手机常用材料之锌合金.ppt

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ZAMAK2 ZAMAK3 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 Zamak2 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 Zamak3 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 Zamak5 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30 50W之间 压铸模具价格在5 8万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