新型锌基塑料模具合金的研制开发-大冶金.PDF

第33卷 第1期 山 东 冶 金 Vol.33 No.1 2011年2月 Shandong Metallurgy February 2011 试验研究试验研究 新型锌基塑料模具合金的研制开发 袁 培 燕 （山东省冶金科学研究院，山东 济南250014） 摘 要：通过合金成分的改变，添加钛、铬、硼、稀土变质元素，开发了新型锌基塑料模具合金，探讨了合金的金相组织、性 能、耐蚀性及尺寸稳定性等。结果表明，变质元素可细化合金组织，新合金具有较好的综合机械性能，较高的软化温度 （150℃以上），低的线收缩率（0.81%～0.90%），耐晶间腐蚀，尺寸变化约为0.0405%，用做注塑模的使用寿命在1.8万次以上。 关键词：锌基合金；塑料模具；铸造模具；研制开发 + 中中图分类号号：TG146.13 文献标识码：A 文章编号：1004-4620（2011）01-0044-04 果进行了综合分析后又经变质处理等多组合金配方 1 前 言 的筛选，对合金强度高的几种成分做高温硬度、高温 目前对新品种、新式样的塑料制品需求量逐渐 压缩、耐腐蚀、尺寸稳定性及流动性和线收缩率的测 增多，尤其是还有花纹、多曲面以及艺术造型等复杂 定。综合分析及试验的结果，研制的新型锌基塑料 型腔的要求，而我国目前的模具制造，因受到财力、 模具合金（简称ZAC合金）成分见表1。 物力、设备等多方面的限制，远远满足不了生产需 表1 ZAC合金的化学成分（质量分数）% 求。锌合金熔点低、铸造性能好，且有良好的自润滑 Al Cu Mg Mn Cr、Ti B、RE Zn 性和成型复印性，可满足模具制作材料需要。用锌 8~10 1.5~5 0.02~0.08 0.2~1.5 0.02~0.1 0.05~0.1 余量 合金做模具，还有制模易、制模周期短、成本低等优 设计成分中各元素的作用如下： ［1］ 1）铝。铝是锌合金中的主要元素，锌在铝中的 点 ，经济效益显著。国外在模具寿命及制模精度 上有较大突破，制模精度达0.15/100，且异常光洁， 固熔体α相是强度硬度高的相（见显微硬度）。随着 略抛光即可用，用做注塑模具的使用寿命达数万次 铝含量的增加，合金的强度提高，硬度增加，但合金 以上。国内的模用锌合金材料是在日本ZAS合金的 的结晶温度区间增加，铸造性能下降，铝还能使锌合 基础上发展起来的，综合机械性能差，使用温度低， 金容易产生晶间腐蚀。因此，不能选用高铝锌合金。 使用过程中常因变形、腐蚀剥落等原因而早期失效， 2）铜。铜是强化元素，能固溶于α相，超过一定 用做注塑模的寿命仅万次以下。本研究针对锌合金 量时会析出极细微的金属间化合物CuZn、CuZnAl4 3