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一、鋅合金的特點
1. 比重大。
2. 鑄造性能好，可以壓鑄形狀複雜、薄壁的精密件，鑄件表面光滑。
3. 可進行表面處理：電鍍、噴塗、噴漆。
4. 熔化與壓鑄時不吸鐵，不腐蝕壓型，不粘模。
5. 有很好的常溫機械性能和耐磨性。
6. 熔點低，在385℃熔化，容易壓鑄成型。
使用過程中須注意的問題：
1. 抗蝕性差。當合金成分中雜質元素鉛、镉、錫超過标準時，導緻鑄件老化而發生變形，表現為體積脹大，機械性能特别是塑性顯著下降，時間長了甚至破裂。
鉛、錫、镉在鋅合金中溶解度很小，因而集中于晶粒邊界而成為陰極，富鋁的固溶體成為陽極，在水蒸氣（電解質）存在的條件下，促成晶間電化學腐蝕。壓鑄件因晶間腐蝕而老化。
2.時效作用
鋅合金的組織主要由含Al和Cu的富鋅固溶體和含Zn的富Al固溶體所組成，它們的溶解度随溫度的下降而降低。但由于壓鑄件的凝固速度極快，因此到室溫時，固溶體的溶解度是大大地飽和了。經過一定時間之後，這種過飽和現象會逐漸解除，而使鑄件地形狀和尺寸略起變化。
3. 鋅合金壓鑄件不宜在高溫和低溫（0℃以下）的工作環境下使用。鋅合金在常溫下有較好的機械性能。但在高溫下抗拉強度和低溫下沖擊性能都顯著下降。
圖1 時效時間對鋅合金屈服強度和沖擊韌性的影響
圖2 溫度對抗拉強度的影響
二、鋅合金種類
Zamak 3: 良好的流動性和機械性能。
應用于對機械強度要求不高的鑄件，如玩具、燈具、裝飾品、部分電器件。
Zamak 5: 良好的流動性和好的機械性能。
應用于對機械強度有一定要求的鑄件，如汽車配件、機電配件、機械零件、電器元件。
Zamak 2: 用于對機械性能有特殊要求、對硬度要求高、尺寸精度要求一般的機械零件。
ZA8: 良好的流動性和尺寸穩定性，但流動性較差。
應用于壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件，如電器件。
Superloy:流動性最佳，應用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀複雜的工件，如電器元件及其盒體。
不同的鋅合金有不同的物理和機械特性，這樣為壓鑄件設計提供了選擇的空間。
三、鋅合金的選擇
選擇哪一種鋅合金，主要從三個方面來考慮
1. 壓鑄件本身的用途，需要滿足的使用性能要求。包括：
（1）力學性能，抗拉強度，是材料斷裂時的最大抗力；
伸長率，是材料脆性和塑性的衡量指标；
硬度，是材料表面對硬物壓入或摩擦所引起的塑性變形的抗力。
（2）工作環境狀态：工作溫度、濕度、工件接觸的介質和氣密性要求。
（3）精度要求：能夠達到的精度及尺寸穩定性。
2.工藝性能好：
（1）鑄造工藝；
（2）機械加工工藝性；
（3）表面處理工藝性。
3. 經濟性好：原材料的成本與對生産裝備的要求（包括熔煉設備、壓鑄機、模具等），以及生産成本。
四、鋅合金成分控制
1. 标準合金成分
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Zamak 2 |
Zamak 3 |
Zamak 5 |
ZA8 |
Superloy |
AcuZinc 5 |
| 鋁 |
3.8 ~ 4.3 |
3.8 ~ 4.3 |
3.8 ~ 4.3 |
8.2 ~ 8.8 |
6.6 ~ 7.2 |
2.8 ~ 3.3 |
| 銅 |
2.7 ~ 3.3 |
< 0.030 |
0.7 ~ 1.1 |
0.9 ~ 1.3 |
3.2 ~ 3.8 |
5.0 ~ 6.0 |
| 鎂 |
0.035 ~ 0.06 |
0.035 ~ 0.06 |
0.035 ~ 0.06 |
0.02 ~ 0.035 |
< 0.005 |
0.025 ~ 0.05 |
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| 鐵 |
< 0.020 |
< 0.020 |
< 0.020 |
< 0.035 |
< 0.020 |
< 0.075 |
| 鉛 |
< 0.003 |
< 0.003 |
< 0.003 |
< 0.005 |
< 0.003 |
< 0.005 |
| 镉 |
< 0.003 |
< 0.003 |
< 0.003 |
< 0.005 |
< 0.003 |
< 0.004 |
| 錫 |
< 0.001 |
< 0.001 |
< 0.001 |
< 0.001 |
< 0.001 |
< 0.003 |
| 鋅 |
餘量 |
餘量 |
餘量 |
餘量 |
餘量 |
餘量 |
2. 合金中個元素的作用
合金成分中，有效合金元素：鋁、銅、鎂；有害雜質元素：鉛、镉、錫、鐵。
（1）鋁
作用：① 改善合金的鑄造性能，增加合金的流動性，細化晶粒，引起固溶強化，提高機械性能。
② 降低鋅對鐵的反應能力，減少對鐵質材料，如鵝頸、模具、坩埚的侵蝕。
鋁含量控制在3.8 ~ 4.3%。主要考慮到所要求的強度及流動性，流動性好是獲得一個完整、尺寸精确、表面光滑的鑄件必需的條件。
鋁對流動性和機械性能的影響見圖3。流動性在鋁含量5 %時達到最大值；在3 %時降到最小值。鋁對沖擊強度的影響見圖3中虛線。沖擊強度在含鋁量3.5 %達到最大值；6 %時降到最小值。含鋁量超過4.3 %，合金變脆。含鋁量低于規定範圍，導緻薄壁件充型困難，有鑄後冷卻破裂的可能。鋁在鋅合金中不利的影響是産生Fe2Al3浮渣，造成其含量下降。
 圖3 鋁對合金流動性和機械性能的影響 （2） 銅
作用：1. 增加合金的硬度和強度； 2. 改善合金的抗磨損性能； 3. 減少晶間腐蝕。
不利：1. 含銅量超過1.25%時，使壓鑄件尺寸和機械強度因時效而發生變化； 2. 降低合金的可延伸性。
作用：① 增加
銅含量對合金強度的影響見圖4。
圖4 銅對合金強度的影響
（3）鎂
作用：① 減少晶間腐蝕 ② 細化合金組織，從而增加合金的強度 ③ 改善合金的抗磨損性能
不利：① 含鎂量 > 0.08%時，産生熱脆、韌性下降、流動性下降。 ② 易在合金熔融狀态下氧化損耗。
鎂對合金流動性的影響見圖5。
圖5 鎂對合金流動性的影響
（4）雜質元素：鉛、镉、錫
使鋅合金的晶間腐蝕變成十分敏感，在溫、濕環境中加速了本身的晶間腐蝕，降低機械性能，并引起鑄件尺寸變化。
當鋅合金中雜質元素鉛、镉含量過高，工件剛壓鑄成型時，表面質量一切正常，但在室溫下存放一段時間後（八周至幾個月），表面出現鼓泡。
圖6 鉛、镉含量過高造成晶間腐蝕的顯微照片
（5）雜質元素：鐵
① 鐵與鋁發生反應形成Al5Fe2金屬間化合物，造成鋁元素的損耗并形成浮渣。
② 在壓鑄件中形成硬質點，影響後加工和抛光。
③ 增加合金的脆性。
鐵元素在鋅液中的溶解度是随溫度增加而增加，每一次爐内鋅液溫度變化都将導緻鐵元素過飽和（當溫度下降時），或不飽和（當溫度上升時）。當鐵元素過飽和時，處于過飽和的鐵将與合金中鋁發生反應，結果是造成浮渣量增加。當鐵元素不飽和時，合金對鋅鍋和鵝頸材料的腐蝕将會增強，以回到飽和狀态。兩種溫度變化的一個共同結果是最終造成對鋁元素的消耗，形成更多的浮渣。
圖7 鐵在鋅合金中的溶解度随溫度的變化
五、生産中注意的問題
1. 控制合金成分從采購合金錠開始，合金錠必須是以特高純度鋅為基礎，加上特高純度鋁、鎂、銅配制成的合金錠，供應廠有嚴格的成分标準。優質的鋅合金料是生産優質鑄件的保證。
2. 采購回來合金錠要保證有清潔、幹燥的堆放區，以避免長時間暴露在潮濕中而出現白鏽，或被工廠髒物污染而增加渣的産生，也增加金屬損耗。清潔的工廠環境對合金成分的有效控制是很有作用的。
3. 新料與水口等回爐料配比，回爐料不要超過50%，一般新料：舊料 = 70：30。連續的重熔合金中鋁和鎂逐漸減少。
4. 水口料重熔時，一定要嚴格控制重熔溫度不要超過430℃，以避免鋁和鎂的損耗。
5. 有條件的壓鑄廠最好采用集中熔爐熔化鋅合金，使合金錠與回爐料均勻配比，熔劑可更有效使用，使合金成分及溫度保持均勻穩定。電鍍廢品、細屑應單獨熔爐。
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