锌合金是以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等。锌合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，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。

          锌合金的主要添加元素有铝 , 铜和镁等 . 锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类 . 铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好 , 适用于压铸仪表 , 汽车零件外壳等。

一、锌合金的特点

1. 比重大。

2. 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。

3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆。

4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。

5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。

6. 熔点低， 385 ℃熔化，容易压铸成型。

使用过程中须注意的问题：

1. 抗蚀性差。当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，水蒸气（电解质）存在条件下，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 富锌固溶体和含 Zn 富 Al 固溶体所组成，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。

3. 锌合金压铸件不宜在高温和低温（ 0 ℃以下）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。

压铸：压铸是铸造模锻的一种方法。压铸模锻工艺是一种在专用的压铸模锻机上完成的工艺。

基本工艺过程是金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内，模具有活动的型腔面，

随着金属液的冷却过程加压锻造，既xx毛坯的缩孔缩松缺陷，也使毛坯的内部组织达到锻态的

破碎晶粒。毛坯的综合机械性能得到显著的提高。另外，该工艺生产出来的毛坯，外表面光洁度

达到 7 级（ Ra1.6 如冷挤压工艺或机加工出来的表面一样，有金属光泽。所以，将压铸模

锻工艺称为 “ 极限成形工艺 ” 比 “ 无切削、少余量成形工艺 ” 更进了一步。压铸模锻工艺还有一个

优势特点是除了能生产传统的铸造材料外，还能用变形合金、锻压合金，生产出结构很复杂

零件。这些合xx号包括：硬铝超硬铝合金、锻铝合金（如 LY11 LY12 6061 6063 LYC LD

等）这些材料的抗拉强度，比普通铸造合金高近一倍，对于铝合金汽车轮毂、车架等希望用更

高强度耐冲击材料生产的部件，有更积极的意义。

一、压铸简介 压力铸造简称压铸，一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具

型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸区别于其它铸造方法的主要特

点是高压和高速。

①金属液是压力下填充型腔的并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为 15 100MPa

②金属液以高速充填型腔，通常在 10 50 米 / 秒，有的还可超过 80 米 / 秒，通过内浇口导入

型腔的线速度 — 内浇口速度）因此金属液的充型时间极短，约 0.01 0.2 秒（须视铸件的大小而不

同）内即可填满型腔。

压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三

大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的尺寸符

合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件。

1 压铸机

1 压铸机的分类 压铸机按压室的受热条件可分为热压室与冷压室两大类。而按压室和模

具安放位置的不同，冷室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式的压铸机。热室 压铸机

立式 冷室 卧室 全立式

2 压铸机的主要参数 a 合型力（锁模力）千牛） KN b 压射力 千牛）

KN c 动、定型板间的{zd0}开距 — mm d 动、定型板间的最小开距 —

mm e 动型板的行程 — mm f 大杠内间距（水平 × 垂直） mm g 大杠直径 —

mm h 顶出力 — KN i 顶出行程 — mm j 压

射位置（中心、偏心） mm k 一次金属浇入量（ Zn Al Cu Kg l 压室内径（ Ф

mm m 空循环周期 — s n 铸件在分型面上的各种比压条件下

投影面积 注：还应有动型板、定型板的安装尺寸图等。

2 压铸合金 压铸件所采用的合金主要是有色合金，至于黑色金属（钢、铁等）由于模具材

料等问题，目前较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛，锌合金次之。下面简

单介绍一下压铸有色金属的情况。

1 压铸有色合金的分类 受阻收缩 混合收缩 自由收缩 铅合金 —–0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5%

低熔点合金 锡合金 锌合金 ——–0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 铝硅系 –0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 压铸有色合

金 铝合金 铝铜系 铝镁系 —0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔点合金 铝锌系 镁合金 ———-0.5-0.7% 0.7-0.9%

0.9-1.1% 铜合金

2 各类压铸合金推荐的浇铸温度 合金种类 铸件平均壁厚≤ 3mm 铸件平均壁厚 >3mm 结构

简单 结构复杂 结构简单 结构复杂

铝合金 铝硅系 610-650 ℃ 640-680 ℃ 600-620 ℃ 610-650 ℃

铝铜系 630-660 ℃ 660-700 ℃ 600-640 ℃ 630-660 ℃

铝镁系 640-680 ℃ 660-700 ℃ 640-670 ℃ 650-690 ℃

铝锌系 590-620 ℃ 620-660 ℃ 580-620 ℃ 600-650 ℃

锌合金 420-440 ℃ 430-450 ℃ 400-420 ℃ 420-440 ℃

镁合金 640-680 ℃ 660-700 ℃ 640-670 ℃ 650-690 ℃

铜合金 普通黄铜 910-930 ℃ 940-980 ℃ 900-930 ℃ 900-950 ℃

硅黄铜 900-920 ℃ 930-970 ℃ 910-940 ℃ 910-940 ℃

* 注： ①浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量。

②锌合金的浇铸温度不能超过 450 ℃ ，以免晶粒粗大。

二、压铸模 压铸模是压铸生产三大要素之一，结构正确合理的模具是压铸生产能否顺利进

行的先决条件，并在保证铸件质量方面（下机合格率）起着重要的作用。由于压铸工艺的特点

正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数

前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计

合理，则在实际生产中遇到问题少，铸件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设

计时动定模的包裹力基本相同，而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸

机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。尽管定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深

仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作

过程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下的充填特性，并考虑模具

加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。刚开始时已

讲过，金属液的充型时间极短，金属液的比压和流速很高，这对压铸模来说工作条件极其恶劣，

再加上激冷激热的交变应力的冲击作用，都对模具的使用寿命有很大影响。模具的使用寿命通

常是指通过精心的设计和制造，正常使用的条件下，结合良好的维护保养下出现的自然损坏，

不能再修复而报废前，所压铸的模数（包括压铸生产中的废品数）

实际生产中，模具失效主要有三种形式：

①热疲劳龟裂损坏失效；

模具热疲劳龟裂失效 压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与其内部产生变

形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，

并继续扩展，一旦裂纹扩大，还有熔融的金属液挤入，加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。

为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外，压铸生产过程中模具必须保持在一定的工

作温度范围中，以免出现早期龟裂失效。同时，要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。

因实际生产中，多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。

②碎裂失效

碎裂失效 压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹，尤其是模具成型面上的划线痕

迹或电加工痕迹未被打磨光，或是成型的清角处均会{zx0}出现细微裂纹，当晶界存在脆性相或晶

粒粗大时，即容易断裂。而脆性断裂时裂纹的扩展很快，这对模具的碎裂失效是很危险的因素。

为此，一方面凡模具面上的划痕、电加工痕迹等必须打磨光，即使它浇注系统部位，也必须打

光。另外要求所使用的模具材料的强度高、塑性好、冲击韧性和断裂韧性均好。

③溶蚀失效

熔融失效 前面已讲过，常用的压铸合金有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金，也有纯铝压

铸的 Zn Al Mg 较活泼的金属元素，与模具材料有较好的亲和力，特别是 Al 易咬模。当

模具硬度较高时，则抗蚀性较好，而成型表面若有软点，则对抗蚀性不利。

致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否经预热、水剂涂料喷涂量

多少、压铸机吨位大小是否匹配、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产

同步、铸件材料的种类及成分 Fe 高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等）也有内因

例模具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统设计的合理

性、模具机（电加工）加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度和光洁度要

求等）模具若出现早期失效，则需找出是哪些内因或外因，以便今后改进。但在实际生产中

溶蚀仅是模具的局部地方，例内浇口直接冲刷的部位（型芯、型腔）易出现溶蚀现象，以及硬

度偏软处易出现铝合金的粘模。压铸生产中常遇模具存在问题注意点： 1 浇注系统、排溢系

统

例（ 1 对于冷室卧式压铸机上模具直浇道的要求：

① 压室内径尺寸应根据所需的比压与压室充满度来选定，同时，浇口套的内径偏差应比压

室内径的偏差适当放大几丝，从而可避免因浇口套与压室内径不同轴而造成冲头卡死或磨损严重

问题，且浇口套的壁厚不能太薄。浇口套的长度一般应小于压射冲头的送出引程，以便涂料从

压室中脱出。

② 压室与浇口套的内孔，热处理后应精磨，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙≤ Ra0.2 μ m

③ 分流器与形成涂料的凹腔，其凹入深度等于横浇道深度，其直径配浇口套内径，沿脱模

方向有 5 °斜度。当采用涂导入式直浇道时，因缩短了压室有效长度的容积，可提高压室的充满度

2 对于模具横浇道的要求

① 冷卧式模具横浇道的入口处一般应位于压室上部内径 2/3 以上部位，以免压室中金属液在

重力作用下过早进入横浇道，提前开始凝固。

② 横浇道的截面积从直浇道起至内浇口应逐渐减小，为出现截面扩大，则金属液流经时会

出现负压，易吸入分型面上的气体，增加金属液流动中的涡流裹气。一般出口处截面比进口处小

10-30%

③ 横浇道应有一定的长度和深度。保持一定长度的目的起稳流和导向的作用。若深度不

够，则金属液降温快，深度过深，则因冷凝过慢，既影响生产率又增加回炉料用量。

④ 横浇道的截面积应大于内浇口的截面积，以保证金属液入型的速度。主横浇道的截面积

应大于各分支横浇道的截面积。

⑤ 横浇道的底部两侧应做成圆角，以免出现早期裂纹，二侧面可做出 5 °左右的斜度。横浇

道部位的表面粗糙度≤ Ra0.4 μ m

3 内浇口

① 金属液入型后不应立即封闭分型面，溢流槽和排气槽不宜正面冲击型芯。金属液入型后

流向尽可能沿铸入的肋筋和散热片，由厚壁处想薄壁处填充等。

② 选择内浇口位置时，尽可能使金属液流程最短。采用多股内浇口时，要防止入型后几股

金属液汇合、相互冲击，从而产生涡流包气和氧化夹杂等缺陷。

③ 薄壁件的内浇口厚件要适当小些，以保证必要的填充速度，内浇口的设置应便于切除，

且不使铸件本体有缺损（吃肉） 4 溢流槽

① 溢流槽要便于从铸件上去除，并尽量不损伤铸件本体。

② 溢流槽上开设排气槽时，需注意溢流口的位置，避免过早阻塞排气槽，使排气槽不起作

用。

③ 不应在同一个溢流槽上开设几个溢流口或开设一个很宽很厚的溢流口，以免金属液中的

冷液、渣、气、涂料等从溢流槽中返回型腔，造成铸件缺陷。

2 铸造圆角（包括转角）铸件图上往往注明未注圆角 R2 等要求，开制模具时切忌忽

视这些未注明圆角的作用，决不可做成清角或过小的圆角。铸造圆角可使金属液填充顺畅，使腔

内气体顺序排出，并可减少应力集中，延长模具使用寿命。铸件也不易在该处出现裂纹或因填

充不顺而出现各种缺陷）例标准油盘模上清角处较多，相对来说，目前兄弟油盘模开的{zh0}，

重机油盘的也较多。

3 脱模斜度 脱模方向严禁有人为造成的侧凹（往往是试模时铸件粘在模内，用不正确的

方法处理时，例钻、硬凿等使局部凹入）

4 表面粗糙度 成型部位、浇注系统均应按要求认真打光，应顺着脱模方向打光。由于金属

液由压室进入浇注系统并填满型腔的整个过程仅 0.01-0.2 秒的时间。为了减少金属液流动的阻力，

尽可能使压力损失少，都需要流过表面的光洁度高。同时，浇注系统部位的受热和受冲蚀的条件

较恶劣，光洁度越差则模具该处越易损伤。

5 模具成型部位的硬度 铝合金： HRC46 °左右 铜： HRC38 °左右 加工时，模具应尽量留有修

复的余量，做尺寸的上限，避免焊接。

压铸模具组装的技术要求：

1 模具分型面与模板平面平行度的要求。

2 导柱、导套与模板垂直度的要求。

3 分型面上动、定模镶块平面与动定模套板高出 0.1-0.05mm

4 推板、复位杆与分型面平齐，一般推杆凹入 0.1mm 或根据用户要求。

5 模具上所有活动部位活动可靠，无呆滞现象 pin 无串动。

6 滑块定位可靠，型芯抽出时与铸件保持距离，滑块与块合模后配合部位 2/3 以上。

7 浇道粗糙度光滑，无缝。

8 合模时镶块分型面局部间隙 <0.05mm

9 冷却水道畅通，进出口标志。

10 成型表面粗糙度 Rs=0.04 无微伤。