鋅（符號(hào)：Zn）是制造業(yè)中的一種實(shí)用金屬，因其良好的耐腐蝕性、電化學(xué)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(jìn)行深入分析。

鋅的特性

純鋅是一種銀灰色的脆性化學(xué)元素，工業(yè)應(yīng)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(shí)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(qiáng)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(jià)格不貴、儲(chǔ)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(hào)，其中Zamak 3是標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)。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(qiáng)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(diǎn)，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(yīng)用。

Zamak 5

Zamak 5是Zamak系列的另一種鋅合金牌號(hào)。與所有Zamak牌號(hào)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(qiáng)了鋅合金的強(qiáng)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(jià)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(qiáng)度、高硬度以及蠕變強(qiáng)度，這是鋅合金牌號(hào)中獨(dú)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(dòng)性使得鑄造具有復(fù)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(hào)，含有鋁和銅。它具有顯著的強(qiáng)度、硬度和蠕變性能，通常被認(rèn)為是常見鋅合金牌號(hào)中性能最佳的。

EZAC特別適用于壓鑄應(yīng)用，這得益于其熔點(diǎn)和流動(dòng)性。其較低的熔點(diǎn)使其兼容熱室壓鑄，從而增加了其在多個(gè)行業(yè)中的潛在應(yīng)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(qiáng)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(diǎn)，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(qiáng)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(jià)值的物品，如獎(jiǎng)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(huì)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(huì)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(huì)迅速升溫，伴隨溫度升高而來的熱軟化可能導(dǎo)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(diǎn)

另一個(gè)與溫度相關(guān)的問題是，熱軟化有時(shí)可能阻礙加工人員采用激進(jìn)的加工方法。例如，由于材料剪切過多，可能無法實(shí)現(xiàn)非常高的進(jìn)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(hào)的脆性行為可能導(dǎo)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(xì)加工或研磨應(yīng)用可能會(huì)產(chǎn)生粉塵，這些粉塵不應(yīng)被吸入。因此，在進(jìn)行此類操作時(shí)，建議確保良好的通風(fēng)。

鋅合金的不同加工工藝

鋅合金是機(jī)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(jìn)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?，F(xiàn)代車床具有多軸加工能力和高精度，包括車銑復(fù)合加工。與銑削一樣，車削鋅合金相對容易，但可能會(huì)遇到材料軟粘性的問題。

鉆孔

鉆孔是標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(jìn)行加工，從而實(shí)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(fù)雜形狀和嚴(yán)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(jī)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(dǎo)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(xiàng)

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(shí)現(xiàn)特定的表面精加工、性能以及增強(qiáng)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(jī)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(hù)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(hào)

這一點(diǎn)不言而喻，但也容易被忽視。當(dāng)有多種鋅合金可供選擇時(shí)，應(yīng)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(shí)間方面帶來回報(bào)。

使用鋒利的切削刀具

為應(yīng)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(yīng)。從而，產(chǎn)生短切屑，這些切屑會(huì)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(gè)主要問題。因此，充足的冷卻液供應(yīng)有助于最小化摩擦并控制溫度，進(jìn)而改善表面精加工和切屑產(chǎn)生。此外，應(yīng)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(shí)間，并通過切屑實(shí)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(dǎo)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(wù)，高速鋼（HSS）也能很好地適用于各種鋅合金牌號(hào)。

鋅制件的應(yīng)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(yīng)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(dòng)機(jī)缸體組件、支架、裝飾件等。
• 電子外殼：鋅合金良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性使其成為制造電子設(shè)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(yīng)用，如家用電器和配件。它們?yōu)檫@些應(yīng)用提供了足夠的強(qiáng)度、耐腐蝕性和美觀的表面精加工選項(xiàng)。
• 消費(fèi)品：鋅合金也因其低成本和裝飾性外觀而成為消費(fèi)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(hào)、加工工藝和應(yīng)用。其有益特性以及高可加工性使其成為機(jī)械加工車間的理想選擇。