鋅（符號：Zn）是制造業(yè)中的一種實用金屬，因其良好的耐腐蝕性、電化學性能和生物相容性等材料特性而備受青睞。

在本文中，我們將探討鋅及其合金作為數(shù)控（CNC）加工材料的特性。文章還將介紹鋅的性質(zhì)、不同類型的鋅合金、各種鋅加工工藝，并對鋅合金的可加工性進行深入分析。

鋅的特性

純鋅是一種銀灰色的脆性化學元素，工業(yè)應用有限。作為純金屬，鋅可用于鍍鋅其他金屬（如鐵），以提高其耐腐蝕性。

然而，鋅合金卻極具實用性，具有多種優(yōu)良特性，使其成為常見的加工材料。鋅合金具有良好的抗拉強度、耐腐蝕性和高延展性。此外，鋅合金可回收利用，對環(huán)境友好。而且，鋅是一種價格不貴、儲量豐富的金屬。

鋅合金的加工類型

每種鋅合金都具有特定的材料性能組合。在本節(jié)中，我們將討論一些常見的鋅合金。鋅的主要合金元素包括銅、錫、鎂和鋁。

Zamak 3

Zamak系列鋅合金是最常見的鋅合金牌號，其中Zamak 3是標準牌號。Zamak 3含有96%的高純度鋅和4%的鋁。此外，Zamak 3的某些變體還可能含有微量的銅、鎂和鐵。

Zamak 3兼具延展性、強度、表面光潔度和尺寸穩(wěn)定性。這些特性，加上其384°C的熔點，使其具有極高的可鑄性。因此，鑄造無疑是Zamak 3在工業(yè)中最常見的應用。

Zamak 5

Zamak 5是Zamak系列的另一種鋅合金牌號。與所有Zamak牌號一樣，其成分除含有4%的鋁外，還含有約1%的銅。

銅的添加增強了鋅合金的強度和硬度。然而，這些性能的提升是以延展性和尺寸精度的降低為代價的?？傮w而言，Zamak 5是一種具有良好可鑄性和可加工性的優(yōu)質(zhì)鋅合金

ZA 8

ZA 8是一種含鋁量為8.4%的鋅鋁合金。其主要特性包括高強度、高硬度以及蠕變強度，這是鋅合金牌號中獨有的特性。此外，ZA 8支持各種表面精加工工藝，因此常被用于制作裝飾性物品。

ZA 8的主要優(yōu)勢之一在于其與壓鑄方法的兼容性，包括熱室壓鑄。其流動性使得鑄造具有復雜幾何形狀和薄壁特征的零件成為可能。

EZAC

EZAC是一種創(chuàng)新的鋅合金牌號，含有鋁和銅。它具有顯著的強度、硬度和蠕變性能，通常被認為是常見鋅合金牌號中性能最佳的。

EZAC特別適用于壓鑄應用，這得益于其熔點和流動性。其較低的熔點使其兼容熱室壓鑄，從而增加了其在多個行業(yè)中的潛在應用。

ZA 27

ZA 27是另一種高鋁含量鋅合金，含有約28%的鋁和2.5%的銅。它重量輕、強度高、硬度大，且具有良好的蠕變性能。此外，ZA 27在鋅合金中具有相對較高的熔點，使其適用于冷室壓鑄。

Tombak

Tombak主要是一種含鋅量約為5%-20%的黃銅合金。它以成本低、可塑性強和光澤外觀著稱。根據(jù)其他合金元素（如錫、銅、鉛等）的組成不同，Tombak可呈現(xiàn)出不同的顏色。

由于其金色的外觀，Tombak常被用于制作具有裝飾價值的物品，如獎牌、裝飾品和紐扣。

鋅合金的可加工性

鋅合金通常易于加工，不會引發(fā)太多問題。然而，與任何材料一樣，鋅合金在加工過程中會表現(xiàn)出一些特定行為，需要加工人員考慮并調(diào)整加工參數(shù)以獲得理想的結(jié)果。以下將討論鋅合金可加工性的一些核心方面。

粘性行為

鋅在加工過程中會迅速升溫，伴隨溫度升高而來的熱軟化可能導致材料出現(xiàn)“粘性”。這意味著鋅合金傾向于粘附在刀具的切削刃上，加劇刀具磨損，并降低切削性能。

低熔點

另一個與溫度相關(guān)的問題是，熱軟化有時可能阻礙加工人員采用激進的加工方法。例如，由于材料剪切過多，可能無法實現(xiàn)非常高的進給速度。

脆性

盡管鋅合金本身具有延展性，但某些高鋁合金牌號的脆性行為可能導致崩刃問題。

安全隱患

雖然鋅加工產(chǎn)生的切屑較短且易于管理，但精細加工或研磨應用可能會產(chǎn)生粉塵，這些粉塵不應被吸入。因此，在進行此類操作時，建議確保良好的通風。

鋅合金的不同加工工藝

鋅合金是機械加工車間中的常見材料。它們適用于多種加工操作，以下將簡要介紹其中一些。

銑削

銑削是鋅加工中最廣為人知的加工工藝。借助先進的多軸CNC加工能力，銑削是制造不規(guī)則棱柱形零件的首選工藝。

車削

車削有助于在車床上加工圓柱形物體。現(xiàn)代車床具有多軸加工能力和高精度，包括車銑復合加工。與銑削一樣，車削鋅合金相對容易，但可能會遇到材料軟粘性的問題。

鉆孔

鉆孔是標準的制孔加工工藝，使用各種長徑比和螺旋槽的鉆頭。為最小化切削區(qū)的熱量積聚，鉆孔鋅合金時最好采用洪水式冷卻和鋒利的鉆頭。否則，鋅合金可采用較大的切削參數(shù)進行加工，從而實現(xiàn)較高的材料去除率。

壓鑄

壓鑄是一種高效且受歡迎的制造工藝，用于生產(chǎn)具有復雜形狀和嚴格公差的鋅制件。與傳統(tǒng)加工工藝不同，壓鑄需要使用模具或壓鑄模來制造所需零件。

電火花加工（EDM）

電火花加工并非傳統(tǒng)的加工工藝，但仍是機械加工車間中用于生產(chǎn)棱柱形零件的一種非常有用且常見的方法。鋅的良好導電性使其成為一種兼容EDM的材料。

鋅制件的表面精加工選項

鋅合金兼容多種表面精加工方法，包括：

• 電鍍：鋅合金可通過電鍍鎳和鈷等材料來實現(xiàn)特定的表面精加工、性能以及增強的耐腐蝕性。
• 鉻酸鹽轉(zhuǎn)化涂層：鉻酸鹽轉(zhuǎn)化涂層可改善鋅合金的外觀和耐腐蝕性。此外，該涂層還提供多種顏色選擇。
• 粉末噴涂：粉末涂裝使表面呈現(xiàn)粗糙外觀，并使其具有抗刮擦和抗磨損等機械作用的能力。
• 陽極氧化：陽極氧化在鋅合金表面形成一層薄薄的氧化物保護膜，從而提高其耐腐蝕性。
• 噴漆：鋅合金兼容各種油漆，使用戶能夠獲得所需的任何顏色。

鋅合金加工的技巧

我們已經(jīng)確定鋅合金的可加工性較高。與鈦等其他材料相比，鋅合金并不那么難以處理。然而，為了優(yōu)化鋅合金的加工過程，這里還有一些專家建議。

選擇易加工的鋅合金型號

這一點不言而喻，但也容易被忽視。當有多種鋅合金可供選擇時，應選擇加工人員更易于管理的合金，如Zamak 3或Zamak 5，這將在尺寸精度和節(jié)省時間方面帶來回報。

使用鋒利的切削刀具

為應對鋅合金的粘性并最小化刀具磨損，建議使用更鋒利的切削刀具。鋒利的刀具可施加集中的切削力，并最小化犁耕效應。從而，產(chǎn)生短切屑，這些切屑會飛離而非粘附在刀具上。

充分使用冷卻液

熱軟化是鋅加工中的一個主要問題。因此，充足的冷卻液供應有助于最小化摩擦并控制溫度，進而改善表面精加工和切屑產(chǎn)生。此外，應優(yōu)先選擇水基冷卻液。

采用中等至高的切削速度

如果鋅合金迅速升溫，可稍微提高切削速度以降低切削溫度。這將減少刀具與材料的接觸時間，并通過切屑實現(xiàn)更高的熱量散發(fā)。

使用碳化物/高速鋼刀具

鋅合金可能導致過度的刀具磨損或熱變形。因此，碳化物是良好的選擇，因其具有良好的耐磨性和熱穩(wěn)定性。對于較輕的加工任務，高速鋼（HSS）也能很好地適用于各種鋅合金牌號。

鋅制件的應用

既然我們已經(jīng)了解了鋅合金的可加工性方面，現(xiàn)在就來討論一些鋅制零件的應用。以下是鋅合金零件的一些簡短列表。

• 汽車零部件：汽車公司使用鋅合金制造發(fā)動機缸體組件、支架、裝飾件等。
• 電子外殼：鋅合金良好的導電性和導熱性使其成為制造電子設備外殼和散熱器的理想材料。
• 醫(yī)療器械：鋅合金的生物相容性使其成為某些醫(yī)療器械的優(yōu)選材料。
• 五金件：鋅合金是緊固件（如螺絲、螺母和螺栓）的流行選擇，適用于低沖擊應用，如家用電器和配件。它們?yōu)檫@些應用提供了足夠的強度、耐腐蝕性和美觀的表面精加工選項。
• 消費品：鋅合金也因其低成本和裝飾性外觀而成為消費品（如拉鏈、鉸鏈和珠寶）的流行選擇。

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結(jié)論

鋅合金無疑是加工行業(yè)中最重要的材料組別之一，具有多種牌號、加工工藝和應用。其有益特性以及高可加工性使其成為機械加工車間的理想選擇。