8 重力鑄造合金的物理機(jī)能
物理機(jī)能
ZA-8
ZA-12
ZA-27
硬度(HB)
100～110
105～120
110～120
收縮率（%）
1.1
1.25
1.25
密度/g·cm-3
6.3
6.0
5.0
熱收縮系數(shù)/ (293～373)
23.3
24.1
26.0
比熱容/J·(kg·K)-1(293～373K)
435
450
525
熱導(dǎo)率/W(mK)-1(293K)
114.7
116.1
125.5
電導(dǎo)率(%IACS)
27.7
28.3
29.7
電阻率/ (20℃ )
6.2
6.1
5.8
融化潛熱/kJ·kg-1
112
118
128
凝集溫度畛域/℃
404～375
432～377
484～376
表2-9 鑄造鋅鋁合金的化學(xué)成分（GB/T 1175―1997） %
合金牌號
合金代號
合金元素
雜質(zhì)含量（不大于）
雜質(zhì)總和
Al
Cu
Mg
Zn
Fe
Pb
Cd
Sn
其他
ZZnAl 4Cu1Mg
ZA4-1
3.5～4.5
0.75～1.25
0.03～0.08
此外
0.1
0.015
0.005
0.003
0.2
ZZnAl 4Cu3Mg
ZA4-3
3.5～4.3
2.5～3.2
0.03～0.06
此外
0.075
Pb+Cd
0.009
0.002
―
ZZnAl 6Cu1
ZA6-1
5.6～6.0
1.2～1.6
―
此外
0.075
Pb+Cd
0.009
0.002
Mg
0.005
―
ZZnAl 8Cu1Mg
ZA8-1
8.0～8.8
0.8～1.3
0.015～0.030
此外
0.075
0.006
0.006
0.003
Mn 0.01
Cr 0.01
Ni 0.01
―
ZZnAl 9Cu2Mg
ZA9-2
8.0～10.0
1.0～2.0
0.03～0.06
此外
0.2
0.03
0.02
0.01
Si 0.1
0.35
ZZnAl 11Cu1Mg
ZA11-1
10.5～11.5
0.5～1.2
0.015～0.030
此外
0.075
0.006
0.006
0.003
Mn 0.01
Cr 0.01
Ni 0.01
―
ZZnAl 11Cu5Mg
ZA11-5
10.0～12.0
4.0～5.5
0.03～0.06
此外
0.2
0.03
0.02
0.01
Si 0.05
0.35
ZZnAl 27Cu2Mg
ZA27-2
25.0～28.0
2.0～2.5
0.010～0.020
此外
0.075
0.006
0.006
0.003
Mn 0.01
Cr 0.01
Ni 0.01
―
加圖（鑄造合金及其熔煉p312 鋁鋅合金形態(tài)圖）2-2
2.3 壓鑄用鋅合金
2.3.1 壓力鑄造的基礎(chǔ)概念及原理
壓力鑄造是將液態(tài)或半固態(tài)金屬在高壓下剎時(shí)填充鑄型并在短時(shí)凝集成鑄件的一種要領(lǐng)。鑄型通常采用優(yōu)良鋼制成。壓力在幾兆到幾十兆帕畛域。充型速度在0.5～70m／s畛域。充型時(shí)對最小件只需幾毫秒，而對大件約需半秒鐘。鑄型的溫度約150℃，要比金屬凝集溫度低得多，于是乎鑄件凝集極快。在凝集時(shí)需連結(jié)高壓．以保證鑄件高的外表質(zhì)量，同時(shí)也保證金屬液能充填到紛亂型腔中。
遵照盛液室類型不同，可將壓鑄機(jī)分紅熱室壓鑄機(jī)和冷室壓鑄機(jī)。
在熱室壓鑄機(jī)中，沖頭及缸體浸在保溫融化坩堝的液態(tài)金屬中。將液體射入型腔的能量由液壓泵提供，處事時(shí)由保壓罐舉行保壓。熱室壓鑄機(jī)處事的基礎(chǔ)進(jìn)程為：沖頭向下使液態(tài)金屬經(jīng)過議定鵝形管噴嘴進(jìn)入型腔，在金屬凝集時(shí)保壓；凝集完成后翻開鑄型，沖頭前往到原始職位地方；鑄件被取出后，在鑄型型腔內(nèi)噴撒分型劑，下一周期的處事即開端。熱室壓鑄機(jī)主要適用于3號、5號、7號及ZA—8合金。熱室壓鑄普通有如下優(yōu)點(diǎn)，即①當(dāng)鑄型翻開后，壓室內(nèi)的液體主動補(bǔ)充，刪除了處事時(shí)光；②液體的溫度不會像冷室壓鑄那樣低沉，即金屑溫度穩(wěn)定；③注射壓力較低，對設(shè)備施加載荷作用低；④可充填薄壁處，保證完滿鑄件；⑤液態(tài)金屬不流露透露在大氣中，刪除了金屬的氧化。
冷室壓鑄機(jī)的壓室與保溫爐是分隔隔離分散的。冷室壓鑄的處事程序與熱室壓鑄基礎(chǔ)相通，只是冷室壓鑄的液態(tài)金屬被待遇或主動澆包澆入壓室內(nèi)。冷室壓鑄機(jī)分為立式壓鑄機(jī)和臥式壓鑄機(jī)兩種。冷室主要適用于ZA-12合金及ZA-27合金。由于這些合金的澆注溫度正利益在鋅鋁合金腐蝕沖頭及鋼模的溫度畛域。
2.3.2 壓鑄鋅合金的組織構(gòu)造及基礎(chǔ)特征
在壓鑄條件下，鋅合金凝集及冷卻極為迅速，招致鑄件中晶粒微細(xì)，聽說熱鍍鋅加工鑄造鋅合金材料介紹。具有很好的機(jī)械機(jī)能。鋅鑄件由外表向中心凝集，發(fā)生兩個(gè)不同的區(qū)域，一個(gè)是組織致密區(qū)，另一個(gè)是普通組織區(qū)。在距鑄件外表0.38～0.50mm處，組織微細(xì)而致密。這種具有致密而微細(xì)晶粒組織的部位具有優(yōu)越的機(jī)械機(jī)能，于是乎這種薄層處單位面積的機(jī)能要比其它部位大得多。
壓力鑄造臨盆鋅合金鑄件的特征是臨盆效率高、產(chǎn)品格量好以及經(jīng)濟(jì)效益好，因而可普通用于汽車、拖沓機(jī)、電器儀表、醫(yī)療器械、日用五金等零部件的制造上。目前，鋅合金鑄件的外形最大尺寸達(dá)400mm，最小尺寸可達(dá)0.3mm。鑄件的最小孔為0.7mm，最大平均壁厚為10mm，最小平均壁厚為0.3mm。但是這種要領(lǐng)也有一些瑕玷，如一次性投資較高，模具壽命較高等。
壓鑄鋅合金的優(yōu)點(diǎn)是：鋼絞線。熔點(diǎn)低，可延伸壓鑄壽命；不易粘膜；鑄造工藝好，可造成各種紛亂、薄壁鑄件；具有優(yōu)秀的電鍍性；具有優(yōu)秀的常溫使用機(jī)能。此外壓鑄鋅合金也有與重力鑄造鋅合金一樣的瑕玷：密度大；易老化；抗蝕性差，易發(fā)生晶間腐蝕。壓鑄鋅合金的物理機(jī)能如表2-10所示。
表2-10 壓鑄鋅合金的物理機(jī)能
鋅合金
密度/g·cm-3
收縮系數(shù)/ (293～373)
比熱容/J·(kg·K)-1(293～373K)
熱導(dǎo)率/W(mK)-1(293～337K)
液相線溫度
/℃
固相線溫度/℃
凝集收縮率
（%）
YZZnAl4
6.6
27.4
0.10
113.04
387
381
1.17
YZZnAl4Cu1
6.7
27.4
0.10
108.85
386
380
1.17
2.3.3 摻雜元素在壓鑄鋅合金中的作用
為了進(jìn)步壓鑄鋅合金的某些物理機(jī)能和組織構(gòu)造，可以在鋅合金中參預(yù)大批的其它元素以改善壓鑄鋅合金的機(jī)能。這些金屬或非金屬元素能和鋅造成化合物或固溶體，從而殺青強(qiáng)化的作用。壓鑄鋅和鋅鋁合金中主要元素有Al，Cu和Mg;雜質(zhì)元素有Fe，Pb，Sb，Sn和Cd等。
Al以α-Al固溶體形式造成初生α枝晶和共晶α相，大批Al固溶于η-Zn固溶體中，可以細(xì)化晶粒，進(jìn)步合金的強(qiáng)度，并能改善合金液的活動性，削弱合金的氧化傾向。近共晶成分的鋅合金具有較高的抗拉強(qiáng)度、硬度和沖擊韌度。當(dāng)鋁的含量為4～5%時(shí)，進(jìn)步強(qiáng)度的作用較為分明，高出5%時(shí)，則鋁的強(qiáng)化作用很小，故鋅合金的含鋁量普通不高出5%。在高鋁鋅基合金中隨Al量的增加，強(qiáng)度和硬度進(jìn)步，鋅合金。ZA-27合金強(qiáng)度最高。
Cu除了部門固溶于α相和η相外，主要造成ε(CuZn4)相。Cu對亞穩(wěn)β相的轉(zhuǎn)變起到抑制造用，進(jìn)步強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐蝕性和合金液的活動性。但含銅量以不高出1%為宜，由于過高可使老化形勢減輕。Cu使鑄件尺寸不穩(wěn)定。
Mg固溶于η相和亞穩(wěn)β相中，抑制β相轉(zhuǎn)變。Mg能進(jìn)步合金的強(qiáng)度和硬度，減小晶間腐蝕，使組織穩(wěn)定。但較高的Mg量會明顯低沉塑韌度，增大熱裂和冷裂傾向性，Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)法則為0.01%～0.06%。
Sb化合物相造成時(shí)消耗了合金中部門Al，從而使α相的數(shù)量刪除。并且Sb促使Zn-Al合金中的一部門α相在凝集進(jìn)程中發(fā)生了轉(zhuǎn)變，在舉行四相轉(zhuǎn)變時(shí)，由于刪除了響應(yīng)相α相的數(shù)量，從而使生成相的數(shù)量刪除，由此刪除了由四相響應(yīng)造成合金體積的收縮。在鋅合金中增加過量的銻元素能分明進(jìn)步質(zhì)料的強(qiáng)韌性和耐磨性。Sb在鋅合金中造成條塊狀Sb、Al、Zn化合物，具有鈍化α枝晶、細(xì)化合金組織的作用。Sb進(jìn)步了鑄件的尺寸穩(wěn)定性。Sb參預(yù)后使合金組織勻稱、枝晶鈍化，促使合金中的雜質(zhì)脆性相彌散漫衍，進(jìn)步合金的致密性。Sb的上述這些作用都有益于進(jìn)步合金的力學(xué)機(jī)能和耐磨機(jī)能。但是，當(dāng)Sb量較多時(shí)，化合物中Sb的比例增加，化合物的脆性大概加大，同時(shí)，合金中Sb化合物的數(shù)量和尺寸也隨之增加，從而對合金基體起割裂、脆化的作用。于是乎，Sb量過高時(shí)，Zn-Al合金的硬度增加，而強(qiáng)度和塑性低沉。銻對ZA27合金強(qiáng)度、伸長率、沖擊韌性、硬度和磨損機(jī)能的影響分離見圖2-3、圖2-4、圖2-5及表2-11。
圖2-3 銻對ZA27合金強(qiáng)度和伸長率的影響
圖2-4 銻對ZA27合金沖擊韌性和硬度的影響
圖2-5 銻對ZA27合金沖突磨損機(jī)能的影響
表2-11 不同合金的沖突磨損機(jī)能
合金
磨痕寬度/mm
沖突系數(shù)
沖突面溫度/℃
ZA27
2.16
0.047
26
ZA27+Sb
1.49
0.052
28
ZcuSn6Zn6Pb3
2.34
0.062
29
ZA合金中參預(yù)大批的Mn或Si，進(jìn)步合金的耐磨性和耐熱性。Mn固溶于基體和造成富Mn相，抑制β相轉(zhuǎn)變，進(jìn)步強(qiáng)度和硬度。富Mn相的生存，低沉合金的伸長率。熱措置使富Mn相領(lǐng)悟并在基體內(nèi)彌散析出，使Mn強(qiáng)化效果更明顯，并且進(jìn)步高溫力學(xué)機(jī)能。ZA27合金經(jīng)RE蛻變，組織分明細(xì)化，看著熱鍍鋅廠。共晶相增加，ε相變小且漫衍勻稱，不但進(jìn)步力學(xué)機(jī)能和耐磨性，而且進(jìn)步阻尼機(jī)能，特別是頻次高于70Hz時(shí)欺壓振動衰減效果更分明。
鋅和鋅鋁合金對雜質(zhì)的敏理性強(qiáng)。Fe造成FeAl3和FeZn7相，低沉活動性，發(fā)生的硬質(zhì)點(diǎn)低沉加工機(jī)能并使電鍍貧寒。Pb呈微細(xì)粒狀或外表膜漫衍于晶界和枝晶間，惹起晶間腐蝕。Sn與Zn造成低熔點(diǎn)共晶體，學(xué)習(xí)熱鍍鋅生產(chǎn)線。招致熱脆性，惹起晶間腐蝕，低沉韌度。Cd生存于固溶體中，惹起熱脆性，低沉耐腐蝕性。為了改善鋅鋁合金的高溫機(jī)能，進(jìn)步使用途事溫度，可采用含更高Al的鋅鋁合金，如ZA-35，ZA-43等。
稀土對鋅合金的作用是：一是稀土元素在合金中的偏聚，影響合金的組織轉(zhuǎn)變及晶粒大小；二是和某些合金元素造成第二相，改善合金的某些機(jī)能；三是抑制無害元素的作用。稀土元素與鋅鋁合金中的Al及其他合金能發(fā)生微合金化作用。于是乎，ZA27合金中參預(yù)過量稀土元素，可以進(jìn)步合金在常和藹高溫下的機(jī)械機(jī)能和物理機(jī)能。
2.3.4 壓力鑄造的基礎(chǔ)設(shè)備
(1) 壓鑄機(jī)
壓鑄機(jī)普通分為兩類，一類是熱壓室壓鑄機(jī)，一類是冷壓室壓鑄機(jī)。
熱壓室壓鑄機(jī)普通與合金融化爐連接在完全，有的是壓室浸于融化的液態(tài)金屬中，用杠桿機(jī)構(gòu)或緊縮氛圍發(fā)生壓力。熱室壓鑄機(jī)按合型力的大小可有630kN、1000 kN、1600kN、2500kN、4000kN和6300kN六種。熱室壓鑄機(jī)的特征是：壓鑄進(jìn)程全主動，臨盆率較高；壓射比壓較低；金屬液從液面下進(jìn)入型腔，雜質(zhì)不易卷入。
冷壓室壓鑄機(jī)的壓室是絕對獨(dú)立的，熱鍍鋅生產(chǎn)線。與融化爐無直接連接。每次壓鑄時(shí)，需用鐵勺將定量的液體金屬從融化爐中取出，澆入壓室。冷壓室壓鑄機(jī)分臥式、立式及全立式。臥式的特征是：設(shè)置有中心和偏疼澆道職位地方；操作程序少，以殺青主動化；金屬液進(jìn)入型腔的轉(zhuǎn)折少，壓力花費(fèi)??；采用中心澆道時(shí)，模具構(gòu)造較為紛亂；金屬液在壓室中與氛圍的接觸面積大，熱鍍鋅。易帶入氣體或氧化夾渣。臥式壓鑄機(jī)按合型力的大小可有630kN、1000kN、1600kN、2500kN、4000kN、6300kN、8000kN、kN、kN、kN、kN及kN十二種。立式壓鑄機(jī)的特征是：易于安排中心澆道；設(shè)備占空中積??；金屬液進(jìn)入型腔轉(zhuǎn)折多，壓力花費(fèi)大。全立式壓鑄機(jī)的占空中積也較小，金屬液計(jì)入型腔的轉(zhuǎn)折少，壓力花費(fèi)也相應(yīng)的小。立式冷室壓鑄機(jī)與熱室壓鑄機(jī)一樣，也有六種形式。
(2) 壓鑄模
壓鑄模由定模體系、動模體系、成型體系、抽芯體系、頂出機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向零件、模架部門、冷卻部門、精裝置置、澆注體系、排溢體系及吊裝機(jī)構(gòu)組成。定模與機(jī)器的壓射部門相連接并牢固在機(jī)器的定模裝置板上，使金屬液開端進(jìn)入模具的部門，也是壓鑄模的型腔部門之一。動模部門牢固于機(jī)器的挪動轉(zhuǎn)移板上，隨動模板合攏與封閉而挪動轉(zhuǎn)移。普通抽芯和脫模機(jī)構(gòu)皆裝置在此部門。成型部門是組成鑄件的部門，包括鑲塊、型芯和活動型芯等，分離放置在定模和動模內(nèi)。組成鑄件外形的部門叫型腔，組成鑄件外部形勢的叫型芯。抽芯部門是帶動活動成型部門的機(jī)構(gòu)，以完成抽拔舉動。頂出機(jī)構(gòu)是將鑄件從模具中取出的機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是將模具各活動部門封閉和合攏時(shí)保證按著必然的方向舉動。模架部門的作用是將模具各部門按必然職位地方組合牢固，它包括模板、支座等。冷卻部門的作用是調(diào)度模具溫度。精裝置置的作用是防止在處事時(shí)金屬液從分型面射出。排溢部門包括排氣和集渣槽等。
壓鑄的澆注體系是由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、集渣槽及排氣槽組成。從排氣的角度看，其實(shí)熱鍍鋅生產(chǎn)線。內(nèi)澆口應(yīng)設(shè)置在使金屬進(jìn)入型腔后不馬上關(guān)閉排氣體系的職位地方，在內(nèi)澆口導(dǎo)入金屬液時(shí)，使難于排氣的地方先流入金屬液，盡量采用單個(gè)內(nèi)澆口，防止多個(gè)內(nèi)澆口生存時(shí)將氣體抱在液體中。內(nèi)澆口的厚度對金屬液的流速及流態(tài)有直接的影響?？纯?br>
熱鍍鋅加工鑄造鋅合金材料介紹
內(nèi)澆口的厚度可以經(jīng)過議定公式來計(jì)算。體味的鋅合金的內(nèi)澆口厚度見表2-11。
表2-11 鋅合金的內(nèi)澆口厚度
鑄件壁厚/mm
0.8～1.5
1.5～3.0
3.0～6.0
簡單
紛亂
簡單
紛亂
簡單
紛亂
內(nèi)澆口厚度/mm
0.5
0.4～0.8
0.8～1.5
0.6～0.12
1.5～2.5
1.2～2.0
內(nèi)澆口的截面f可按公式2.1計(jì)算：
（公式2.1）
式中V為壓鑄件的容積（cm3）；
u為內(nèi)澆口的活動速度（m/s）；
t為填充型腔的時(shí)光（s）。
直澆道是指由澆口套開端到橫澆道為止的部門，其尺寸會影響液態(tài)金屬的活動速度及填充時(shí)光。
橫澆道截面積的大小應(yīng)在知足壓力轉(zhuǎn)達(dá)優(yōu)秀和填充時(shí)光合理的哀求下確定，同時(shí)哀求橫澆道對液態(tài)金屬活動的阻力要小，并且橫澆道的界面不能有驟然縮短或增大的形勢。橫澆道的厚度根據(jù)鑄件的大小和紛亂水平而定，對小件取4～6mm，對中大件取8～10mm。橫澆道長度對金屬液流起安定作用，橫澆道過短，會出現(xiàn)金屬液沖擊及飛濺形勢；橫澆道過長，會招致金屬液溫度低沉。于是乎，依據(jù)體味，對中小鑄件而言，橫澆道長度普通取30mm左右。
鋅合金鑄件用模的排氣道尺寸見表2-12。
表2-12 鋅合金鑄件用模的排氣道尺寸
深度
寬度
與型腔連通的一般排氣道的長度
排氣道尺寸/mm
0.05～0.15
5～20
20～30
抽芯機(jī)構(gòu)按驅(qū)動動力來分有手動、機(jī)動、液壓或氣壓等類型。頂芯機(jī)構(gòu)也稱為脫模機(jī)構(gòu)，其設(shè)置原則是：盡大概防止鑄件被頂部位受委曲轉(zhuǎn)折應(yīng)力、切應(yīng)力及拉應(yīng)力的作用；頂出部位應(yīng)設(shè)置在最迫近鑄件被包緊的部位；應(yīng)防止損傷鑄件外形，設(shè)置在使鑄件受影響最小的部位。鋅合金的許用頂壓力為400MPa。
2.3.5 鋅合金壓鑄的工藝參數(shù)
(1) 壓力參數(shù) 壓射力可用壓射壓力和壓射比壓來表示。壓射壓力的計(jì)算可以分為兩種情狀，一種是壓鑄機(jī)有增壓機(jī)構(gòu)的情狀，一種是無增壓機(jī)構(gòu)的情狀。
有增壓機(jī)構(gòu)的壓射壓力py按公式2.2計(jì)算：
(公式2.2)
式中pf為增壓后壓射型腔內(nèi)處事液壓力（MPa）；
D為壓射缸直徑（mm）。
無增壓機(jī)構(gòu)的壓射壓力pw可以按公式2.3計(jì)算：
（公式2.3）
式中pg為壓射缸內(nèi)處事液壓力（MPa）；
D為壓射缸直徑（mm）。
壓射比壓是壓射時(shí)，壓室內(nèi)金屬液在單位面積上所遭到的壓力。鋅合金的計(jì)算壓射比壓見表2-13。
表2-13 鋅合金的計(jì)算壓射比壓
鑄件壁厚/mm
≤3
>3
構(gòu)造簡單
構(gòu)造紛亂
構(gòu)造簡單
構(gòu)造紛亂
壓射比壓/MPa
30
40
50
60
(2) 速度參數(shù) 在壓室內(nèi)壓射沖頭鼓動金屬液挪動轉(zhuǎn)移的速度成為壓射速度。壓射速度分低速壓射速度和高速壓射速度兩個(gè)階段。低速壓射速度可根據(jù)澆注到壓室內(nèi)的金數(shù)量若干而定，而鋅合金的高速壓射速度可按表2-14來拔取。
表2-14 鋅合金的高速壓射速度
鑄件構(gòu)造特征
簡單厚壁件
普通鑄件
紛亂薄壁件
壓射速度/m·s-1
10～15
15
15～20
(3) 溫度參數(shù) 溫度參數(shù)有澆注溫度和壓鑄模預(yù)熱溫度兩種。鋅合金的澆注溫度可根據(jù)鑄件的壁厚和鑄件的紛亂水平而定，如表2-15所示。鋅合金的壓鑄模的處事溫度見表2-16。
表2-15 鋅合金的澆注溫度
鑄件壁厚/mm
≤3
>3
構(gòu)造簡單
構(gòu)造紛亂
構(gòu)造簡單
構(gòu)造紛亂
澆注溫度/℃
420～440
430～450
410～430
420～440
表2-16 鋅合金壓鑄模的處事溫度
鑄件壁厚/mm
≤3
>3
構(gòu)造簡單
構(gòu)造紛亂
構(gòu)造簡單
構(gòu)造紛亂
預(yù)熱溫度/℃
130～180
150～180
110～140
120～150
賡續(xù)處事溫度/℃
180～200
190～220
140～170
150～200
(4) 時(shí)光參數(shù) 金屬也充斥型腔后，在壓力作用下使鑄件完全凝集的時(shí)光成為持壓時(shí)光。從持壓結(jié)束到開摸頂出鑄件為止的時(shí)光為留模時(shí)光。鋅合金的持壓時(shí)光見表2-17，而留模時(shí)光見表2-18。聽聽鍍鋅絲。
表2-17 鋅合金的持壓時(shí)光
壁厚/mm
<2.5
2.5～6
持壓時(shí)光/s
1～2
3～7
表2-18 鋅合金的留模時(shí)光
壁厚/mm
<3
3～5
>5
留模時(shí)光/s
5～10
7～12
20～25
(5) 壓鑄用涂料 涂料的作用是防止液態(tài)金屬對壓鑄模的直接沖刷、降高壓鑄模的導(dǎo)熱性以利于合金液的充型以及對壓鑄模活動部門起光滑作用。因而涂料應(yīng)知足如下哀求：高溫時(shí)具有優(yōu)秀的光滑性；對壓鑄模和壓鑄件質(zhì)料沒有腐蝕性；高溫不析出，也不領(lǐng)悟出無害氣體，同時(shí)也不殘留污物，普通采用30#和40#的錠子油作為壓鑄鋅合金的光滑劑。可以遵照氧化鋅：水玻璃：水=5：1.2：93.8的比例配置涂料用于鋅合金鑄件。
(6) 壓鑄模零件常用質(zhì)料 壓鑄模零件常用質(zhì)料拔取的原則是耐高溫、導(dǎo)熱性高、收縮系數(shù)小、熱措置變形量小、淬火機(jī)能好、加工機(jī)能優(yōu)秀。鋅合金鑄件壓鑄模零件常用質(zhì)料見表2-19。
表2-19 鋅合金鑄件壓鑄模零件常用質(zhì)料
成型及澆注
各種模板
體系零件
頂出機(jī)
構(gòu)零件
普通頂
出用板
齒輪、齒條
模座模架及齒軸
質(zhì)料
T10A
5CrNiMo
3Cr2W8
45鋼
T7A
Q235
45鋼
T10A
T8A
9Mn2V
45鋼、Q235
鑄鋼
中強(qiáng)度灰鐵
熱措置硬度
HRC
44～48
必要時(shí)
40～45
50～55
40～45
2.4 其它鑄造鋅合金
2.4.1 砂型鑄造
鋅合金的砂型鑄造的特征是：①澆注溫度寬，可在小于675℃的高溫下澆注；②鑄型的吃砂量較?。ㄉ白佑昧繛殍T鐵件的一半）；③打箱時(shí)光長，試驗(yàn)講明，鋅合金在5～120min畛域打箱，對合金的力學(xué)機(jī)能簡直無影響；④型砂的水分含量允諾較寬，澆注溫度在565～737℃畛域內(nèi)，聽說熱鍍鋅鋼絞線。型砂含水量在4.5%～8%畛域?qū)辖鸬目估瓘?qiáng)度簡直無影響。
2.4.2 擠壓鑄造
擠壓鑄造是借助擠壓鑄造機(jī)上的壓頭把澆到型腔中的金屬液擠壓成型的一種鑄造要領(lǐng)。擠壓鑄造的特征是鑄件外部氣孔、鎖孔等缺陷少，組織致密，晶粒細(xì)化，組織勻稱；鑄件有較高的尺寸精度，有較小的外表粗拙度；在壓力下凝集，有益于防止裂紋缺陷；另外其工藝出品率高達(dá)90%以上。臨盆率高，處事環(huán)境好。但不宜制造紛亂鑄件。
擠壓鑄造機(jī)的焦點(diǎn)部門是鑄型。遵照鑄型的擠壓方式不同，擠壓鑄造機(jī)可有柱塞鑄壓式、直接加壓式、直接加壓式及旋轉(zhuǎn)加壓式四種類型。柱塞加壓是用柱塞施加于合金液面并保壓，鑄件的成型是在澆注中殺青的。直接加壓是在擠壓合型時(shí)成型壓頭使部門合金液向上活動填充型腔。直接加壓是將部門合金液擠入閉合的型腔中。旋轉(zhuǎn)加壓是向半開的楔形型腔中澆注合金液，轉(zhuǎn)動鑄型使其合攏，合金液被擠壓飛騰而充斥鑄型。但目前我國無公用擠壓鑄造機(jī)。鋅合金所用鑄型質(zhì)料見表2-20。擠壓鑄件惟有在鑄件外表哀求很光亮或容易發(fā)生外表缺陷的部位留有加工余量，加工余量普通為0.5～2.0mm。
表2-20 鋅合金所用鑄型質(zhì)料
鑄型部件
鑄型質(zhì)料
凹型鑲塊
5CrNiMo 5CrMnMo4Cr5MoSiV14Cr5MoSiV
壓頭芯子
4Cr5MoSiV1 5CrNiMo
頂桿套筒
5CrMnMo40CrT8～T10
擠壓鑄造的基礎(chǔ)進(jìn)程為：首先預(yù)熱鑄型，然后涂刷涂料；合金液定量澆入鑄型并舉行加壓保壓；保壓到必然時(shí)光后卸載冷卻，頂出鑄件。加壓所必要的臨界比壓見表2-21。擠壓工藝參數(shù)見表2-22。
表2-21 加壓所必要的臨界比壓（MPa）
擠壓鑄件類型
大空腔鑄件
小空腔鑄件
實(shí)心鑄件
液態(tài) 薄壁件
厚壁件
40
30
50
40
60
50
液固態(tài) 薄壁件
厚壁件
100
80
90
70
110～120
80～100
表2-22 擠壓工藝參數(shù)
質(zhì)料
模具溫度/℃
澆注溫度/℃
比壓/MPa
保壓時(shí)光/s
ZA13Cu2TiReMg
120～165
540～580
100～280
40～60
ZA27Cu2TiReMg
100～200
550～650
65～320
40～60
ZA27
130～150
550～620
60～320
40～60
2.4.3 永久性鑄造
永久性鑄造是將液態(tài)金屬澆注到金屬鑄型或石墨型中并倚賴重力充型的一種鑄造要領(lǐng)。這種要領(lǐng)可以用來臨盆具有優(yōu)秀外表質(zhì)量的嚴(yán)密精鑄件，而且可制的尺寸小到25mm大到1.3m的鑄件。永久性要領(lǐng)的充型時(shí)光要比壓鑄要領(lǐng)長，充型速度小，于是乎采用永久性鑄造要領(lǐng)的臨盆周期要比壓力鑄造要領(lǐng)大好幾倍。永久性鑄造由于充型慢慢及高壓凝集，會使外部的構(gòu)造組織變粗，從而招全力學(xué)機(jī)能變差，而且不能鑄造精度極高的鑄件，熱鍍鋅加工。也不能制造較薄的鑄件，金屬活動時(shí)錯(cuò)雜水平小，從而其縮孔小。
金屬型鑄造的類型很多。遵照分型面的職位地方劃分有整體金屬型、水平分型金屬型、垂直分型金屬型及多面金屬型。整體金屬型無分型面，適用于外形簡單、有較大斜度的中小鑄件。水平分型金屬型由兩半型扣合而成，這種鑄型在臨盆中用得較為普通。垂直分型金屬型由垂直的兩半型組成，這種鑄型排氣容易，散熱性好，開閉利便，適用于軸線對稱形勢的鑄件。金屬型的瑕玷是不透氣。金屬型鑄造的基礎(chǔ)進(jìn)程是：根據(jù)所用涂料，預(yù)熱鑄型至120～150℃；鑄型加熱至230℃，有時(shí)到300℃；根據(jù)鑄件種類，在高于液相線100～150℃的溫度下澆注；澆注完畢后向冒口中注入高溫金屬使冒口和補(bǔ)縮通道末了凝集；冒口凝集后即可脫模。鋅合金所用的金屬型質(zhì)料可采用鑄鐵或鑄鋼。
石墨型質(zhì)料的質(zhì)量對石墨型鑄造極為重要，于是乎哀求石墨型的材質(zhì)具有：機(jī)械機(jī)能高、耐磨損；密度高、氣孔少，從而使鑄型具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性；外表形態(tài)優(yōu)秀。
2.4.4 半固態(tài)鑄造
金屬成型工藝按成型對象為固態(tài)或液態(tài)分為兩種，一種是完全的液態(tài)成型，即為老例的鑄造工藝；另外一種是完全固態(tài)的金屬成型，即為鍛壓或擠壓。而半固態(tài)鑄造是介于二者之間的加工要領(lǐng)，是指在金屬或合金凝集中，是以劇烈的攪拌以使初生固相碎化，造成流變漿料即固相與液相共存，然后鑄造成型的一種質(zhì)料加工要領(lǐng)。
半固態(tài)鑄造可分為半固態(tài)流變鑄造和半固態(tài)攪融鑄造。半固態(tài)流變鑄造是欺騙融化的爐料批量制備或連續(xù)制備流體漿料，然后直接澆注成型的要領(lǐng)。而半固態(tài)攪融鑄造是欺騙流變鑄造臨盆所得的錠料重新加熱融化，然后壓鑄成鑄件的要領(lǐng)。攪融性是漿體在必然時(shí)光內(nèi)粘度隨剪切率增加而低沉的特性。半固態(tài)流變鑄造常常與壓鑄連接在完全，漿液在半固態(tài)金屬連續(xù)制備器中連續(xù)或半連續(xù)制造進(jìn)去，然后定量的將漿液直接送到冷室壓鑄機(jī)的壓射室及第行壓鑄，這種要領(lǐng)稱為半固態(tài)擠壓鑄造。根據(jù)半固態(tài)漿料制備的要領(lǐng)不同，半固態(tài)鑄造又可分為機(jī)械攪拌、電磁攪拌等應(yīng)變誘發(fā)融化激活等。
半固態(tài)鑄造的優(yōu)點(diǎn)是：產(chǎn)品的質(zhì)量高，其來源是金屬在進(jìn)入壓型之前已呈半固態(tài)，看看合金材料。氣孔及疏松已很少，另外液體的粘度較高，能防止金屬的飛濺及吸氣。再者就是合金的晶粒較為微細(xì)；刪除了對模劇的熱沖擊，來源是合金自身的溫度低沉及成型速度快，還有對壓型的導(dǎo)熱系數(shù)低沉有干系。
典型的流變鑄造裝置有感應(yīng)器、攪拌器及坩堝組成。攪棒以方形為好，用氧化鋁制成，也可用富鋁紅柱石和二氧化硅組成的質(zhì)料制成。經(jīng)過議定調(diào)度半固態(tài)金屬連續(xù)制備器的漿料流出速率即可局限漿料溫度以及固態(tài)組分的比例。進(jìn)步漿料的流出速率可刪除合金在混合室的盤桓時(shí)光，因而能低沉固態(tài)組分的比例。半固態(tài)擠壓鑄造的鑄造體系包括兩個(gè)裝置即漿液連續(xù)制備器和鑄造機(jī)。使用惟有一個(gè)攪拌室的典型的漿液連續(xù)制備器是將熔融金屬裝在底部開孔的加熱室中；使用有三個(gè)攪拌室的漿液連續(xù)制備器時(shí)，液體金屬置于坩堝中，合金可以經(jīng)過議定坩堝外部的感應(yīng)線圈加熱及保溫。半固態(tài)擠壓鑄造的鑄造體系裝置可以成批或連續(xù)制備半固態(tài)金屬，在迫近攪拌室鄰近設(shè)有保溫室，保溫室經(jīng)過議定環(huán)繞在外面的感應(yīng)線圈加熱，保溫室可以是半固態(tài)金屬連結(jié)必然的比例。
攪融鑄造裝置和流變鑄造是不同的。典型的攪融鑄造裝置包括壓鑄機(jī)、感應(yīng)爐及軟度指示計(jì)。軟度指示計(jì)是用來測定加熱錠料的軟度。經(jīng)過議定軟度指示器探頭的挪動轉(zhuǎn)移的快慢、或經(jīng)過議定將必然分量的探頭拔出可以確定最?合于舉行壓鑄的實(shí)在時(shí)光。
漿液連續(xù)制備器的工藝參數(shù)有剪切率、初期凝集進(jìn)程的冷卻速度及固相率。這些參數(shù)可以經(jīng)過議定更動裝置的構(gòu)造和操作參數(shù)，分析在完全決策了半固態(tài)合金的組織、粘度及流變性等。對攪拌室做環(huán)狀剪切的平均剪切率ε可按公式2.4計(jì)算：
（公式2.4）
式中k為攪棒的半徑與攪拌室直徑之比；
Ω為角速度。
平均冷卻速度v可按公式2.5來舉行計(jì)算：
（公式2.5）
式中 為凝集畛域；
t為局部凝集時(shí)光。
在出現(xiàn)初生固溶體時(shí)，合金在攪拌室中的平均冷卻速度vg可以按公式2.6來舉行計(jì)算：
（公式2.6）
式中vg為金屬漿液中出身固體的比率；
為液相溫度與入口溫度之差；
tg為攪拌室內(nèi)的平均盤桓時(shí)光。
可以經(jīng)過議定在漿液的入口用熱電偶測定，也可用定量金相技術(shù)測定。金相技術(shù)測定的要領(lǐng)是：測定經(jīng)過水淬的漿液中的固相比率，然后將測定的畢竟作出固相組分與凝集溫度的干系曲線。
2.4.5 離心鑄造
離心鑄造是將融化的金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄模中，在向心力的作用下舉行冷卻、結(jié)晶凝集成型的一種要領(lǐng)，能夠使鑄模旋轉(zhuǎn)的設(shè)備為離心鑄造機(jī)。
離心鑄造的優(yōu)點(diǎn)是：液態(tài)金屬在向心力的作用下結(jié)晶，組織致密且機(jī)械機(jī)能高；氣體及渣子浮在金屬液外表，不易發(fā)生縮孔及攙和缺陷；液體在向心力作用下充型，能夠澆鑄成型鑄件和薄壁鑄件；可以不消芯子制成筒形鑄件；不采用澆注體系，鑄件出品率高；臨盆本錢低，臨盆效率高。但其也有容易發(fā)生偏析、難以鑄造紛亂鑄件這樣的瑕玷。
離心鑄造設(shè)備可分為通用型和公用型兩種。通用型常用的有臥式懸臂離心鑄造機(jī)、臥式滾筒離心鑄造機(jī)及立式離心鑄造機(jī)。臥式懸臂離心鑄造機(jī)的主要機(jī)構(gòu)有鑄型、主軸、機(jī)座、皮帶輪及電機(jī)。臥式滾筒離心鑄造機(jī)由筒形鑄模、滾輪、主軸及電機(jī)組成。立式離心鑄造機(jī)主要由傳動裝置和鑄模裝置兩部門組成。
對離心鑄模的基礎(chǔ)哀求是：能捍拒高溫作用，耐急冷急熱性好；導(dǎo)熱性好，易切削加工；質(zhì)料本錢低，來源廣?？创\合金來說，離心鑄造時(shí)，金屬型用得對照多。
臨盆中計(jì)算鑄型轉(zhuǎn)速見公式2.7：
（公式2.7）
式中n為鑄型轉(zhuǎn)速（r/min）；
β為校正系數(shù)；
γ為鑄造合金的重度（N/m3）；
r0為鑄件的內(nèi)半徑（m）。
鑄造鋅合金質(zhì)料在傳動件產(chǎn)品上仍然獲得普通應(yīng)用，取代保守的銅合金和巴氏合金制造軸套（軸瓦）、蝸輪、螺母、滑塊等各種耐磨、減摩零件，本錢比錫青銅低40%，比巴氏合金低60%使用壽命高 出1.5至4倍，也大大進(jìn)步了機(jī)械機(jī)能。
實(shí)例：以下圖片為許昌眾力合金制品無限公司臨盆的回轉(zhuǎn)窯托輪軸瓦
回轉(zhuǎn)窯軸瓦