【doc】锌压铸合金质量与生产工艺探讨

【doc】锌压铸合金质量与生产工艺探讨 锌压铸合金质量与生产工艺探讨 25卷第a 19~37年11日 C71,25-(l 株?科技 SC[ENCE&TECHNOLOGYOFZH(.VZH(II一-I-'LTER Vd.26a NOv.1997 连择迪来趄精;为了保证和提高合量的使日性能一对生产工艺的控制迪束迪严.人 们逐渐认 识到熔炼过程中温度和气氟控制的重要性,覆量卉{和清渣荆的使用也被推行.速 无疑地可既 使夸金的质量将到提高. 关键芏兰苎全宝兰!, 1前言 懈鼹禾1 锌压铸合金从本世纪二十年代被采用以 来,品种不断增多,用量不断扩大,已经形成 系列合金,并被用于许多工业部门.锌压铸合 金具有许多其他压铸合金所缺乏的优点.这 些优点包括铸造速度快,温度低,能耗小,铸 模寿命长.另外,这些合金也能用于热压室压 铸机,因此比必须在冷压室压铸机中铸造的 铝合金的生产速度快得多.锌合金好的铸 造性能造就了经济合理地生产薄壁压铸件. 锌压铸合金的压铸件有着良好的铸造表面, 莆电扣\ 而且容易进行表面加工和电镀.因此,对其使 用能够长盛不衰. 这些 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的锌压铸合金中,社会评价最 好的是3合金,接着是5'合金,7合金,其 次是2合金.后面3种合金与3合金之间的 差异是限定了某些元素的含量,而这些化学 元素为合金提供了一定的所希望的性能值. 由于长期生产和使用,对这些合金的研究已 达到相应的深度,其化学成分已经标准化(见 表1),而且在美,英,德,法,加,澳,日等发达 国家都趋于一致.锌压铸台金的物理性能于 表2所示.通常使用的2,3',5和7'合金 表1压铸用的锌台金锭的化学组成,口/ 注:1.引用标准:ASTM船40 2.锌压铸台金中Nj,Crsi及Mn的质量分描各不大于(Y4j:0.2.0.2,0.35厦0.05.这些 元秉含量在此 下无害. 2株冶科技第25巷 在室温下的机榆陛质于表8与示 表3压铸锌合金的机械性质 注:时效为96?,10天.表中数据为20'C时的值 2用户通常反映的质量问题 锌压铸合金的质量标准尽管已渐趋统 一 ,其成分要求大致相同,但不同厂家生产的 压铸合金在用户中使用的效果却存在差异. 对有些厂家的合金反映良好,有的就较差.通 常情况下,反殃的主要问题有:在液态时流动 性不佳,在压铸过程中显得走水不足;锌渣较 多;有的合金还对压铸件的表面状况产生某 些不良影响,绐后续加工带来一定困难,例如 在抛光后显出压铸件的表面缺陷,出现电镀 缺陷等等. 以上问题,有的与压铸厂家的压铸工艺 参数的控制有关,有的则可能是由于合金本 身的质量因素而引起的,需要区别情况加以 处理.作为压铸合金的生产者理应提高合金 质量以适应压铸件生产者的要求.在可能条 件下,还应帮助压铸件生产者调整工艺参数, 使其更好地使用自己的产品. 3几家锌压铸合金的实物成分 及其质量分析 表4列出了三家锌压铸合金厂生产的3号 合金韵实际化学成分.其成分范围均在表l所 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的范围之内,但是台金组成元素的含量 的波动范围存在着差异,杂质含量也有所不 同.用户反映A厂最好,B厂较好,c厂一就要差一 些. 应当指出,以上三家的锌压铸合金的化 学成分均符合相应标准,其杂质含量远远低 于标准的允许含量,其产品是符合标准的,但 .在市场竞争形势下,在世界范围内,各厂家都 在设法提高产品的内在质量,在化学成分方 面也要比标准严格得多,但严格程度有所不 同,再加上其他因素的影响,在使用效果上就 会显出差别.A厂的锌压铸台金在化学成分方 第3期何英凤:锌压铸合垒质量与生产工艺探讨3 注;B厂标准规定o【Mg)=0?03,006. 面有两大特点,其一是合金添加元素的相对 稳定,波动范围小.(A1)在4.O,4.2间 波动,CO(Mg)则基本稳定在0.05.其二是杂 质成分相对较低.这无疑地对压铸工艺条件 的稳定有利. 4提高质量的途径 4.1锌压铸台金中主要元素的影响 在锌压铸合金中作为合金元素加入的有 铝,镁,铜等,杂质元素主要有铁,铅,锡,镉等 它们不同程度地影响着合金的性能,因此必 须控制在合理的范围之内. 铝是锌合金最重要的合金元素.锌中加 入0.02的铝,即可减少锌的氧化,提高锌锭 表面质量;加入0.1的铝即可抑制FeZn~性 化合物的生成,减少锌锭脆性,同时还可减轻 锌对铁模壁的侵蚀.加人较多的铝则明显提 高合金的强度和冲击韧性,(A1)为4, 5时,合金的综合性能(包括强度,冲击韧 性,流动性)最好..(A1)为4%的锌合金挤压 后的抗拉强度可达3001~fl:'a,延伸率达30.有 人在进一步研究后指出,co(A1)超过4.5% 时,合金的冲击韧性下降很多,对其他性能影 ,机械性能下降, 响不显着.(A1)超过5时 合金变脆.而低于3.5%,合金流动性变差,热 裂和收缩量增加.由此看来A厂把含铝质量分 数控制在4.0,4.2范围内,比另外两个 厂要更合理一些. 镁是锌合金中另一个重要的添加元素. 它在锌中的固溶度趋近于零.可与锌形成硬 而脆的化合物.当镁的加入量大于或等于 0.005时就可以显着提高锌板冷轧后的强 度,对合金的蠕变性能也有很大改善.镁也是 改善锌铝合金耐蚀性的比较有效的元素之 一 ,可以明显削弱杂质的有害作用.有资料指 出,其加入量以0.?左右时,效果最好.这 也与A厂的成分控制相一致. 铜能提高锌的硬度,强度和冲击性能,也 有削弱有害杂质不利影响的作用.是某些铸 造锌合金的必加元素.其(cu)大于4时, 则会引起冲击韧性下降;由于铝存在而产生 晶间腐蚀;尺寸稳定性变差等弊端. 锌合金中常见的杂质主要有铁,铅,锡, 镉等. 铁在锌中的固溶度很小.当u(Fe)为 0.018时,在419'C时发生生成z?与FeZn7共 4株净科技25置 晶反应.铁可明显提高锌的再结晶温度和锌 的硬度.铁降低锌在铸造时的流动性并使锌 锭表面质量变羞.铁的存在还导致锌的机械 性能变差,抗腐蚀性能降低.因此铸造锌合金 中对铁的含量要求越来越严. 在锌压铸台金中铅,锡,镉也是有害杂 质,万分之几的含量即可使合金强度下降,产 生晶间腐蚀,体积和尺寸发生变化.但它们在 舍金中的含量有限,一般都不会超过限量,造 成有害影响. 4.2提高锌压铸台金的途径 4.2.I稳定合金的化学成分 稳定合金的化学成分包括两个方面的内 容,一是要求台金的主要化学元素的含量稳 定;二是要求在经济合理的条件下,杂质元素 含量尽量低. 在台金主成分方面.某厂生产的3'台金 台Al质量分数波动范围小,.(Mg)基本稳定, 主成分zn也比别的厂家稳定,就比较受用户 欢迎. 在杂质控制方面,除Fe以外的其他有害 元素如Pb8n,cd等,在正常生产条件下,含量 较小,还不足产生不利影响.Fe在有关标准 中是放的最宽的,以3合金为倒,如在ASTM B,240标准中规定CO()不大于0.075,在GB 8738—88标准中规定不大于0.03.大部分 用户也接受这样的标准.但是有些用户提出 了更严的要求,最高要求严格到m(Fe)? 0.Oo3.部分合金生产厂也按此要求生产, 而且达到了这一要求.可见铁对台盒性能的 影响已经引起重视,要求也趋于严格,台金生 产厂必须适应之. 铁主要由原料,操柞工具带人合金中.若 用铁质坩锅生产.则坩锅也是重要的铁的来 源.用于生产锌压铸合金的锌和铝中均含有 ,合金产品 F&某厂以0锌和Aoo铝为原料 中(He)在0.0015,0.005%之阉,平均值 为0.00298,另一个厂铝原料中含铁量稍低 一 些,其台金含Fe质量分数在O.002, 0.003之间.平均值为0.0026.原料中理 论含铁量高于产品中的含铁量,这可能是因 为铝中含铁实际上要低一些之故,另外在合 金熔制的除渣过程中可能除去了一部分铁. 为了保证台金中Fe含量较低,当选用含Fe量 较低的铝,当然亦要考虑到经济上的合理性. 由于锌液对铁舶侵蚀作用,铁质工具和 铁质坩锅的使甩可能使台金中含铁量增高 某厂试验表明,用铁质坩锅在500~583?温 度内熔化电锌,可使锌中含Fe质量分数增加3 , 4倍.因此,当使用铁质工具和坩锅时,应 溶保护层. 4.2.2严格合金熔炼工艺 为了提高锌压铸台金的质量,改善其使 用性能,严格其熔炼工艺是十分重要的一个 环节.在以往的文献中,对熔炼工艺的论述不 多.大多数厂家接常规操作.随着技术的进步 以及用户要求的不断提高,人们对熔炼工艺 控制认识加深,因而对熔炼工艺的要求也日 趋严格. 4.2.2.1对炉料的要求 为了防止锌合金的"老化",必须控制有 害杂质的进人量,其中危害最大的元素,锡, 铅,镉,铟四种元素要予以特别注意.除了选 用高纯度的原料外,还应严格控制熔炼过程, 防止有害杂质混入,对回炉料的成分及有害 杂质应经分析,确定其含量后再使用.随着用 户对合金中铁的含量日益严格,还要尽力避 免铁的混人,铁质工具最好涂以保护层. 4.2.2.2对熔炼温度和气氛的控制 锌熔点低,沸点低,易挥发,也易氧化.其 蒸汽压与温度的关系如表5所示.锌与空气在 室温下虽然不怎么起反应,但在高于473K时, 则会被迅速氧化.在熔炼温度下,锌的氧化更 加剧烈.实践表明,锌过热时对合金的组织和 机械性能均有不利影响其根本原固就可能 在此.因此有必要控制合金熔炼的温度和气 z何英风:锌压铸合金质量与生产工艺探讨5 氛.有资料指出,熔炼温度以440,480?为 宜,并且应加覆盖剂.最简单的覆盖剂是木 炭,它不仅可使锌液表面与空气隔开,而且可 起还原剂作用,使部分氧化锌还原.常用的清 渣除气剂是氯化铵,其效果尚可,但对生产环 境的污染较大,因而近几年来不断地有新型 除渣剂问世,不过价格较贵. 4.2.2.3合理进行浇铸 台金熔炼过程完成之后的浇铸过程也要 加注意.一般用采的倾倒式的浇铸方法容 易使合金液带渣,在锭模中虽有一次捞渣, 因在锭模中冷凝较快,渣与合金的分离不很 彻底,这会使压铸台金在使用时渣量稍稍增 加.较好的浇铸方式应要避开台金渣层,并尽 量使合金液在浇铸过程中流程短,落差小. 5结语 人们对锌压铸台金的要求已经高于通常 的标准规定,作为合金的生产者必须适应这 一 要求而不断提高台金质量.合理选料和严 格熔炼工艺过程的管理是必由之路.采用较 低的熔炼温度,控制熔炼气氛为中性或还原 性,采用较先进的覆盖剂和清渣除气剂等不 失为较为有效的手段. 参考文献, 1《重有色童属材料加工手册》壕写组.重有色盘属材料加 工手册,第二舟册.北京:冶金工业出版社.1978. 2《压铸拄术简明手册》蝙写组.压特技术简明手册.北京; 国防工业出版社.1980. 3和田次郎.亚钳合盒工学的性质J铅_业聿f}.1991.3, (160) JP09003556一A 烧结机生产操作变化控制的确定 为了便于烧结机生产操作变化的控制, 把实际生产数据与对照表进行对照,对照表 罗列了操作与生产数据的对应关系,从而可 以确定操作的变化,通过摹拟获得改变的生 JP02580180一B2 产操作和加权摹拟生产数据,然后选定其最 佳生产数据,进行操作. 用途:迅速而准确地对烧结机生产进行 控制.魏文武供稿 具有强抗热性的铜碲合金的生产 这种铜碲台金成分如下,w(B)/%:'re 0.0025~0.004,020.002,其余为铜(及难 避免的杂质.在200~390C或680~950C 下进行结晶处理可获得此台金. 用途:,因为它具有较好的抗热性,强度 及散热性,所以可用于汽车散热片,或半导体 收音机的框架. 魏文武供稿