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手机常用材料之锌合金,手机常用材料之锌合金,锌合金是以锌为主体加入铝、铜、镁、镉、铅、钛等少量元素组成的合金。锌合金熔点低,流动性好,易熔焊,钎焊和塑性加工,在大气中耐腐蚀,残废料便于回收和重熔;但蠕变强度低,易发生自然时效引起尺寸变化。熔融法制备,压铸或压力加工成材。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。,手机面壳用锌合金,手机常用材料之锌合金,锌合金的优点 1. 比重大(锌合金6.5g/cm3,铝2.7 ,镁1.8,钢7.8,钛5.4)。 2. 铸造性能好,可以压铸形状复杂、薄壁的精密件,铸件表面光滑。 3. 可进行表面处理:电镀、喷涂。 4. 熔化与压铸时不吸铁,不腐蚀压型,不粘模。 5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。 6. 熔点低,在385熔化,容易压铸成型。,锌合金+水镀后的拉手,1. 抗蚀性差。合金杂质元素铅、镉、锡超过标准时,导致铸件老化而发生变形,表现为体积胀大,机械性能特别是塑性显著下降,时间长了甚至破裂。 铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小,因而集中于晶粒边界而成为阴极,富铝的固溶体成为阳极,在水蒸气(电解质)存在的条件下,促成晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化。 2. 时效作用 锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成,它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快,因此到室温时,固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后,这种过饱和现象会逐渐解除,而使铸件地形状和尺寸略起变化。 3. 锌合金压铸件不宜在高温和低温(0以下)的工作环境下使用。锌合金在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。,手机常用材料之锌合金,锌合金种类(欧洲标准环保锌合金ZAMAK) 常见的压铸锌合金有ZAMAK 2、ZAMAK 3、ZAMAK5(简称2号、3号、5号锌合金)。目前应用最广泛的是3号锌合金。 Zamak 2: 用于对机械性能有特殊要求、对硬度要求高、耐磨性好、尺寸精度要求一般的机械零件。 Zamak 3: 良好的流动性和机械性能。 应用于对机械强度要求不高的铸件,如玩具、灯具、装饰品、部分电器件。 Zamak 5: 良好的流动性和好的机械性能。 应用于对机械强度有一定要求的铸件,如汽车配件、机电配件、机械零件、电器元件。 铸造锌合金最常用的合金系为Zn-Al-Cu-Mg系。 某些杂质明显影响压铸锌合金的性能。因此对铁、铅、镉、锡等杂质的含量限制极严,其上限分别为0.005、0.004、0.003、0.02,所以压铸锌合金应选用纯度大于99.99的高纯锌作原料。,手机常用材料之锌合金,手机常用材料之锌合金,锌合金成分,合金中各元素的作用 合金成分中,有效合金元素:铝、铜、镁;有害杂质元素:铅、镉、锡、铁。,1)铝在合金中的作用: 改善合金的铸造性能,增加合金的流动性,细化晶粒,引起铝棒固溶强化,提高机械性能. 降低锌对铁的反应能力,减少对铁质材料的侵蚀.铝含量控制在3.8 4.3%。主要考虑 到所要求的强度及流动性,流动性在铝含量5 %时达到最大值;在3 %时降到最小值。 冲击强度在含铝量3.5 %达到最大值;6 %时降到最小值。含铝量超过4.3 %,合金变脆 于规定范围,导致薄壁件充型困难,有铸后冷却破裂的可能。,铝棒,手机常用材料之锌合金,2) 铜在合金中作用: 1. 增加合金的硬度和强度; 2. 改善合金的抗磨损性能; 3. 减少晶间腐蚀。 不利影响: 1. 含铜量超过1.25%时,使压铸件尺寸和机械强度因时效而发生变化; 2. 降低合金的可延伸性。,五金铜套,手机常用材料之锌合金,3)镁在合金中的作用: 减少晶间腐蚀 细化合金组织,从而增加合金的强度 改善合金的抗磨损性能 不利影响: 含镁量 0.08%时,产生热脆、韧性下降、流动性下降。 易在合金熔融状态下氧化损耗。,4)杂质元素:铅、镉、锡 使锌合金的晶间腐蚀变成十分敏感,在温、湿环境中加速了本身的晶间腐蚀,降低机械性能,并引起铸件尺寸变化。 当锌合金中杂质元素铅、镉含量过高,工件刚压铸成型时,表面质量一切正常,但在室温下存放一段时间后(八周至几个月),表面出现鼓泡。 5)杂质元素:铁 铁与铝发生反应形成Al5Fe2金属间化合物,造成铝元素的损耗并形成浮渣。 在压铸件中形成硬质点,影响后加工和抛光。 增加合金的脆性。,手机常用材料之锌合金,使用过程中须注意的问题,手机常用材料之锌合金,1. 抗蚀性差。 合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,导致铸件老化而发生变形,表现为体积胀大,机械性能特别是塑性显著下降,时间长了甚至破裂。 铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小,因而集中于晶粒边界而成为阴极,富铝的固溶体成为阳极,在水蒸气(电解质)存在的条件下,促成晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化。 2. 时效作用 锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成,它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快,因此到室温时,固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后,这种过饱和现象会逐渐解除,而使铸件的形状和尺寸略起变化。 3. 锌合金压铸件不宜在高温和低温(0以下)的工作环境下使用。锌合金在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。 4.锌合金压铸件由于锁模力不足、合模不良、模具强度不足、熔汤温度太高等问题会出现表面有毛刺的现象,这种现象叫做产品披锋,往往是企业必须要面对的后处理加工工序.目前主要是根据产品性质运用手工打磨,氢氧爆炸以及昭凌冷冻抛丸机去解决.,压铸件结构的工艺性: 1)尽量消除铸件内部侧凹,使模具结构简单。 2)尽量使铸件壁厚均匀,可利用筋减少壁厚,减少铸件气孔、缩孔、变形等缺陷。 3)尽量消除铸件上深孔、深腔。因为细小型芯易弯曲、折断,深腔处充填和排气不良。 4)设计的铸件要便于脱模、抽芯。,手机常用材料之锌合金,手机常用材料之锌合金,压铸一般采用一般的80T的设备, 锌合金 根据铸件平均壁厚和结构的复杂程度浇铸温度一般控制在 420-450(浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量)。 锌合金的浇铸温度不能超过450,以免晶粒粗大 锌合金开模周期15天左右。由于熔化与压铸时不吸铁,不腐蚀模具,不粘模。模具寿命一般在3050W之间,压铸模具价格在58万之间 锌合金压铸件常用的表面处理工艺为电镀和喷涂 在压铸时常用一部分回料,其比例应控制在15%,最好不要超过20%。因回料中容易掺杂其他(如硅)成分,影响镀层的结合力。,手机常用材料之锌合金,优点; (一)锌合金具有结晶温度范围小、熔点低、填充成形容易、不易产生疏松、不易产生粘膜、可延长压铸模寿命的特点。 (二)锌合金力学性能较高,可压铸各种复杂、薄壁铸件,其铸件可以进行各种表明处理,特别具有良好的电镀性、并具有良好的常温使用性能。 (三)锌合金在压铸成为铸件后,会发生尺寸的收缩,而合金成分对尺寸变化的营销较大,不含铜的锌合金(3#或4-0)铸件其尺寸较为稳定,一般锌-铝合金铸件的尺寸变化不大。 缺点; 1抗蚀性差。当合金成分中杂质元素铅、锡、镉超过标准时,导致铸件老化而发生变形,表现为体积胀大,机械性能特别是塑性显著下降,时间长了甚至破裂。铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小,因而集中于晶粒边界而成为阴极,富铝的固溶体成为阳极,在水蒸汽(电解质)存在的条件下,促成晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化。 2 时效作用。锌合金的组织主要由含A1 和Cu的富锌固溶体和含Zn的富A1固溶体所组成,它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快,因此到室温时,固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后,这种过饱和现象会逐渐解除,而使铸件的形状和尺寸略起变化。 3 锌合金压铸件不宜在高温和低温(0以下)的工作环境下使用。锌合金在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。,比较镁铝合金的特性,分析锌合金的优点和缺点,
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