浅谈锌基合金在模具上的应用
锌基合金作为模具材料，最早可以追溯到第二次世界大战期间。当时技术水平较低，材料性能不理想，只能用它做一些简易胎膜。随着材料科学的发展，现在，锌系合金家族有了更多的成员。有的可以用来制作模具，有的可以直接用来制造机械零件。在此，本文只介绍其中一种，由锌、铝、铜组成的锌基合金。
采用锌为基体的锌、铝、铜三种元素，通过直接熔化法，即可得到锌基合金材料，其熔点在380～390°C，比重为6.6～6.9g/cm3，收缩率为1%. 这种材料的铸造性能，加工性能比较好。机械性能比其它低熔点合金高，特别是硬度较大，耐磨性也较好。成本低，非常适合用来做简易模具的材料。因为现代社会产品更新换代快，锌基合金尤其实用于新产品研发，试制，以及小批量生产等方面的模具。即便模具损坏，也可以再回炉，用于重新铸造模具。遗憾的是，锌基合金的延伸率，冲击韧性较差。高温性能和抗腐蚀性能不好。
一、锌基合金的工艺性能
铸造性能好。由于合金熔点低，流动性好。所以不需要特殊的熔炼炉即可熔化。能铸造出结构复杂，难以进行机械加工的各种模具和大型模具。
切削加工性能良好 。由于合金具有一定的强度和硬度，因此机械加工性能良好。它可进行车、铣、刨、磨、电火花、线切割等加工。表面粗糙度小。
良好的焊接性能。使用相同牌号的锌合金作焊条，可以用氧气—乙炔火焰来进行焊接。
二、锌基合金在冲模上的设计原则
锌基合金冲裁模凸、凹模材料的选择。
落料凹模的凹模材料应选用锌基合金，凸模选用碳素工具钢等。
冲孔模具的凸模材料应选用锌基合金，凹模则选用碳素工具钢。
这种选择材料的方法比较合理，在冲裁中所获得的制件表面平整，断切面较光洁，质量容易得到保证。
锌基合金冲裁模的凸模与凹模之间的合理起始间隙值，是在冲裁工作中靠制件对合金刀口与侧壁的磨损以及刮削作用，自动补偿获得。对落料工序是增大凹模尺寸来自动调整合理间隙；对冲孔工序是以减少凸模尺寸来自动调整合理间隙。
凸、凹模尺寸公差的确定。
锌基合金冲裁模的凸、凹模尺寸公差的确定，基本上与普通冲裁模具的方法相同。对落料工序制得的制件尺寸取决于合金凹模的尺寸；对冲孔工序制得的制件尺寸取决于合金凸模的尺寸。孔距尺寸，阶梯形尺寸，取决于凹模或凸模的制造精度而不受合金磨损而变化。模具设计时，凸模与凹模尺寸公差的标注应考虑到制造工艺的特点和方便。对落料工序，其公差应标注在凸模上；对冲孔工序，其公差应标注在凹模上。
凹模刃口高度。
锌基合金冲裁模具的凹模刃口高度（落料凹模）将直接影响制件的质量和模具的寿命。刃口尺寸过小时，则强度不够，模具寿命会显著降低；尺寸过大时，则制件平直度、质量均将显著受到影响。刃口侧壁高度尺寸，可视制件的材料厚度等因素来确定。
凹模厚度与宽度。
锌基合金冲裁模的凹模厚度与宽度，应根据被冲制件的材料厚度与受力情况来确定。凹模在冲裁过程中，其受力比较复杂。主要受径向张力的影响，同时受轴向压应力的影响产生弯距。由于合金的强度有限，所以设计凹模时必须要考虑到具有足够的强度。
导向装置的选择。
锌基合金冲裁模具是否采用导向装置，是否使用模架，应视制件的精度要求、几何形状的复杂程度、批量大小等相关因素来确定。当制件的精度要求高，几何形状较复杂，批量相对较大
的情况下，在设计时应考虑增加有导向装置的模架。反之则没有必要。
锌基合金冲裁模同其它冲裁模一样，在设计方案选择时，应灵活掌握确定，才能收到满意的效果。
三、锌基合金在塑料模具上的设计原则
其设计原则和步骤基本上同常规模具的设计差不多，不同之处是以铸造方法代替机械加工而获得成型腔。故在设计中应考虑到合金的收缩量。（合金的收缩量为1%）。在设计计算型腔尺寸时，一定要乘以系数，否则成型后的工件尺寸达不到产品设计要求，质量得不到保证。锌基合金塑料模，受力主要是侧壁部分。考虑到模具的强度并照顾到体积不至过大，可在设计中考虑增加填料。例如设计模具时考虑增加钢柱，有如水泥中加钢筋一样，从而提高锌基合金模具的强度，体积又可缩小，给模具制造和生产操作创造有利条件。
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