东莞锌合金压铸的生产工艺流程通常包括模具设计与制造、合金熔炼、压铸成型、后处理及质量检测等核心环节,每个步骤均需精密控制以确保产品精度和性能。

一、模具设计与制造
1. 模具设计
需求分析:根据产品图纸(如 3D 模型)确定模具结构,包括型腔形状、浇口位置、排气系统、冷却通道等,需考虑锌合金的流动性和收缩率(约 0.3%~0.6%)。
材料选择:模具材料通常为H13 热作模具钢,需具备高强度、耐高温(锌合金熔点约 419℃)和耐磨性,表面需经氮化处理以延长寿命。
仿真优化:通过 CAE 软件(如 Moldflow)模拟充型过程,预测气孔、缩松等缺陷,优化浇口尺寸和排气布局。
2. 模具加工
工艺路线:
毛坯锻造 → 粗加工(铣削、车削)→ 热处理(淬火 + 回火,硬度达 HRC48~52)→ 精加工(CNC 铣削、电火花成型、线切割)→ 表面处理(氮化或镀层,硬度达 HV1000 以上)→ 组装调试。
精度要求:模具公差控制在 ±0.01mm 以内,表面粗糙度 Ra≤0.8μm,确保压铸件尺寸精度(如 IT10~IT12 级)和表面质量。
二、合金熔炼
1. 原料准备
锌合金牌号:常用牌号包括ZA8(高铝锌合金,Al 8%~8.5%)、ZA27(超高强度,Al 27%)、YZ111(通用型,Al 3.5%~4.3%),需符合 GB/T 13818-2009 标准,杂质(如 Fe、Pb、Cd)含量严格控制。
配料比例:主元素(Zn、Al、Cu、Mg)按牌号精准配比,回炉料占比通常≤30%,避免杂质累积影响性能。
2. 熔炼过程
设备:采用石墨坩埚电阻炉或燃气炉,配备温控系统(精度 ±5℃)和搅拌装置。
工艺步骤:
预热:坩埚预热至 200~250℃,避免锌液与铁接触生成 FeZn₇脆性相。
熔化:先加入锌锭,升温至 430~460℃熔化,再依次加入铝、铜等合金元素,搅拌均匀。
精炼除气:加入 ** 氯化锌(ZnCl₂)或六氯乙烷(C₂Cl₆)** 作精炼剂,搅拌后静置 5~10 分钟,去除熔渣和氢气(氢气溶解度随温度升高而增加,需控制熔体含气量<0.2mL/100g)。
保温:熔体温度控制在 410~430℃,避免过热导致晶粒粗大或氧化加剧。
三、压铸成型
1. 压铸机调试
设备类型:常用热室压铸机(适用于低熔点合金,如锌合金),锁模力根据模具尺寸计算(如投影面积 × 比压,比压通常取 30~50MPa)。
参数设置:
压射速度:低速压射(0.1~0.5m/s)填充浇道,高速压射(3~5m/s)填充型腔,避免卷气。
保压时间:根据铸件厚度确定,通常为 5~15 秒,确保补缩充分。
模具温度:通过模温机控制在 180~220℃,提高充型能力和表面质量。
2. 压铸操作
喷涂脱模剂:每次开模后喷涂水基脱模剂(如硅酮类),厚度约 0.01~0.03mm,减少粘模并辅助冷却。
压射过程:合金液通过压射冲头以高压(30~100MPa)高速压入模具型腔,充型时间<1 秒,避免熔体提前凝固。
开模取件:铸件冷却至固态温度(约 250℃以下)后开模,取出工件并去除浇口、溢流槽等废料(可回收再利用)。
四、后处理
1. 表面处理
去毛刺:采用喷砂(玻璃珠或塑料砂)、滚筒研磨或振动光饰去除飞边,粗糙度 Ra 降至 1.6~3.2μm。
表面处理:
电镀:镀锌、镍、铬等,提高耐腐蚀性(如中性盐雾测试≥48 小时),常见于五金配件。
喷涂:静电喷涂环氧树脂或丙烯酸涂料,用于装饰性表面(如家具把手)。
钝化:采用无铬钝化工艺(如硅烷处理),符合 RoHS 环保要求。
2. 热处理(可选)
时效处理:对于高强度锌合金(如 ZA27),需进行人工时效(150℃×2~4 小时),消除内应力并稳定尺寸,硬度可提高 10%~15%。
退火处理:用于需要改善韧性的零件,加热至 200~250℃后随炉冷却,降低硬度(如从 HB80 降至 HB60)。
五、质量检测
1. 尺寸与外观检测
三坐标测量(CMM):检测关键尺寸(如配合孔直径、壁厚),公差 ±0.05mm 以内。
目视检查:观察表面气孔(直径≤0.5mm 且间距>5mm 为合格)、缩痕、裂纹等缺陷,必要时用荧光渗透检测(PT)或 X 光探伤(RT)。
2. 性能测试
力学性能:拉伸试验(抗拉强度≥250MPa,伸长率≥2%)、硬度测试(HB≥65)。
耐腐蚀性:中性盐雾试验(NSS)≥24 小时无红锈,适用于户外或潮湿环境零件。
气密性测试:对密封件(如泵体、阀体)进行气压或水压测试(压力 0.5~1MPa,保压 30 秒无泄漏)。
六、环保与安全
废气处理:熔炼过程中产生的氧化锌烟尘通过布袋除尘器处理,颗粒物排放浓度≤30mg/m³,符合《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)。
废水处理:脱模剂废水经中和、沉淀去除重金属离子(如 Zn²+≤1.5mg/L),达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准后排放。
噪声控制:压铸机噪声≤85dB,通过隔音罩和减振垫降低车间噪音。