壓鑄鋁鋅合金是一種通過壓鑄工藝成型的鋁鋅二元或多元合金,核心優勢是高性價比和優異的鑄造性能,廣泛用于制造結構復雜、尺寸精度要求高的中小型零件。
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那么,關于壓鑄鋁鋅合金的力學性能主要受合金成分、壓鑄工藝參數、熱處理狀態三大核心因素影響,這些因素直接決定了材料的強度、硬度、韌性等關鍵指標。
一、合金成分:性能的基礎決定因素
合金中各元素的種類和含量,直接決定了材料的基本力學性能上限。
鋅(Zn)含量:鋅是主要強化元素,含量增加會顯著提升合金的強度和硬度,但超過一定比例(通常 20% 以上)會導致韌性下降、脆性增加。
鎂(Mg)與銅(Cu):作為輔助強化元素,少量添加可形成金屬間化合物(如 MgZn?),進一步提高強度和耐熱性,但過量會增加鑄造難度,易產生裂紋。
硅(Si)含量:硅能改善合金流動性,減少壓鑄缺陷,但含量過高會降低材料的延展性和沖擊韌性。
雜質元素:鐵(Fe)、鉛(Pb)等雜質會形成硬脆相,降低合金的塑性和疲勞性能,因此需嚴格控制其含量(通常要求 Fe<0.8%)。
二、壓鑄工藝參數:性能的關鍵控制因素
工藝參數決定了合金的成型質量,直接影響內部缺陷和組織均勻性,進而改變力學性能。
澆注溫度:溫度過低會導致填充不足,產生冷隔、疏松等缺陷,降低強度;溫度過高則會增加氧化夾雜,加劇晶粒粗大,同樣導致性能下降,通常需控制在 600-650℃。
模具溫度:模具溫度過低,合金冷卻速度過快,易產生內應力和裂紋;溫度過高則會延長成型周期,且可能導致晶粒粗大,一般需根據零件結構維持在 150-250℃。
壓射速度與壓力:壓射速度過低,型腔排氣不充分,易形成氣孔;速度過高則會導致金屬液飛濺,產生夾雜。壓射壓力不足會導致零件疏松,壓力過高則可能使模具受損,需根據零件壁厚調整。
三、熱處理與后續處理:性能的優化手段
通過熱處理或表面處理,可進一步調整或彌補材料的力學性能短板。
熱處理:
時效處理(如 T6 處理)可使合金中的強化相均勻析出,顯著提升強度和硬度,但可能降低部分韌性。
退火處理可消除壓鑄過程中產生的內應力,改善材料的塑性和加工性能,但會導致強度略有下降。
表面處理:電鍍、噴涂等表面處理雖不直接改變基體的力學性能,但可提升零件的耐腐蝕性和耐磨性,間接延長其使用壽命,避免因腐蝕導致的性能失效。