會員登錄|會員注冊|中文版|English
您當前位置:首頁>新聞資訊技術服務
Zamak12鋅合金的鑄錠鋁偏析和壓鑄​疑難應對 时间:【2014-7-31】 【打印此页】【返回

Zamak12鋅合金的鑄錠鋁偏析和壓鑄疑難應對


摘要:本文主要介紹Zamak12鋅合金鑄錠鋁偏低和偏高時的成分數據和金相圖;偏析時對壓鑄產品生產工藝和產品性能影響,壓鑄毛坯缺陷疑難和應對措施。

關鍵字:熔煉 鑄錠 成分 偏析 金相 壓鑄 毛坯 疑難 缺陷 模具 性能

前言:目前社會經濟形勢嚴峻的背景下,壓鑄加工業產品的精密化、輕量化、節能化和綠色化的生產要求不斷加強科學化,這是人類對環境和能源的保護、節約意識的提高;產品應用原料在不斷拓寬綠色、節能化。在這種趨勢下,五金行業產品,鋁基鋅合金壓鑄件有極大的優勢,其具有高強度、抗蠕變性能、良好阻尼性能,特別是高鋁基鋅合金產品中,Zamak12顯出了相當的優勢,鋅合金中趨Zamak8之上唯一能用來熱室快速壓鑄的材料。

Zamak12鋅合金原料,具有優質的性能,也有弱點的方面,因鋁的成分含量執行的標準中鋁元素有10.8~11.5%之高,因此在原料的鑄錠生產中鋁偏析是較為嚴重,小噸位熔煉爐和大噸熔爐的生產,鋁偏析的幅度大不一樣;經過試產結論,大噸位爐不適合生產Zamak12原料,因容量大保溫和放料時間過長,鋁質輕易上浮,爐前和爐底成分偏析大,也就是說小噸位熔煉爐因合金溶液量少,出料時間短,鋁成分爐上下偏析小,比較適合熔煉Zamak12高鋁鋅合金;以下以生產鑄錠中合金的元素成分和金相圖來分析原料組織結構,偏析在壓鑄生產工藝中的影響。

一、Zamak3和Zamak12鋅合金的組織對比:


圖1  Zamak12 圖2  Zamak3

1)從金相圖Zamak12和Zamak3的對比觀察,材料組織的葉狀圖2比圖1稀粗很多,晶體組

織圖1 比圖2細膩得多;由此看出,鋁元素成分越高晶體組織會呈現得越細膩,鋁成分少

自然Al-Zn相的晶粒稀疏分佈於合金結構中,即金相圖組織Zamak3偏粗;


圖3  Zamak12                 圖4  Zamak3

2)從斷面Zamak12和Zamak3的對比觀察,圖3比圖4晶粒細、色顯灰白,閃亮點細小;圖

4暗色泛藍,顆粒粗的外觀,這是由於鋁、銅元素成分Zamak12高於Zamak3表現出來的

組織結構;


圖5 Zamak12                  圖6  Zamak3


3)從錠料外觀Zamak12和Zamak3的對比觀察,圖5比圖6表面偏白、熱收縮痕跡寬大,這

是鋁基高的因素,溶點高凝固快,收縮範圍寬。


二、熔煉鑄錠澆注的偏析

1、鑄錠生產工藝中,由於鋁比重和母體鋅比重相對輕很多,在熔煉過程中鋁成分易析出浮面,因此在放料鑄錠需攪拌中進行,盡可能減少鋁成分在灌注中的偏析幅度;

2初鑄錠時的成分和金相圖:

1)抽檢某批次產品,從圖7的圖案,組織結構相對圖8葉狀粗大,這是鋁成分偏低因素;在鑄錠時合金液是從爐膛底部開始放料澆灌,因鋁成分比重小於鋅的密度,鋁元素質輕而易析出往上浮面,因此鋁成分底部小於上部分的鋁成分;


圖7:鋁低偏析相圖


2)生產中抽檢,某批次初時放料鑄錠時,樣品成分化驗如表1所示,參照ASTM B240-10

標準鋁成分含量呈低下限數據10.93%;


表1 鋁元素低偏析成分


样品

名称

元素含量

(Al)%

(Cu)%

(Mg)%

(Fe)%

(Cd)%

(Sn)%

(Pb)%

(Ni)%

Zamak12

10.93

0.95

0.026

0.027

0.0004

0.0005

0.0032

0.0008





3放料結束

3、某批次鑄錠結束時的成分和金相圖

1) 從圖8的圖案,組織結構相對圖細小,這是鋁成分高偏析原因,鋁成分偏高,合金晶粒結構細膩;


圖8:鋁高偏析相圖


2) 某批次抽檢放料鑄錠結束時,樣品成分化驗如表2所示,參照ASTM B240-10

標準鋁成分偏高上限11.45%.

表2 鋁元素高偏析成分表


样品

名称

元素含量

(Al)%

(Cu)%

(Mg)%

(Fe)%

(Cd)%

(Sn)%

(Pb)%

(Ni)%

Zamak12

11.45

0.75

0.031

0.032

0.0006

0.0008

0.0029

0.007





三、Zamak12鋁偏析對壓鑄的影響

1、低鋁和高鋁對使用工作溫度的影響:

1)低鋁含量時在壓鑄生產中,合金水可控制於460℃~470℃之間;

2)壓鑄機械熱作件相對耐用,不易腐蝕;

3)低溫壓鑄,縮孔減少;

4)減輕模具過熱,產品脫模順利;

5)高鋁含量,合金液必須控於470℃~490℃,弱點和以上第2)、3)、4)點有相反缺陷。

2成分對壓鑄件的影響

1)鋁高時,密度偏小,因縮水率偏大,有尺寸偏小的傾向;

2鋁偏低時,產品偏重,強度不足,抗阻尼和抗蠕變性能降低;

3鋁偏析大比鋁小時工作溫高10~20℃,相對影響毛坯的成形,且設備與工藝裝備易損。

3生產過程毛坯的缺陷和應對辦法

1)Zamak12鋅合金熔點大,工作溫度高,產品熱氣孔多,應對辦法是科學設置運水道,使用油溫機通過運水道均衡模具型腔溫度,使充型順暢飽滿,減少粘模;

2)鋁成分大,壓鑄易熱裂,並且易壓鑄缺料,充型澆道和內澆口必須根據產品的結構形狀科學開設和調節澆口;

3)壓鑄生產時模具型腔易熱蝕與粘型,頂針易燒傷折斷,這是由於過熱與應力集中引起,要減輕此現象,可科學選用高分子水性材料脫模劑,適當加濃生產噴塗使用;

4)抽孔鑲針易斷,是原料工作溫度高造成,凡深孔可改用鑽孔為宜。

四、Zamak12鋅合金原料的適用範圍和性能優勢

1、優點:

1)在同等的重量下,Zamak12鋅合金壓鑄件可比Zamak3增加2%以上的數量,這是輕量化、綠色生產的優勢;

2)生產成本比鋁合金與鎂合金壓鑄件小,成形工藝相對簡單,生產效率高;

3)表面處理工藝成熟成本低,產品結構棱角線比鋁合金清晰;

4)鑄件具有很好的強度;

5)比鋁、鎂合金壓鑄件模具有更長的使用壽命。

2適用範圍:汽車部件,手機外殼,離心機產品,空心工藝品,玩具,模型等;

3Zamak12鋅合金的趨勢:

1在使用鎂合金成本過重和鋁合金有成形局限性,Zamak12鋅合金壓鑄件的工藝,顯然非常具有優勢;

2隨著科技的發展,3C產品的配件阻尼性能、防震性能有很高的要求,Zamak12鋅合金被逐步用來熱室壓鑄生產;

3被形狀複雜件、薄壁件、表面光滑和尺寸精密的壓鑄件使用。

五、實例:

1、手機殼外觀件和內置件

1)結構特點:如圖9所示

a. 壁厚0.2~0.35㎜;

b. 結構複雜;

c. 細小骨位眾多;

d. 碰穿孔洞複雜繁多;

e. 內澆口開設周邊直邊壁薄;

2)強度要求高,不能變形;

3)與成品裝配,需保持良好的蠕變性能;


圖9


2、压铸难点:

1)难充型饱满;

2)细小骨位易粘模;

3)顶出易裂,易变形;

4)产品与内浇口处易有热孔。

3、生产与原料选择

1)初期生产时,选用了Zamak3锌合金原料生产,产品易变形和碰伤,且质量过重,不符合客户要求;

2)第二次生产选用Zamak12锌合金原料,经过多次的工艺改善,产品符合要求,特别是在成品的使用中,提高了阻尼和抗蠕变性能。

4、压铸疑难的解决办法:

1)生产过程中,压铸难点可参照第三条第三点解决办法;

2)了解客户产品功能、性能要求,正确选择生产原料,克服生产难点;

3)科学处理模具型腔热处理工艺,合理开设产品浇道。

六、结束语:

从以上的材料组织和案例分析可知,Zamak12锌合金铸锭的偏析,成分高低偏析对材料

组织的不同影响;铸锭偏析在压铸生产使用中有很大影响;文中介绍了毛坯缺陷的应对办法,

也分析Zamak12锌合金的性能优点。总的来讲,Zamak12高铝基锌合金在压铸使用技术历

史性新的突破,压铸件进一步提高耐磨、耐热、抗蠕变性能,其次在提高了阻尼性能、且在

高频率场合下使用的产品减振效果好。比镁合金产品加工成本低强度、硬度、伸长率和冲击

韧度高,但也有设备热作件与模具易热蚀等弱点;就行业现状,在如此严峻的经济大环境下

节能减排,科技创新,绿色生产的产品,才具有竞争的能力;随着高铝锌合金的广泛应用,

压铸领域技术攻克还需要不断的深入尝试、研究、学习和科学撑控。

CopyRight © 海興集團國際有限公司 All Rights Reserved 電話:(852) 24779834
地址:香港元朗西菁街20號益輝大廈18號地鋪粤ICP备14053330号 粤ICP备09052585号
網址:www.hoihing-group.com
二维码