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手机常用材料之锌合金
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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
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手机常用材料之锌合金
锌合金的优点
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<li>比重大（锌合金6.5g/cm3，铝2.7 ，镁1.8，钢7.8，钛5.4）。</li>
<li>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。</li>
<li>可进行表面处理：电镀、喷涂。</li>
<li>熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。</li>
<li>有很好的常温机械性能和耐磨性。</li>
<li>熔点低，在385℃熔化，容易压铸成型。</li>
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锌合金+水镀后的拉手
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<li>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。</li>
<li>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。</li>
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手机常用材料之锌合金
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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。
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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：
① 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. 
② 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
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手机常用材料之锌合金
2）铜在合金中作用：
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<li>增加合金的硬度和强度；</li>
<li>改善合金的抗磨损性能；</li>
<li>减少晶间腐蚀。</li>
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不利影响：
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<li>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；</li>
<li>降低合金的可延伸性。</li>
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五金铜套
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手机常用材料之锌合金
3）镁在合金中的作用：
① 减少晶间腐蚀 
② 细化合金组织，从而增加合金的强度 ③ 改善合金的抗磨损性能 
不利影响：
① 含镁量 > 0.08%时，产生热脆、韧性下降、流动性下降。
② 易在合金熔融状态下氧化损耗。
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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 
① 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。 
② 在压铸件中形成硬质点，影响后加工和抛光。 
③ 增加合金的脆性。
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使用过程中须注意的问题
手机常用材料之锌合金
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<li>抗蚀性差。</li>
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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。 
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<li>时效作用</li>
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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。 
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<li>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。</li>
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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.
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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
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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。
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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

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各位师傅觉得这个方案怎么样？有更好的做法吗？