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2024-04-07
一、鋅合金概述
●堅硬牢固
●導電性高
●傳熱性高
●低成本原材料
●精確穩定的立體性
●良好的薄壁性能
●冷卻性能好，易于連接
●高品質成品
●超強防腐蝕
●環保型，可循環使用
參照指數: 1=最高指數, 5=最低指數
A抗高溫分裂。
合金抵抗溫度變化、熱脹冷縮時產生的壓力的能力。
B抗冷斷裂，變形。
合金在低溫環境中，抵抗變形，斷裂，彎曲的能力。
C機械加工與質量。
切割，切割片特質，成品質量和工具壽命的綜合評定。
D電鍍加工與質量。
在正常操作下，模鑄接受和保持電鍍的能力。
二、壓鑄鋅合金
零件結構設計者應把下文中提到的鋅合金的蠕變性考慮在內。這類合金的防潮和防震的性能比鋁合金更強。
NO.1
2號鋅合金
2號鋅合金也被稱為Kirksite。它是這一族中最堅固的合金。但是由于銅含量較高，隨著時間的推移，將伴有老化特性。這一變化包括了20年后輕微的體積增長(0.0014mm/[inin])，伸展性和填充銜接能力有所降低。
雖然2號鋅合金是很好的模具材料，但是很少被壓模生產者采用。它的蠕變表現比其他鋅合金高，而且在發生老化之后，它仍保持了較高的堅硬和牢固度。
NO.2
3號鋅合金
3號鋅合金是鋅壓模的首選材料，在北美是最受歡迎的鋅合金。它平衡的物理和化學特性是最合乎需要的，尤其適合壓模鑄具，立體形體穩定，抗老化，這就是為什么大部分的模具都采用它為原材料。3號鋅合金的成品質量很好，適合電鍍，油漆和鉻鹽酸應用。是標準平均水平的壓鑄材料。如果要求更高堅硬度的材料，應考慮其他類型的鋅合金。
NO.3
5號鋅合金
5號鋅合金是歐洲最常用的鋅合金。由于含銅量較高，堅硬牢固度更強，而且在流失掉一部分伸縮性（持續延長）后，延伸性與3號鋅合金比較，它的強度有所增強。這種伸展度的降低，在第二工序中，將影響金屬的形態，例如彎曲，榫接，型鍛，卷曲，這些都是設計者應考慮到的。因為3號鋅合金的市場占有率很高，零件工程師在加固零部件時通常用3號代替5號。但是，如果是制作需要較高的延伸表現的產品，我們還是建議您使用5號鋅合金。雖然3號和5號鋅合金的蠕變指數相近，但5號鋅合金確實有更強的抗蠕變性，這兩類合金都適合弧線加工。當溫度升高到超出正常環境溫度時，而對零件的結構承受力又有特殊設計要求時，5號鋅合金相對來說是更好的選擇。
NO.4
7號鋅合金
7號鋅合金作為3號鋅合金的修正，提高了可壓鑄性、延展性和表層品質。大部分的7號鋅合金被運用于金屬元件，和對鑄模的成型在其隨后的裝配運作有特殊要求時，例如卷曲或打樁。更強的可壓鑄性，同時也適合薄壁的壓制。
有些鑄模要求更強的可壓鑄性，特別是復雜精細的零件，但是，這并不代表它需要特別的壓制要求。為了避免在分割切線過程中產生過度的火星，精確的沖模尺寸和參數是必不可少的。7號鋅合金的高品質伸展性也體現在制作過程中，但更多的是體現在二道工序里的修正磨平的操作。
NO.5
ZA-8號鋅合金
數值指標的大致鋁含量百分比顯示ZA 類合金明顯地比Zamak類的合金富含鋁成分。
ZA-8號鋅合金原先是為有著高品質成品和電鍍特質的永久模鑄合金而制的。它特別作為裝飾材料用途。雖然這種合金不如其他合金的模鑄特性好，但卻有著最優的堅硬牢固度和抗變形能力。就化學表現而言，ZA-8號鋅合金的堅硬牢固度和抗變形能力要比其他類熱煉鋅合金要強。這是唯一可用于熱室壓鑄的ZA類合金。
NO.6
ZA-27號鋅合金
由于ZA-27號鋅合金的含鋁較高，它只能用于冷室壓鑄。這類合金的堅硬度最高，在ZA族中密度最低。ZA-27在升溫環境中，與其他商業用途鋅類合金相比，提供了最強的設計承受力。它的承載和抗磨損力也很高。
NO.7
ACuZinc5型鋅合金
ACuZinc5型鋅合金由通用公司(GeneralMotors)研制。由于其銅含量的提高和鋁含量的降低,它的堅硬牢固度和抗變形能力都得到了顯著的改善。ACuZinc5型鋅合金的承載力也很好。
鋅變形 (在重壓下而拉長)指在一定時間內和壓力下的變形。一般有三個等級的變形：
第一等級-小而漸低壓力下的變形
第二等級-最弱但幾乎持久壓力下的變形
第三等級-升級壓力下的變形，通常導致斷裂
鋅合金的變形等級是一個隨時間呈曲線發展的行為。例如，變形拉力比率并不是持續的，即便是在低拉力情況下，而且在不同的時間段有不同的表現，因此造成了這一持續的曲線變化，所以鋅合金也不會有單一的彈性模數。持續載荷下的可承受力(拉力范圍)是以所要求的設計拉力的范圍為依靠的(延伸力百分比)。彈性模數的工作值和拉力范圍可以從室溫下的3號合金的伸縮變形試驗和金屬板變形試驗的曲線圖中獲得。因為3號和5號合金的變形值很接近，所以它們的曲線圖適用于這兩種合金。
例：a.如果設計拉力范圍的張力是0.2%而要求的工作壽命為5年，則拉力范圍是15.1MPa.b.100天和20.7MPa拉力產生0.1%的變形
這些數據可代入工程公式，但應注意，它們只適用于特殊溫度環境下的特殊承力。瞬時曲線代表的是應用壓力下即時產生的變形-當壓力消除時，即可恢復原狀。所有的其他曲線變化包括這一數值再加上蠕變，才導致總的變形。
和所有的合金一樣，壓力范圍并不是唯一作用于鋅合金的原因，工作溫度同樣可導致合金的蠕變。第一等級的的變形對3號合金的作用很小，因此第二等級的變形可用來估計合金總的伸縮情況，即長時間和強壓力環境下，第三等級的變形狀況。3號和5號合金的第二等級的變形，壓力、溫度關系分別在它們的圖表中顯示表明。應當注意的是，其他合金的第一等級的蠕變情況也是重要的，不應被忽視。
鋅合金難免老化，尤其在升溫環境中。試驗顯示經過兩年，合金在室溫環境中，高壓下，或存放于75-95°C環境中三年，會降低16%的蠕變伸縮性。因此0.8的因素應加入拉力范圍內。計算公式如下。
利用3號合金的數據，在工作溫度的條件下增加10°C可用來估計5號合金的變形值。例如，5號合金大致的變形環境比3號合金的變形環境高出10°C。
以下的公式可精確的計算出3號和ZA8鋅合金在25°C-120°C間的變形情況：
以上的公式中
σ=最高可承受力(Mpa)
T=溫度(K)
t=工作壽命(秒)
n=壓力指數=3.5
Q=活動能量=106kJ/mol=106kJ/mol
R=氣態常量=8.3143x10-3kJ/mol K
C'=從下表中獲得的常數
常數代入公式
以上的公式可計算出0.2%至1%范圍內任何蠕變情況的綜合壓力指數、溫度、蠕變壽命和50MPa內的壓力指數。
大部分的合金蠕變程度都是不穩定的。即便是兩個貌似相同的樣板，也有可能因其各自的蠕變壽命(伸縮范圍)的不同而不同，因此不論是試驗中或是公式中得出的數據，附加的一到兩個實際因素也應根據不同的情況考慮在內。
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