鋅是什麼材料？合金、特性、應用

鋅材料特徵影像 

鋅是一種耐腐蝕金屬，在自然界中以閃鋅礦（ZnS）、碳酸鋅（閃鋅礦）和爐甘石的形式存在。事實上，鋅的儲量位居第24位，應用範圍也排名第4位。人類對鋅及其合金的使用可以追溯到2,500年前，至今它仍然是現代工業的關鍵金屬之一。 

您可以輕鬆注意到鋅在車輛、電氣系統、建築元素、鍍鋅塗層等中的使用。這些物品是透過 CNC 加工、鑄造或鈑金製造製成的。  

了解鋅材料的各個方面，可以幫助您為下一個製造專案選擇合適的合金。讓我們來探討一下它的特性、合金類型、加工性能等等。

鋅材料是什麼意思？

鋅金屬 

「鋅材料」一詞不僅限於純金屬形式，還包括各種鋅合金。它既指純鋅，也指成分中鋅含量佔多數的任何材料。 

鋅的元素符號為“Zn”，在元素週期表中位於“30”。鋅及其合金具有良好的電氣、機械和化學性能。由於其天然的耐腐蝕性，鋅也用於透過鍍鋅工藝塗覆各種材料。此外，鋅的外觀呈現藍灰色，更顯美觀。

採用CNC加工、壓鑄和鈑金加工等製造技術將鋅原料加工成最終零件或產品。

鋅簡史 

雖然在青銅時代的古希臘就可以看到早期的使用痕跡，但在 200 BCE 羅馬人發明了一種有效的方法，從氧化礦石中提取金屬，並將其與銅混合形成黃銅。 

西元前4至3世紀，印度也開始開採鋅。之後，在歷史上的一段時期，大規模的開採和生產始於15世紀的中國。此後，鋅在工業應用領域逐漸普及，且 鍍鋅層 用於 18 世紀後期的鋼鐵。

鋅的物理、機械和化學性質 

鋅是一種淺灰色材料，熔點為419.5°C，密度為7.134 g/cm³。它具有優異的耐腐蝕性、良好的導電性， 延展性和延展性。一般來說，鋅會保留在 +2 氧化態，與酸和鹼有輕微交互作用。

現在，讓我們來看看鋅的各種特性和事實。

鋅的物理性質 

鋅具有六方晶體結構，層狀結構緊密，外觀呈淺灰色，類似銀。其熔點和沸點較低，有利於鑄造，但限制了其熱應用。以下列出了鋅的其他物理特性。

• 金屬結構： 六方密堆積，空間群 P6₃/mmc
• 密度： 室溫下為7.134克/立方公分。
• 熔點： 419.5°C
• 沸點： 907°C
• 表面紋理： 閃亮的藍白色
• 導熱係數： 25°C 時約 120 W·m⁻¹·K⁻¹

鋅的機械性質 

鍍鋅

純鋅是一種軟金屬，抗拉強度和楊氏彈性模量相對較低。然而，Zamak 2（鋅-鋁-銅）合金的抗拉強度可提升至350兆帕。此外，它還具有良好的延展性和延展性。

下面的列表概述了鋅的主要機械特性。 

鋅的化學性質 

首先，鋅材料表面本身就起到了天然的防腐蝕屏障的作用。它與氧氣反應，形成氧化層，然後進一步與二氧化碳反應，形成碳酸鹽和氧化膜。這層保護膜可以防止生鏽和表面老化。

Zn+O2+2H2O→Zn(OH)

Zn(OH)2→ZnO+H2O 

ZnO+2CO2​+3H2​O→ZnCO3​⋅4Zn(OH)2​

其次，它對酸和鹼的反應性較弱，與酸生成鋅鹽，與鹼生成鋅酸鹽。 

不同類型的鋅合金 

鋅合金的種類

除了純鋅之外，Zamak 2、Zamak 3、Zamak 5 和 Zamak 7 也是常見的鋅合金類型。這些都屬於 Zamak 系列，含有不同比例的鋁、鎂和銅。因此，鋅鋁合金在機械加工車間也很受歡迎。

1. Zamak合金

Zamak合金的典型成分為94-96%的鋅、3.5-4.3%的鋁、0.03-1.25%的銅和0.02-0.05%的鋁。 Zamak合金中的鋁可提高強度、硬度和強度重量比。銅進一步增強了耐磨性和耐腐蝕性，而鎂有助於提高鑄造或成型時的流動性。 

Zamak 2 比其他等級的合金具有更高的硬度和強度。 Zamak 3 為鑄造提供了最高的流動性，而 Zamak 5 則含有額外的銅，從而提高了硬度和耐磨性。 

2. 鋅鋁合金 

這些合金的抗拉強度和硬度甚至比Zamak合金更高。高比例的鋁增強了純鋅金屬的物理和機械性能。常見的鋅鋁合金類型有ZA-8、ZA-12和ZA-27，每種合金的名稱都表示鋁的含量。 

ZA合金的一個主要缺點是添加鋁會降低流動性，這在壓鑄過程中是一個很大的問題。除此之外，它不會對數控加工製程產生任何影響。如需比較，您可以進一步閱讀 “鋅合金與鋁合金”.

3. 其他鋅合金 

鋅合金產品 

除了鋅合金（ZA）和鋅基壓鑄鋅（Zamak）之外，其他合金也用於製造，例如鋅鎳合金、鋅錫合金、鋅鉛合金和高強度鋅合金。鉛基合金可增強機械加工性，鋅鎳合金可改善機械性能，高強度合金則可為結構件和汽車零件提供所需的強度和堅固性。 

鋅零件和產品的製造工藝 

生產鋅零件和產品採用各種製造工藝，包括 鋅加工、壓鑄、鈑金加工和3D列印。然而，數控加工和鑄造是兩種主要方法。

讓我們更詳細地討論這些。

鋅壓鑄件 

鋅壓鑄模具

壓鑄製程包括將熔融的鋅注入一個預先製作好的模具（稱為「壓模」）。然後，鋅在模腔內流動，並在凝固時形成外部輪廓。鑄造過程在1000至2000 psi的高壓下進行。同時，模具採用工具鋼或鑄鐵經過精密加工製成。 

此方法適用於大量生產鋅製品，且重複性極佳。模具可重複使用也使此製程更具成本效益。鋅壓鑄在各領域都有廣泛的應用。 

一些值得關注的應用包括門把手、汽車內飾件、引擎蓋下部件、電子外殼和裝飾五金件。它與鋁壓鑄相比如何？您可以閱讀 鋅壓鑄與鋁壓鑄 點擊此處。

鋅C控制加工

鋅C控制加工 

機械加工更適合複雜且精密的鋅零件，也更適合原型製作，且成本更低。此製程通過去除材料，將鋅塊、鋅條、鋅棒或其他工件加工成所需形狀。根據工件的幾何形狀和複雜程度，可以採用銑削、車削、鑽孔、攻牙、研磨等工藝。

對於 數控加工首先，您需要使用 SolidWorks 和 AutoCAD 等設計軟體建立 CAD 模型，然後進行對應的 CNC 程式設計（G&M 程式碼）。然後，CNC 機床運行代碼並控製刀具/工件沿固定路徑移動以去除材料。由於這種自動化，它能夠製造精確的 定制零件 公差低至±0.01毫米。

Zamak 和 ZA 合金具有良好的可加工性，是鋅加工專案的理想選擇。數控加工鋅零件的一些應用範例包括機械套管、電連接器、感測器外殼和裝飾條。 

鋅材料的應用 

鋅的應用 

目前，全球近一半的鋅消耗量用於鍍鋅，即在鐵、鋼和其他金屬上形成一層保護性鋅層的製程。此外，不同的鋅合金可以透過各種製造方法加工成所需的零件。

鋅的常見應用包括醫療、電子、汽車、建築、施工和海洋工業。 

1、鍍鋅

鋅與基材緊密結合，形成一層薄薄的耐腐蝕層，使產品壽命延長高達 50%。熱浸鍍鋅、電鍍鋅和熱噴塗等方法都可用於此類應用。例如，熱浸鍍鋅可用於塗覆結構梁、護欄、機械緊固件和傳送帶。

2.汽車工業 

鋅合金汽車零件通常採用鑄造和數控加工製程製造。鋅合金主要用於裝飾件或中低負荷條件下的結構件。 

Zamak 3、5 和 7 等合金經過鑄造或加工，可製成車輛門鎖外殼、轉向部件、裝飾件、緊固件等。 

3.醫療行業 

鋅在醫療領域應用廣泛，從除顫器到聽診器，不一而足。另一個有趣的事實是，鋅元素在我們的免疫系統中也至關重要。此外，鋅還具有良好的機械性能，適用於一些內固定和支架應用。

4. 電子行業

鋅用於儲能電池、感測器和光電子裝置。此外，連接器、外殼、商用電極以及許多其他產品都由鋅材料製成。 

5. 建築與施工

鋅用於鍍鋅結構梁、屋頂和建築板材。此外，裝飾條、外牆、浴室五金件和覆層系統等產品也都以鋅生產。 

6。 海洋產業 

另一個受益於鋅高耐腐蝕性的產業是海洋工業。不同的船用五金件都鍍有鋅，以抵禦惡劣的環境。 

鋅的優點和缺點 

Zin 的利弊 

鋅是一種用途廣泛的金屬，具有多種優點，包括防腐、合金成分多樣、抗菌性能和導電性。但同時，它也存在一些限制。它的硬度、抗蠕變性和熔點較低，純鋅易碎。

鋅金屬有哪些優點？

• • 防腐： 鋅透過在表面形成碳酸鹽和氧化物薄膜來防止材料腐蝕。 
  • 合金選項： 鋅可與銅、鋁、鎂等金屬混合，改善性能，合金成分具有彈性。 
  • 出色的整理效果： 由於加工後的鋅零件本身俱有光滑且美觀的特性。在塗層方面，您可以獲得一系列 鍍鋅顏色 根據需要進行選擇。 

• 抗菌： 鋅具有抗菌作用，有助於保持衛生。這尤其有利於食品加工和醫療應用，確保清潔和安全。

• 電導率： 鋅是一種良好的電導體，這使得它可用於連接器和其他類似物品的電連接。
• 可回收性： 鋅可以透過熔化回收，回收率高，是環保的選擇。

鋅金屬有哪些缺點？

• 低熔點： 鋅的熔點低，不能用於熱敏感應用。 
• 脆性： 純鋅性質脆，抗拉強度低。
• 化學反應性： Zic與酸、鹼反應，導致材料降解，因此不適用於酸性和鹼性環境。 

閱讀更多： 鍍鉻、鍍鋅、鍍鎳的差別

ProleanTech 客製化鋅零件：壓鑄和 CNC 加工服務

我們討論了鋅的多種類型和應用，但您需要一個製造合作夥伴將鋅原料轉化為功能性零件和產品。選擇可靠的合作夥伴時，您需要考慮一些標準，包括生產能力、行業經驗、材料供應情況以及預算。 

在眾多供應商和製造商中，ProleanTech 或許能滿足您的品質和成本標準。我們提供鋅壓鑄件和 鋅加工服務 根據您的設計。 

我們的團隊擁有十年為多個行業處理原型設計和生產的經驗。從材料選擇到後處理和最終表面處理，我們都能為您提供支援。上傳您的設計並 得到報價 在開始您的專案之前。機械加工服務

結語

本文探討了鋅的許多方面，從其合金到其應用和製造方法。了解鋅的特性和合金類型可以幫助您更好地選擇材料和製造方法。最終，零件或產品的最終效果取決於您對合金、加工方法和製造商的選擇是否準確。 

如果您對如何讓您的鋅零件更有效率、更具成本效益還有任何疑問，請聯絡 ProleanTech 的專家，無論您身在世界何處。

常見問題

什麼是鋅？

鋅是一種脆性耐腐蝕金屬，以「Zn」表示，位於元素週期表的第30位。

鋅金屬的用途是什麼？ 

鋅主要用於鍍鋅鋼和鐵以防止腐蝕，不同的鋅合金被加工或鑄造成工業零件。

鋅是由什麼製成的？
由鋅製成或含有鋅的產品包括鍍鋅管、排水溝、屋頂、黃銅配件、壓鑄外殼、電池外殼、犧牲陽極和裝飾五金件。

最容易熔化的金屬是？

在固態金屬中（汞除外），銫是最容易熔化的金屬，熔點約28.5°C。如果我們看看我們日常使用的金屬，那就是鋅。