锌合金模具材料的性能、化学成分及应用

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：锌合金模具材料是指以锌为基体，添加铝、铜、镁等元素组成的一种制模材料。使用这样高纯的材料，对提高锌合金的力学性能有良好的作用。锌合金材料的配方比例为铝4.5％以下、铜3.5％以下、镁1％以下，这样能使锌合金材料的力学性能最好。常用的锌合金材料的化学成分见表4-29。因此，锌合金模在汽车、农机、摩托车等制造业中有较多应用。2）锌合金拉深模对于拉深工艺具有自润性，有利于增大拉深变形程度。

锌合金模具材料是指以锌为基体，添加铝、铜、镁等元素组成的一种制模材料。该材料由于具有原料来源广、价格低、综合力学性能好、有一定硬度、熔点低、重熔性好，以及良好的铸造性、塑性加工和切削加工等性能，在快速经济制模技术中被优先考虑应用。采用熔化浇注的方法用来制作各种模具，包括冲裁模、拉深模、成形模、橡胶模、塑料模等。

制造模具用的锌合金材料与制造结构零件用（如压铸件）锌合金材料，在成分和性能方面有很大区别。模具用锌合金材料除必须具有一定的强度、硬度等力学性能外，还必须有良好的工艺性和易加工性；熔炼过程中性能稳定，无毒性，熔点低，具有良好的重熔性，即经反复熔化铸造各元素烧损很小，力学性能基本保持不变；熔炼合金所添加的各种合金元素来源广、价格便宜。

一般模具用锌合金材料采用纯度为99.995％的锌、99.7％的铝、99.95％的工业电解铜和99.95％的镁按一定比例配制而成。使用这样高纯的材料，对提高锌合金的力学性能有良好的作用。锌合金材料的配方比例为铝4.5％以下、铜3.5％以下、镁1％以下，这样能使锌合金材料的力学性能最好。

常用的锌合金材料的化学成分见表4-29。该种材料的物理力学性能见表4-30。模具用锌合金材料与其他金属材料性能比较见表4-31。近年来相继生产出高强度锌合金、超塑性锌合金及稀土锌合金等，其性能见表4-32。

表4-29 模用锌合金材料的化学成分

表4-30 模用锌合金材料的力学、物理性能

①1cal＝4.1868J。

表4-31 模用锌合金材料与其他金属材料性能比较

表4-32 高强度锌合金性能

采用锌合金制模能在最快时间内提供样件，特别适合于多品种、少批量生产和新品试制。因此，锌合金模在汽车、农机、摩托车等制造业中有较多应用。具体应用介绍如下几种模具：

1）锌合金冲裁模应用较多，一般以钢制凸模为基准浇注锌合金凹模。据有关资料介绍，锌合金模能用来冲裁比本身硬度、强度高的钢板，可冲钢板的最大厚度为8mm，最小厚度为0.06～0.10mm；冲裁厚度≥3～4mm时，模具寿命较短，冲裁1～2mm的Q235钢板一次刃磨寿命平均在1万次左右，当冲件料厚增大时，寿命则相应下降。最大件的冲裁周边长7m，最小件的周边长只有10mm。锌合金模还可以冲裁不锈钢、各种有色金属板材、非金属板材等。

实践中若在锌合金凹模刃口的表面镶嵌或贴上一层钢板，可明显提高锌合金模具的使用寿命，并为冲裁中等厚度的制件提供了可能。

2）锌合金拉深模对于拉深工艺具有自润性，有利于增大拉深变形程度。为提高模具寿命，可在工作受力大的部位镶钢，制成镶钢锌合金拉深模。

3）常规制模工艺，对成形、压字、压花、压图案等加工比较困难，而用钢制的凸模浇注成锌合金的凹模经过间隙处理可以很快地压制出冲压件。此工艺方法可用于快速复制图案制件、字形、花纹等，对制造各种工艺品、艺术品仿形有特殊作用。

锌合金模具材料的性能、化学成分及应用

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