锌铝合金

1.锌铝合金挤压锌铝合金具有以下优点：1、机加工性能优异：
快削挤压锌铝合金易被(车、铣、拉、刨、钻等)切削加工,而综合性能又接近铅黄铜，在国际上被盛誉为―白色黄铜‖。

该合金可用较高的切削速度和较深的吃刀量进行切削加工,切屑易断,对刀具磨损与60/40黄铜相当,被加工零件的光洁度和精度高，加工效率达到铅黄铜的75%以上，与现有黄铜加工工艺平行对接无障碍。

毛坯件无需特殊处理，可直接进行电镀或钝化处理。

2、表面处理效果佳：适应多种电镀工艺，镀铜、镀镍、铬、锡、银以及三元合金等均可，成品件无麻点、气泡，表面光洁度与铜件镀成品是十分相近，中性盐雾试验48小时无明显腐蚀现象，电镀成品率可达98%以上。

3、冷加工性能接近铅黄铜：机械性能接近甚至超过铅黄铜，抗压强度400~470 MPa、硬度100-140 HV、延伸率15-24%。

冷折弯90度不起皱，220℃——260℃红冲易成形不开裂无气孔无砂眼，扭力测试能达到大部分行业标准要求。

3、导电率好：导电率与H62相近，导电率>28%（IACS），超过普通H59等铅黄铜，在电子、电工、电气等行业有着广阔的应用前景。

4、性价比高：材料价格仅为HPb59-1的60%左右，材料比重仅为HPb59-1的70%左右。

使用快削挤压锌铝合金的材料，同一个成品工件成本仅相当于铅黄铜成本的40%。

在09年恶劣的经济环境中，大面积推广应用快削挤压锌铝合金，将极大缓解企业的资金压力，提升产品综合竞争力。

5、环保材料，轻松应对各国环保要求：SGS权威报告表明，快削特殊锌铝合，镉(cd)＜10ppm，铅（Pb）＜50ppm，其它有害物如汞(Hg)、六价铬(Cr6+)、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)未检出，完全符合RoSH 的环保标准。

每个批次订单均可按照客户要求提供SGS检测报告以及该批次的ICP 分析报告。

6、工艺平行对接；在自动车、简易数控车等加工环境的应用，无需调整工艺可直接进行加工，制程的稳定性高，良品率可控。

冲锻、抛光、折弯、铆接等后道工艺，现在能够提供客户成熟简单的解决方案。

挤压锌铝合金应用于以下部件：1、金属笔：笔嘴、掀头等；2、射频连接器：各类中低频连接件壳体、部分内导体等；3、电工：电器接插头、针等；4、灯具：接线端子等；5、锁具：锁芯、锁体及其冲压配件等；6、电容器：转轴等；
9、卫浴水暖：扁方龙头手柄盖帽、卫浴挂件、底座等；10、小五金零配件：如螺母、螺丝以及各种不同规格标准件等；11、汽车、摩托车零配件等……
2.锌合金压铸件与铝合金压铸件成本比较怎样？
如果结构及压铸工艺允许，当然用铝合金比较划算~~锌合金的比重是铝合金的2.5倍左右，而价格相当，所以就材料成本锌合金就比铝合金贵了两三倍。

现在很多企业为了节省成本，都想用铝合金替代锌合金，但是有些是不能替代的，因为锌合金的强度，硬度及成型性能都比铝合金好很多。

假如你的产品表面要抛光电镀，且要求很高的外观质量，那就不得不用锌合金的。

铝合金材质是很难达到很高的表面质量要求的，因为铝合金压铸成型性能较差，在制品表面易产品很多的气孔，电镀出来后表面质量很差。

压铸件内应力比较大。

放置一段时间会因应力释放产生变形。

应时效后处理后加工。

17锻件的一般锻造流程
锻件的一般锻造流程
有一锻件，材料为LC4，锻件质量0.382kg；毛料规格φ45×150mm，毛料质量0. 65kg。

锻件模锻斜度为外7°，内10°，垂直尺寸公差+1.2mm/-0.7mm，残余毛边每边允许至1.8mm。

Ⅲ类件，按A-A取低倍。

工艺过程如下：
（1）下料采用砂轮切割机下料，车端面，倒圆角R5。

（2）加热采用电炉加热，炉温（450±10）℃，加热保温时间136min。

（3）模锻模锻设备为6300kN摩擦压力机，首先在锻模的镦粗台上将坯料压扁至H=24m m，再在型槽内平放料进行模锻，并欠压2～3mm。

（4）加热炉温（450±10）℃，加热保温时间为30min（第二火）。

（5）模锻压至尺寸。

（6）加热炉温（450±10）℃，加热保温时间为10～15min。

（7）热切边
（8）酸洗按酸洗通用工艺规程进行。

（9）热处理按热处理工艺规程淬火、人工时效。

（10）酸洗按酸洗通用工艺规程进行。

（11）锻件修伤
（12）锻件检验100%检查材料牌号、外形及表面质量；100%检查硬度（HB≥140）；低倍检查。

磷化处理技术
磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。

磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。

1 基本原理
磷化过程包括化学与电化学反应。

不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。

虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。

在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理：
8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4 Me2Fe(PO4)2·4H2O(膜)+Me3(PO4)·4H2O(膜)+7Fe HPO4(沉渣)+8H2↑
Me为Mn、Zn 等，Machu等认为，钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。

这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。

随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步聚组成：
①酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低
Fe –2e→Fe2+
2H2－+2e→H2 (1)
②促进剂（氧化剂）加速
+ →[R]+H2O
Fe2++ →Fe3++[R]
式中为促进剂（氧化剂），[R]为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。

同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。

③磷酸根的多级离解
H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H+ PO43－+3H－（3）
由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43-。

④磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜
当金属表面离解出的PO43－与溶液中（金属界面）的金属离子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸盐沉淀
Zn2++Fe2++PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓（4）
3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2·4H2O↓（5）
磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集形而上学成磷化膜。

磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣
Fe3++PO43－=FePO4 （6）
以上机理不仅可解释锌系、锰系、锌钙系磷化成膜过程，还可指导磷化配方与磷化工艺的设计。

从以上机理可以看出：适当的氧化剂可提高反应（2）的速度；较低的H+浓度可使磷酸根离解反应（3）的离解平衡更易向右移动离解出PO43-；金属表面如存在活性点面结合时，可使沉淀反应（4）（5）不需太大的过饱和即可形成磷酸盐沉淀晶核；磷化沉渣的产生取决于反应（1）与反应（2），溶液H+浓度高，促进剂强均使沉渣增多。

相应，在实际磷化配方与工艺实施中表面为：适当较强的促进剂（氧化剂）；较高的酸比（相对较低的游离
酸，即H+浓度）；使金属表面调整到具备活性点均能提高磷化反应速度，能在较低温度下快速成膜。

因此在低温快速磷化配方设计时一般遵循上述机理，选择强促进剂、高酸比、表面调整工序等。

国内有色金属压铸模具普遍采用H13热作模具钢。

所谓热作模具是指对加热至再结晶温度以上的金属或合金进行塑性变形的和对液态的有色金属压制成型制造零部件的模具。

作为有色金属的压铸模具用钢一般应具有下述条件：
（1）具有较高的淬透性，热处理时可采用冷却强度较小的介质和具有较小的热处理变形；
（2）具有高的抗热裂性和耐热疲劳抗力，使模具经受激冷激热不易形成裂纹以及形成的裂纹不易扩展，避免模具失效；
（3）具有高的抗热软化能力和抗高温磨损能力，使模具保持一定的高温强度和尺寸稳定性；
（4）具有高的抗液态金属的粘焊（soldering）和化学冲蚀损伤，国内以熔化液态金属的熔损来表征。

要达到这些兼具高温强度和高韧度要求，又有较高的高温硬度和抗磨损能力，主要由钢的化学
成分决定，一般采用中碳含量（0.35～0.45％）和含Cr、W、M0和V等合金元素，合金元素总量在6~25%范围。

在美国，热作模具钢分为三种：铬热作模具钢、钨热作模具钢和钼热作模具钢，全部以H命名。

分别为H10～H19，H21~H26，和H42、H43。

用于Al合金压铸模的钢种，目前很普遍采用H13钢，它属于第
一种。

国内钢号为4Cr5M0SiVl。

以前国内采用较多的3Cr2W8V钢的热疲劳性和韧度显得不足。

H13钢的含碳量在0.5％以下。

美国AISI H13，UNS T20813，ASTMA681(最新版)的H 13钢和FED QQ-T-570的H13的含碳量都规定为（0.32～0.45）％，是所有H13钢中含碳量范围最宽的。

我国GB/T1299和
YB/T094中4Cr5M0SiV1和SM4Cr5M0SiV1钢号的含碳量为（0.32～0.42）％和（0.32～0.4 5）％。

德国DIN17350 、X40CrM0V5-1和WNr1. 2344钢的含碳量为（0.37～0.43）％，含碳范围较窄。

北美压铸协会
标准NADCA2本文转自07-90中对中高级H13钢的含碳量规定为（0.37～0.42）％。

铝合金压铸件表面处理
1、铝材磷化
通过采用SEM, XRD、电位一时间曲线、膜重变化等方法详细研究了促进剂、氟化物、Mn 2+, Ni2+, Zn2+, PO4;和Fe2+等对铝材磷化过程的影响。

研究表明:硝酸胍具有水溶性好，用量低，快速成膜的特点，是铝材磷化的有效促进剂:氟化物可促进成膜，增加膜重，细化晶粒;Mn2+, Ni2+能明显细化晶粒，使磷化膜均匀、致密并可以改善磷化膜外观;Zn2+浓度较低时，不能成膜或成膜差，随着Zn2+浓度增加，膜重增加;PO4含量对磷化膜重影响较大，提高PO4。

含量使磷化膜重增加。

2、铝的碱性电解抛光工艺
进行了碱性抛光溶液体系的研究，比较了缓蚀剂、粘度剂等对抛光效果的影响，成功获得了抛光效果很好的碱性溶液体系，并首次得到了能降低操作温度、延长溶液使用寿命、同时还能改善抛光效果的添加剂。

实验结果表明:在NaOH溶液中加入适当添加剂能产生好的抛光效果。

探索性实验还发现:用葡萄糖的NaOH溶液在某些条件下进行直流恒压电解抛光后，铝材表面反射率可以达到90%，但由于实验还存在不稳定因素，有待进一步研究。

探索了采用直流脉冲电解抛光法在碱性条件下抛光铝材的可行性，结果表明:采用脉冲电解抛光法可以达到直流恒压电解抛光的整平效果，但其整平速度较慢。

3、铝及铝合金环保型化学抛光
确定开发以磷酸一硫酸为基液的环保型化学抛光新技术，该技术要实现NOx的零排放且克服以往类似技术存在的质量缺陷。

新技术的关键是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物来替代硝酸。

为此首先需要对铝的三酸化学抛光过程进行分析，尤其要重点研究硝酸的作用。

硝酸在铝化学抛光中的主要作用是抑制点腐蚀，提高抛光亮度。

结合在单纯磷酸一硫酸中的化学抛光试验，认为在磷酸一硫酸中添加的特殊物质应能够抑制点腐蚀、减缓全面腐蚀，同时必须具有较好的整平和光亮效果
4、铝及其合金的电化学表面强化处理
铝及其合金在中性体系中阳极氧化沉积形成类陶瓷非晶态复合转化膜的工艺、性能、形貌、成分和结构，初步探讨了膜层的成膜过程和机理。

工艺研究结果表明，在Na_2WO_4中性混合体系中，控制成膜促进剂浓度为2.5～3.0g/l，络合成膜剂浓度为1.5～3.0g/l，Na_2W O_4浓度为0.5～0.8g/l，峰值电流密度为6～12A/dm~2，弱搅拌，可以获得完整均匀、光泽性好的灰色系列无机非金属膜层。

该膜层厚度为5～10μm，显微硬度为300～540HV，耐蚀性优异。

该中性体系对铝合金有较好的适应性，防锈铝、锻铝等多种系列铝合金上都能较好地成膜。