高纯度锌基合金及其熔炼工艺和使用优化技巧

锌基合金是指以锌为基体的Zn、Al、Cu三种元素加入微量Mg组成的合金。采取熔化浇注的方式制造模具，其熔点为380℃，密度为6.7g/cm³，性能相当于低碳钢，加工性质类似于青铜铸件。

一般模具用锌基合金是采用w_Zn=99.995%、w_Al=99.7%、w_Cu=99.95%的电解铜和w_Mg=99.95%按比例配制而成的。使用这样高纯度的材料，对提高锌基合金的力学性能起到了良好的作用。锌基合金的化学成分及力学性能见表1-2-66。

锌基合金的熔炼工艺有两种：直接熔炼法与中间合金熔炼法。直接熔炼法是将Zn、Al、Cu按比例倒入坩埚直接进行熔炼的方法。中间合金熔炼法是先将铜、铝熔炼成中间合金，然后将锌与中间合金配制成锌合金。此方法可减少合金元素的氧化、烧损和金属熔液过热，便于控制合金化学成分，节约能源，缩短熔炼周期。

表1-2-66 锌基合金的化学成分及力学性能

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模具用锌基合金的特点有：①熔点低，为380℃，可用简单设备和一般技术进行熔化，浇注温度为420～450℃，可用砂型、金属型进行铸造；②模具复制性好；③强度接近于低碳钢；④切削性能好，易于机械加工和修饰加工；⑤铸件气孔、针孔少，且可用气焊修补；⑥具有独特的润滑性和耐烧结性，用锌基合金（如拉深）冲压工件表而不易出现缺陷；⑦锌基合金可重熔再用，节约原材料，降低成本；⑧可用经过修整的凸模作型芯直接铸出精度高的凹模；⑨冷固时产生收缩，铸造时可将需要镶入的钢制件直接铸入。

由于锌基合金具有上述特点，使锌基合金模的设计简单、制造容易，不需要专门的模具加工设备，省工、省料、节省模具的储存面积，适用于制造中小批冲裁模、成形模、拉深模及弯曲模。作冲裁模时，凸模采用淬硬的工具钢。

锌基合金硬度低，为弥补不足可采用渗铬后再使用，可大大提高模具寿命。使用锌基合金模具时要考虑坯料的种类和尺寸，在轻合金薄板拉深或成形时寿命可达万件。