一、纯锌锭和锌合金锭的核心本质差异
1、纯锌锭的成分几乎是100%的金属锌,只含有国标允许的极微量铅、铁、镉杂质,没有额外添加任何合金元素,熔点是419℃,常温下的力学性能很软,强度和硬度极低,直接用纯锌锭压铸出来的零件非常软,轻轻一掰就会变形,完全无法满足工业零件的使用要求。
2、锌合金锭是以金属锌为基础,按照标准比例预先添加了铝、铜、镁等合金元素,经过工厂专业预合金化熔炼铸造出来的专用合金锭,成分均匀稳定,熔点降低到385℃,常温下的抗拉强度可以达到200MPa以上,硬度大幅提升,完全满足工业结构零件的力学性能要求。
3、纯锌锭的铸造流动性很差,压铸过程中填充薄壁复杂模具型腔的能力不足,很容易出现浇不足、冷隔缺陷,而锌合金锭因为添加了优化成分,流动性得到质的提升,可以轻松压铸出0.5mm壁厚的超复杂精密薄壁零件,这是纯锌锭根本无法实现的性能。
二、压铸必须使用预合金化锌合金锭的核心原因
1、如果压铸厂直接用纯锌锭自己添加铝、铜、镁元素调配合金,很容易出现成分偏析,合金元素分布极不均匀,局部铝含量超标,压铸过程中浮渣大量增多,铸件内部气孔率飙升,废品率大幅上升,而专业锌合金锭生产厂的大规模预合金化熔炼,可以保证整炉合金的成分完全均匀稳定,每一块合金锭的成分偏差控制在0.01%以内,品质一致性极高。
2、纯锌锭的力学性能完全不达标,压铸出来的零件没有足够的强度和硬度,根本无法作为五金零件使用,而标准Zamak3号锌合金的力学性能完全满足绝大多数五金锁具、汽车零件的使用需求,零件的尺寸稳定性好,长期使用不会出现自然时效变形的问题。
3、直接使用纯锌锭调配合金,需要压铸厂额外配置复杂的合金成分检测设备,投入大量的化验人力成本,小批量生产根本无法保障成分精度,采购标准化的预合金锌合金锭,开箱就可以直接投入熔炼使用,不需要额外调整成分,生产效率大幅提升,综合生产成本反而更低。
三、添加铝、铜、镁元素提升流动性的核心原理
1、合金元素铝是提升锌合金流动性的最核心元素,标准Zamak3号锌合金的铝含量控制在3.9%-4.3%,铝元素可以大幅降低锌合金液的表面张力,提升熔融金属的充型流动能力,让合金液可以轻松填充到模具最细小的花纹、凹槽位置,铸件的表面光洁度可以达到镜面级别,后续电镀出来的装饰效果极其优异。
2、合金元素铜可以显著提升锌合金的硬度和耐磨性,标准Zamak5号锌合金添加1%左右的铜,合金的抗拉强度可以提升20%以上,零件的耐磨性能大幅提升,非常适合制作锁具、卫浴五金这类需要高耐磨的零件,同时铜元素还可以小幅提升合金液的流动性,进一步改善压铸充型性能。
3、合金元素镁的添加量控制在0.03%-0.06%,镁元素可以大幅度抑制锌合金中的杂质铅、锡引发的晶间腐蚀问题,大幅提升压铸件的抗蠕变性能,避免零件长期使用出现自然时效变形,同时镁元素还可以细化合金的内部晶粒,让合金的流动性进一步优化,铸件的内部组织更致密,砂眼缺陷大幅减少。