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东莞锌合金压铸如何从源头提升合金本征性能?

文章出处:公司动态 责任编辑:东莞市联庆五金制品有限公司 发表时间:2025-10-10
  

要提高东莞锌合金压铸的强度和刚性,需从“材料成分优化”“工艺参数改进”“热处理强化”“结构设计优化” 四大维度入手,针对性解决锌合金本身力学性能不足、压铸缺陷影响性能等问题。

东莞锌合金压铸

锌合金的强度和刚性由其成分(铝、铜、镁等元素含量)决定,通过调整元素配比或添加微量合金元素,可显著改善力学性能,是最根本的提升方式。
1. 提高铜(Cu)含量:增强强度与硬度
原理:铜是锌合金中的关键强化元素,可与锌形成 “CuZn₅金属间化合物”,均匀分布在锌基体中,阻碍位错运动(金属变形的核心机制),从而提升强度和硬度;
操作方式:
将常规 Zamak 3(Cu 含量 0.75%-1.25%)升级为 Zamak 5(Cu 含量 2.5%-3.5%),抗拉强度可从 280MPa 提升至 320MPa 以上,硬度(HV)从 80 提升至 100;
若需更高强度,可选用 ZA-8 合金(Cu 含量 0.75%-1.25%,铝含量 7.5%-8.5%),铝元素可与锌形成更稳定的 AlZn₁₁相,抗拉强度可达 380MPa,适合高温轻度负载场景(如发动机散热片);
注意事项:铜含量过高(>4%)会导致合金 “脆性增加”(冲击韧性下降),且铸造流动性变差(易出现缺料缺陷),需平衡强度与工艺性。
2. 精准控制镁(Mg)含量:抑制晶界腐蚀,提升稳定性
原理:镁可在锌合金晶界形成 “MgZn₂化合物”,阻碍晶界处的腐蚀反应,同时细化晶粒(晶粒越小,强度越高),间接提升强度和刚性;
操作方式:
常规 Zamak 系列镁含量控制在 0.03%-0.08%,若需强化,可将镁含量提升至 0.1%-0.15%(需搭配精炼剂去除杂质),晶粒尺寸可从 50μm 细化至 30μm 以下,抗拉强度提升 10%-15%;
避免镁含量过高(>0.2%),否则会形成 “Mg₅Zn₂Al₂脆性相”,导致合金冲击韧性大幅下降(从 30J/cm² 降至 15J/cm² 以下);
适用场景:适合对强度和耐腐蚀性均有需求的零件(如卫浴五金、汽车门锁组件)。
3. 添加微量强化元素:细化晶粒,优化组织
原理:通过添加微量钛(Ti)、锆(Zr)、稀土元素(Ce、La),可在合金中形成 “弥散分布的第二相粒子”(如 TiZn₁₅、ZrZn₂₂),这些粒子可阻碍晶粒长大(细化晶粒),同时提升晶界结合力,从而强化合金;
操作方式:
添加 0.01%-0.03% 的钛(以 TiCl₄或中间合金形式加入),可使晶粒尺寸细化至 20μm 以下,抗拉强度提升 15%-20%,且不影响铸造流动性;
添加 0.02%-0.05% 的稀土元素(如 Ce),可改善合金的铸造性能(减少氧化渣),同时提升高温稳定性(长期耐温从 100℃提升至 120℃);
注意事项:微量元素需精确控制含量(误差≤0.005%),否则易形成粗大夹杂(如 Ti 含量过高会生成 TiN 硬质点),反而降低强度。