鋅(Zinc)在世界上是僅次於鐵、鋁和銅的第四常見金屬,純鋅是藍白色且具有光澤的金屬。由於抗腐蝕性極佳,世界上約一半的鋅用於鍍鋅以保護金屬免受腐蝕。除此之外,鋅也常用於製造合金。
合金是由兩種以上的元素結合而成的材料,相比於純元素材料,合金在硬度、強度、抗腐蝕性等方面的優勢更大,應用範圍也更廣。鋅本身強度與硬度不高,但機械性能佳,與鋁、銅等金屬組成合金後,其強度和硬度均大幅提升。
鋅合金(Zinc Alloy)是以鋅為基底,結合銅、鎂、鉛等元素的合金。特點是可塑性佳、鑄件面粗度佳、耐腐蝕、熔點低、耐磨損。鋅合金常用於建築物,如排水系統和屋頂配件。也可用於電磁干擾屏蔽以保護設備免受電磁波影響。此外,鋅合金廣泛用於電子光纖零件、汽車、腳踏車、五金與家電等等。
模具是製造許多機械零配件的基礎。它的形狀決定最終產品的外形,本身品質也對最終的產品品質有直接影響。
同時,模具必須承受原材料膨脹,對剛度、面粗度和尺寸精度有極高要求。因此模具製作也被認為是一個國家製造業的重要指標。
在對模具有初步概念後,就可以來談談壓鑄是什麼!
壓鑄(Die Casting),或稱壓力鑄造,是一種金屬鑄造工藝,在高壓下將熔融金屬壓入可重複使用的金屬模具中,待金屬液冷卻凝固後自模中取出,經適當的清理與加工,即得所需鑄件之加工法。此工藝可產出高尺寸精度、面粗度佳的金屬零件。適當的溫度對於模具和要鑄造的金屬都至關重要。被鑄造的金屬需要正確加熱,以確保在模具中的適當流動。
如果熔融金屬的溫度對於模具來說太高,可能會損壞模具。例如鐵,鐵的熔點是1,538 °C(前者金屬大多 400°C 左右,最高的銅也只有 1,085 °C),模具無法承受那麼高的高溫,且鐵液冷卻速度快、流動性差,會極大縮短模具使用壽命,提高成本。總而言之,受制於模具本身的熔點,可被鑄造的金屬也有所限制。因此,理論上可以使用壓鑄法來製造鐵鑄件,但是實際情況相當稀少。大多數壓鑄鑄件都是熔點較低且不含鐵的,例如鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金等。
而根據壓鑄金屬的熔點不同,又分為冷熱室兩種壓鑄法。
熱室壓鑄機包含台爐,適用於低熔點的合金材料,例如鋅合金。而冷室壓鑄機與爐台是獨立分開的,需從爐台取出液體金屬至射料機構進行壓鑄。適用於高熔點合金金屬,例如鋁合金。
壓鑄工藝一般用於製造大量中小型鑄件,因此壓鑄是各種鑄造工藝中使用最廣泛的一種。同其他鑄造技術相比,壓鑄的表面更為平整,擁有更高的尺寸精度。用於壓鑄的金屬主要包括鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫等。比較特殊的壓鑄金屬包括Zamak、ZA以及美國鋁業協會的標準:AA380、AA384、AA386、AA390以及AZ91D鎂
因此使用鋅合金壓鑄模具比其他合金有較多優點:
綜合前文,我們了解到日常生活中有許多用品是以鋅合金製作的。
鋅合金熔點低、流動性與耐腐蝕性佳、便於回收。鋅合金壓鑄模具擁有生產成本低、高流動性、壽命長等優點,也適合做為各個不同領域之模具製造之用。
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