合研討會鋅合研討會鋅 鋅合應用及壓鑄技術 (技術指导) 2 2 內容內容 1. 鋅合的種 2. 鋅鑄件常缺陷 3. 道及澆注設計 3 3 優質合是麼意思? 化學成分符合該合型號的標準 範圍 合元素份穩定 每批合成分一樣 4 4 美國(ASTM)標準鋅合牌號 牌號2號3號5號7號ZA-8ZA-12ZA-27 鋁 (Al) 鎂 (Mg) 銅 (Cu) 鎳 (Ni) 壓鑄 方式 3.9-4.33.9-4.33.9-4.33.9-4.38.2-8.810.8- 11.5 25.5- 28.0 0.025- 0.050 0.025- 0.050 0.03- 0.06 0.010- 0.020 0.020- 0.030 0.020- 0.030 0.012- 0.020 2.6-2.90.08%會使合變脆動性下 9 9 鋅合元素的要求及作用 3. 銅 (Cu)3. 銅 (Cu) 3號鋅合:超過0.1% 5號鋅合:0.75 1.25% 能細化晶增加合的抗強及硬 超出1.25%，鑄件的尺寸會穩定 1010 銅對於鋅合性能的影響 0 100 200 300 400 純鋅3號鋅合5號鋅合 抗強 (mPa) 硬 (BHN) 屬 抗強 (MPa) 硬 (BHN) 純鋅9741 3號鋅合 28382 5號鋅合 32891 1111 銅對鋅合動性的影響 1212 對鋅合有害的元素 1. 鐵 (Fe)1. 鐵 (Fe) 超過 0.10% 鐵是造成合渣的主要元素 鐵在合溶液中的可溶性只有0.03% 過多的鐵會與鋁和鋅結合成化合物(FeAl3 和 Fe2Al5)，使鋅合中鋁的含低。 形成一種堅硬顆，鑄件表面拋光困 難。 1313 對鋅合有害的元素 2. 鉛2. 鉛 (Pb)、錫、錫 (Sn)、鎘、鎘 (Cd) 導致晶間腐蝕的主要元素: 鉛: 超過 0.004% 錫: 超過 0.002% 鎘: 超過 0.003% 1414 晶間腐蝕 晶間腐蝕發生在合 晶體邊界之間 使鑄件發漲、 鬆散 在高溫或高濕的環 境當中特別容發生 晶間腐蝕的潛伏期可 長達一 晶 (低含鉛) 晶邊界 (高含鉛) 晶間紋 1515 案一案一: 鋅合鎖膽鋅合鎖膽 1616 案二案二 : 由晶間腐蝕引致電鍍起泡由晶間腐蝕引致電鍍起泡 1717 內容內容 1. 鋅合的種 2. 鋅鑄件常缺陷 3. 道及澆注設計 1818 鑄件缺陷分析: 水紋 / 隔紋 產生原因特徵解決方法 先進入模腔的屬液 先凝固後進入的 屬液凝固在其周圍 使鑄件表面有動的 痕跡 鑄件表面光 有明顯規則的下 陷的線性紋 適當地提高模溫 減少運水或脫模劑 適當加溢位 1919 鑄件缺陷分析: 氣孔 / 砂孔 產生原因特徵解決方法 分錐道設計 導致困氣 脫模劑使用太多 排氣 在鑄件表面或內部產 生氣孔 氣孔是圓形 直徑大小從微米到毫 米 道設計要符合錐形澆 注系統 入水應從大面積到細 面積 減少使用脫模劑的份 2020 鑄件缺陷分析:收縮孔 產生原因特徵解決方法 液體屬凝固時體積 縮小 屬自身凝固時最 終的收縮就形成收縮 孔 容與氣泡孔混淆 縮孔多為角樹 枝 確保鑄件各部平均散 熱 採用正確的澆注系統 儘可能做到進從厚 到薄 2121 鑄件缺陷分析:晶間腐蝕 產生原因特徵解決方法 雜質元素像鉛、錫和 鎘聚集在晶的交界 處 合晶界和晶界附近 (該處雜質元素含較 低)成分的差會使晶 界附近成為晶界的陽 極 晶間腐蝕發生在合 晶體邊界之間 鑄件發漲、鬆 散 使用成分達標的合 保証操作正確以防止 廢將雜質元素帶入 晶 (低含鉛) 晶邊界 (高含鉛) 晶間紋 2222 鑄件缺陷分析: 黏模 產生原因特徵解決方法 模溫過高 模具沖蝕後表面 壓太大 入水速太快 偱環時間太短 屬黏附在模腔表面 容發生在需要模溫 較高的鑄件如電鍍 件 改善脫模劑的用或 噴射條件 使用較好熱處模具 鋼 2323 鑄件缺陷分析:夾雜 產生原因特徵解決方法 由鐵和鋁反應生成的 屬間化合物形成一 個個小核 這些化合物是硬而且 脆 主要以Fe2Al5和 Fe2Al3種形式存在 形成一種堅硬顆， 鑄件表面拋光及機 械加工困難 減少產生屬間化合 物顆的鐵含 避免保溫溫過高 2424 內容內容 1. 鋅合的種 2. 鋅鑄件常缺陷 3. 道及澆注設計 2525 模具入水設計 入水設計是生產高質鑄件的關鍵 差的入水設計會引致 填充模腔問題 - 次品產生 水口過重 - 能源損耗及成本損耗 2626 錐型道設計 于1970開始根據科學 原發展 廣泛應用於世界各地的 鋅、鋁、鎂壓鑄業 主要特點: 可選擇最佳的填充模式 達到最高的入水速及 最短的填充時間，(但要 意壓鑄機射能) 從入水位及道的設計 控制填充模式 橫面面積由噴咀至 道將逐漸減低 排氣好 Metal Flow Around Bend of Constant Area Metal Flow Around Bend Where Inlet Area is Larger Than Exit Area Metal Head Separates From Wall Metal Head Shatters High Velocity Zone Metal Head Intact 2727 錐形道設計方法 2828 道計算方法 2929 入水角 Ag Ain/ Ag 3030 澆口計算方法 (1) 鑄件體積 = 液體#3合密 (g/mm3) 重(g) 液體#3合密 = 0.00612 g/mm3 鑄件體積 = 0.00612 g/mm3 1000 g = 163400 mm3 如鑄件重 = 1000g 3131 澆口計算方法 (2) 內澆口速 = 40 50 m/s 一般 45000 mm/s 填充時間= 0.01 0.04s 一般 0.02s 鑄件體積= 163400 mm3 內澆口面積 (mm2) = 鑄件體積 填充時間 X 內澆口速 內澆口面積 (mm2) = 163400 0.02 X 45000 = 180 mm2 180 mm2 360 mm 0.5 mm 180mm 1.0 mm 3232 排氣位 內澆口面積 = 180 mm2 排氣位面積 = 內澆口面積 10 至 20% = 18至 36 mm2 排氣位厚= 0.05 mm 排氣位總長 = 18 / 0.05 = 360 mm 3333 排氣位 浇口= 180 mm2 120mm 120mm120mm 排气排气排气 金属流通过型腔 0.05mm 浇口 排气 3434 3535 謝謝 完