常⽤锌合⾦特性分析
常⽤锌合⾦特性分析⼀、锌合⾦概述
锌合⾦坚硬牢固，是理想的机械加⼯、压模、打印花、制造装配材料的替换品。表格中显⽰的是锌合⾦的性质，每⼀种锌合⾦产品都有其独到的特性，从⽽选择最适合你需求的产品。锌合⾦特性：●坚硬牢固●导电性⾼●传热性⾼●低成本原材料●精确稳定的⽴体性●良好的薄壁性能●冷却性能好，易于连接●⾼品质成品●超强防腐蚀●环保型，可循环使⽤
参照指数: 1=最⾼指数, 5=最低指数
A抗⾼温。合⾦抵抗温度变化、热胀冷缩时产⽣的压⼒的能⼒B抗冷段裂，变形。合⾦在低温环境中，抵抗变形，断裂，弯曲的能⼒C机械加⼯与质量。切割，切割⽚特质，成品质量和⼯具寿命的综合评定D电镀加⼯与质量。在正常操作下，模铸接受和保持电镀的能⼒⼆、压铸锌合⾦
零件结构设计者应把下⽂中提到的锌合⾦的蠕变性考虑在内。这类合⾦的防潮和防震的性能⽐铝合⾦更强。2号锌合⾦
2号锌合⾦也被称为Kirksite。它是这⼀族中最坚固的合⾦。但是由于铜含量较⾼，随着时间的推移，将伴有⽼化特性。这⼀变化包括了20年后轻微的体积增长(0.0014mm/[inin])，伸展性和填充衔接能⼒有所降低。
虽然2号锌合⾦是很好的模具材料，但是很少被压模⽣产者采⽤。它的蠕变表现⽐其他锌合⾦⾼，⽽且在发⽣⽼化之后，它仍保持了较⾼的坚硬和牢固度。3号锌合⾦
3号锌合⾦是锌压模的⾸选材料，在北美是最受欢迎的锌合⾦。它平衡的物理和化学特性是最合乎需要的，尤其适合压模铸具，⽴体形体稳定，抗⽼化，这就是为什么⼤部分的模具都采⽤它为原材料。3号锌合⾦的成品质量很好，适合电镀，油漆和铬盐酸应⽤。是标准平均⽔平的压铸材料。如果要求更⾼坚硬度的材料，应考虑其他类型的锌合⾦。5号锌合⾦
5号锌合⾦是欧洲最常⽤的锌合⾦。由于含铜量较⾼，坚硬牢固度更强，⽽且在流失掉⼀部分伸缩性（持续延长）后，延伸性与3号锌合⾦⽐较，它的强度有所增强。这种伸展度的降低，在第⼆⼯序中，将影响⾦属的形态，例如弯曲，榫接，型锻，卷曲，这些都是设计者应考虑到的。因为3号锌合⾦的市场占有率很⾼，零件⼯程师在加固零部件时通常⽤3号代替5号。但是，如果是制作需要较⾼的延伸表现的产品，我们还是建议您使⽤5号锌合⾦。虽然3号和5号锌合⾦的蠕变指数相近，但5号锌合
⾦确实有更强的抗蠕变性，这两类合⾦都适合弧线加⼯。当温度升⾼到超出正常环境温度时，⽽对零件的结构承受⼒⼜有特殊设计要求时，5号锌合⾦相对来说是更好的选择。7号锌合⾦
7号锌合⾦作为3号锌合⾦的修正，提⾼了可压铸性、延展性和表层品质。⼤部分的7号锌合⾦被运⽤于⾦属元件，和对铸模的成型在其随后的装配运作有特殊要求时，例如卷曲或打桩。更强的可压铸性，同时也适合薄壁的压制。
有些铸模要求更强的可压铸性，特别是复杂精细的零件，但是，这并不代表它需要特别的压制要求。为了避免在分割切线过程中产⽣过度的⽕星，精确的冲模尺⼨和参数是必不可少的。7号锌合⾦的⾼品质伸展性也体现在制作过程中，但更多的是体现在⼆道⼯序⾥的修正磨平的操作。ZA-8号锌合⾦
数值指标的⼤致铝含量百分⽐显⽰ZA 类合⾦明显地⽐Zamak类的合⾦富含铝成分。
ZA-8号锌合⾦原先是为有着⾼品质成品和电镀特质的永久模铸合⾦⽽制的。它特别作为装饰材
料⽤途。虽然这种合⾦不如其他合⾦的模铸特性好，但却有着最优的坚硬牢固度和抗变形能⼒。就化学表现⽽⾔，ZA-8号锌合⾦的坚硬牢固度和抗变形能⼒要⽐其他类热炼锌合⾦要强。这是唯⼀可⽤于热室压铸的ZA类合⾦。ZA-27号锌合⾦
由于ZA-27号锌合⾦的含铝较⾼，它只能⽤于冷室压铸。这类合⾦的坚硬度最⾼，在ZA族中密度最低。ZA-27在升温环境中，与其他商业⽤途锌类合⾦相⽐，提供了最强的设计承受⼒。它的承载和抗磨损⼒也很⾼。ACuZinc5型锌合⾦
ACuZinc5型锌合⾦由通⽤公司(GeneralMotors)研制。由于其铜含量的提⾼和铝含量的降低,它的坚硬牢固度和抗变形能⼒都得到了显著
的改善。ACuZinc5型锌合⾦的承载⼒也很好。锌变形
变形(在重压下⽽拉长)指在⼀定时间内和压⼒下的变形。⼀般有三个等级的变形：
第⼀等级-⼩⽽渐低压⼒下的变形第⼆等级-最弱但⼏乎持久压⼒下的变形第三等级-升级压⼒下的变形，通常导致断裂
锌合⾦的变形等级是⼀个随时间呈曲线发展的⾏为。例如，变形拉⼒⽐率并不是持续的，即便是在低拉⼒情况下，⽽且在不同的时间段有不同的表现，因此造成了这⼀持续的曲线变化，所以锌合⾦也不会有单⼀的弹性模数。持续载荷下的可承受⼒(拉⼒范围)是以所要求的设计拉⼒的范围为依靠的(延伸⼒百分⽐)。弹性模数的⼯作值和拉⼒范围可以从室温下的3号合⾦的伸缩变形试验和⾦属板变形试验的曲线图中获得。因为3号和5号合⾦的变形值很接近，所以它们的曲线图适⽤于这两种合⾦。例：a.如果设计拉⼒范围的张⼒是0.2%⽽要求的⼯作寿命为5年，则拉⼒范围是15.1MPa.b.100天和20.7MPa拉⼒产⽣0.1%的变形
这些数据可代⼊⼯程公式，但应注意，它们只适⽤于特殊温度环境下的特殊承⼒。瞬时曲线代表的是应⽤压⼒下即时产⽣的变形-当压⼒消除时，即可恢复原状。所有的其他曲线变化包括这⼀数值再加上蠕变，才导致总的变形。和所有的合⾦⼀样，压⼒范围并不是唯⼀作⽤于锌合⾦的原因，⼯作温度同样可导致合⾦的蠕
变。第⼀等级的的变形对3号合⾦的作⽤很⼩，因此第⼆等级的变形可⽤来估计合⾦总的伸缩情况，即长时间和强压⼒环境下，第三等级的变形状况。3号和5号合⾦的第⼆等级的变形，压⼒、温度关系分别在它们的图表中显⽰表明。应当注意的是，其他合⾦的第⼀等级的蠕变情况也是重要的，不应被忽视。
锌合⾦难免⽼化，尤其在升温环境中。试验显⽰经过两年，合⾦在室温环境中，⾼压下，或存放于75-95°C环境中三年，会降低16%的蠕变伸缩性。因此0.8的因素应加⼊拉⼒范围内。计算公式如下。
利⽤3号合⾦的数据，在⼯作温度的条件下增加10°C可⽤来估计5号合⾦的变形值。例如，5号合⾦⼤致的变形环境⽐3号合⾦的变形环境⾼出10°C。
以下的公式可精确的计算出3号和ZA8锌合⾦在25°C-120°C间的变形情况：
以上的公式中σ=最⾼可承受⼒(Mpa)T=温度(K)t=⼯作寿命(秒)n=压⼒指数=3.5
Q=活动能量=106kJ/mol=106kJ/molR=⽓态常量=8.3143x10-3kJ/mol KC'=从下表中获得的常数常数代⼊公式
以上的公式可计算出0.2%⾄1%范围内任何蠕变情况的综合压⼒指数、温度、蠕变寿命和50MP a内的压⼒指数。⼤部分的合⾦蠕变程度都是不稳定的。即便是两个貌似相同的样板，也有可能因其各⾃的蠕变