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ZDC1

高强度锌合金 ZDC1 能够生产精确、耐用且表面就绪的压铸件,适用于要求严苛的功能性组件。

材料介绍

ZDC1 是一种专为精密锌压铸优化的高性能锌合金,在强度、硬度和铸造性能之间提供了卓越的平衡。作为著名的 Zamak 5 系列的 JIS 铸造牌号,ZDC1 通过添加受控的铜含量,相较于标准锌合金提升了机械性能和抗蠕变性。这使其成为承受长期载荷、冲击或频繁机械致动的结构件或功能件的绝佳选择。凭借优异的流动性和填充能力,ZDC1 支持复杂的型腔、薄壁几何形状和严格的尺寸公差,能够实现中小尺寸零件的大批量生产。结合 Neway 的精密模具制造能力和稳定的热室压铸单元,ZDC1 始终能提供可重复的铸造质量、光滑的铸态表面以及 robust 的尺寸稳定性,非常适用于外观五金件、锁闭机构、电动工具和高端消费产品。

替代材料选项

当项目需求超出 ZDC1 的性能范围时,可以考虑几种替代材料。为了在二次加工中获得更好的延展性和成形性,Zamak 3 提供更佳的延伸率,是需要大量弯曲、镦粗或铆接零件的首选。如果最大强度和抗疲劳性至关重要,Zamak 2 提供更高的硬度和耐磨性,特别适用于重型机械部件。对于具有严格填充要求的极薄壁或微精密特征,Zamak 7 因其卓越的流动性和较低的杂质水平而成为出色的替代方案。当耐腐蚀性、感知奢华感和重量是关键卖点时,铜基合金如黄铜 380或更广泛的铜 - 黄铜合金可提供出色的装饰和触感性能。对于轻量化结构或热要求高的外壳,可以选择铝压铸合金如A380A383/ADC12,特别是在需要与现有金属铸造平台集成时。

国际等效/可比牌号

国家/地区

等效/可比牌号

具体商业/标准名称

备注

日本 (JIS H 5301)

ZDC1

标准日本锌压铸合金

日本规范中广泛使用的铸造牌号。

美国 (ASTM B86/B240)

Alloy 5 / Zamak 5

AC41A, Alloy 5, ZnAl4Cu1

改性铜锌合金,具有更高的强度和抗蠕变性。

欧洲 (EN 1774 / EN 12844)

ZL0410 / ZP0410

ZnAl4Cu1, Alloy 5

Zamak 5 等效锌合金的锭料和铸造牌号。

中国 (GB)

ZL5

ZL5 ZnAl4Cu1

中国锭料等级,化学成分通常与 Alloy 5/ZDC1 一致。

德国 (DIN)

Z410

ZnAl4Cu1

Zamak 5 型锌压铸合金的德国牌号。

国际 (ISO)

ZnAl4Cu1

通用 Zn–4Al–1Cu 锌铸造合金

国际公认的 ZDC1 型合金成分系列。

英国 (BS)

Alloy B

BS 1004 Alloy B

功能上等同于用于压铸的 Alloy 5/ZDC1。

设计目的

开发 ZDC1 是为了满足传统锌合金(如 Zamak 3)无法提供足够强度、硬度或抗蠕变性的应用场景。通过在 Zn–Al–Mg 基体中添加约 1% 的铜,ZDC1 提供了改进的机械稳健性,并在持续机械载荷或较高工作温度下表现更佳。该合金旨在用于热室锌压铸,其中快速循环时间、长模具寿命和复杂模具的可靠填充至关重要。其目的是填补高延展性但低强度锌合金与更昂贵的铜或铝合金之间的空白,从而能够生产紧凑、高精度的组件,兼具高功能可靠性、优异的表面精加工选项和有竞争力的单件成本。

化学成分

元素

锌 (Zn)

铝 (Al)

铜 (Cu)

镁 (Mg)

铁 (Fe)

铅/镉/锡

含量 (%)

余量

3.8–4.3

0.75–1.25

0.03–0.06

≤0.075

微量(通常各<0.003)

物理性能

性能

密度

熔化/凝固范围

导热系数

导电率

热膨胀系数

数值

~6.6 g/cm³

~380–386°C

~108–112 W/m·K

~26–27% IACS

~27–28 µm/m·°C

机械性能

性能

抗拉强度 (UTS)

屈服强度 (0.2% 偏移)

延伸率

硬度

冲击强度

数值

~320–330 MPa

~230–270 MPa

~3–7%

~90–92 HB

~60–65 J

关键材料特性

  • Zamak 3等标准锌合金相比,强度和硬度增强,支持更苛刻的结构和承重应用。

  • 在热室锌压铸中具有卓越的铸造性能,包括多滑块、复杂浇口和薄壁组件。

  • 改进的抗蠕变性,适用于承受持续应力、温度循环或长期尺寸要求的零件。

  • 优异的冲击强度和韧性,使其适用于暴露于冲击载荷、反复致动或机械振动的组件。

  • 高质量的铸态表面光洁度减少了对重度后加工的需求,并简化了外观精加工。

  • 与 Neway 压铸件后处理中提供的各种装饰性和保护性涂层兼容,包括喷漆、粉末喷涂和电镀。

  • 在大批量生产中保持稳定的尺寸重复性,支持装配和机构中的严格公差链。

  • 与铝合金相比熔点较低,降低了能耗,并允许在系列生产中缩短循环时间。

  • 在室内和轻度腐蚀性环境中具有良好的耐腐蚀性;性能可通过涂层或转化层进一步增强。

  • 非常适合小型、复杂的零件,包括精密锁闭组件、电子硬件和装饰配件。

可制造性与后处理

  • 锌压铸:ZDC1 主要在热室压铸机中加工,为复杂零件提供高生产率、长模具寿命和稳定的射次一致性。

  • 精密模具:Neway 模具系统中优化的分型线、热平衡和排气有助于最小化气孔、粘模和表面缺陷,同时保持严格的尺寸控制。

  • 嵌件铸造:ZDC1 易于包裹钢、黄铜或不锈钢嵌件,无需二次连接操作即可实现凸台、螺纹特征和多材料组件的集成。

  • 二次后加工:铣削、钻孔、铰孔和端面加工可在关键特征上实现±0.02–0.05 mm 的公差,使其成为精密机构和密封界面的理想选择。

  • 钻孔和攻丝:ZDC1 在螺纹切削中提供可靠的切屑形成和稳定的扭矩行为,适用于螺钉连接和精密紧固件接口。

  • 去毛刺和滚磨:振动和滚筒抛光可有效去除毛刺、软化边缘,并为喷漆或电镀准备表面。

  • 从原型到生产:ZDC1 铸件可以使用快速原型制作快速验证,然后转移到完整的热室模具,缩短开发周期。

  • 装配集成:尺寸稳定性和良好的螺钉保持性能使 ZDC1 适合多部件模块的内部装配,减少外部处理和物流步骤。

适用的表面处理

  • 粉末喷涂:提供耐用、抗崩落的饰面,在复杂几何形状上具有优异的覆盖率,广泛用于消费类和工业类五金件。

  • 液体喷漆:为装饰组件、前面板硬件和可见外壳提供精细的颜色控制和光泽选项。

  • 喷砂:在喷漆或粉末喷涂前创建均匀的哑光纹理并掩盖轻微的表面瑕疵。

  • 滚磨:平滑锐利边缘并改善旋钮、杠杆和锁闭零件等触觉组件的手感。

  • 电镀(镍、铬或多层装饰系统):常用于 ZDC1,以获得高端外观、提高耐磨性和增强耐腐蚀性能。

  • 化学转化涂层,如铬酸盐或三价钝化层,提供薄、导电且耐腐蚀的表面,适合作为额外饰面的基底。

  • 电泳涂装 (E-coating):提供均匀的膜厚并深入渗透到凹陷特征中,常用于需要功能性防腐保护的机械零件。

  • 激光打标:能够在涂层或未涂层表面上实现耐用、高对比度的品牌标识、二维码和可追溯性标记,且热影响区极小。

常见行业与应用

  • 锁闭系统和门禁硬件,包括锁芯、插销和配件,类似于Dirak 锁系统铸造供应项目。

  • 电动工具组件、外壳和配件零件,正如 Neway 与博世电动工具硬件和装配的合作所示。

  • 消费电子和外围硬件,包括铰链和小型机构,例如Apple 耳机铰链压铸项目。

  • 奢侈消费品,如香水瓶盖和装饰配件,类似于香奈儿香水瓶盖 Zamak 铸造项目。

  • 汽车内饰和小型结构组件,需要紧凑包装、精度和良好的表面处理。

  • 电气和电子硬件、接线端子和开关组件,受益于稳定的尺寸和良好的电镀性能。

何时选择此材料

  • 当您需要的强度、硬度和抗蠕变性高于Zamak 3所能提供的,但仍希望保留锌压铸的加工优势时。

  • 当零件必须承受连续载荷、振动或长期应力而不会发生过度变形或丧失尺寸精度时。

  • 当使用热室金属铸造设备生产具有高重复性和最小气孔的复杂、小型或薄壁组件时。

  • 当外观质量和精加工灵活性至关重要,并且您计划应用电镀、喷漆或粉末喷涂以提升产品的感知价值时。

  • 当组件的尺寸和重量不足以证明转向铝合金的合理性,但您仍然需要坚固、耐用且尺寸稳定的零件时。

  • 当您希望将嵌件、螺纹和功能细节直接集成到铸件中,以减少二次装配操作并简化供应链时。

  • 当必须同时优化成本、循环时间和模具寿命,利用锌压铸的效率与高性能合金至关重要时。

  • 当您的设计路线图包含共享相同基础硬件的多种表面精加工变体,需要一个坚固且易于精加工的合金平台时。

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