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锌合金成分控制及应用

锌合金成分控制及应用-参考资料

一、锌的有关知识：

锌的化学符号为Zn，原子序数为30，浅蓝白色金属。主要的矿石

是闪锌矿（ZnS），矿石在空气中煅烧成氧化锌，然后用炭还原即得。

如将硫化锌在7000C左右焙烧成硫酸锌，以铝为阴极，铅为阳极，使

硫酸锌溶液进行电解，在阴极上可得纯度为99.5%的电解锌。在空气

中容易氧化，但覆上一层氧化锌即可成为保护膜，用于制镀锌铁（白

铁）、黄铜及干电池等。

锌板密度为7.15-7.3g/cm3,锌铝合金密度为6.3-6.9g/cm3。

二、标准合金成分

1、锌锭。化学成分见表1。(GB470-83)

4、铸造锌合金。国际标准成分，见表4。

通用牌号锌合金机械特性：

表5

通用牌号锌合金物理性能：

通用牌号锌合金选择指南：

通用牌号锌合金的用途：

通用牌号锌合金性能说明：

1）3#锌合金：一向是压铸业的首选材料，它最能平衡物理及机

械性能的要求。其优异的铸造性和尺寸稳定性，使超过70%锌合金压

铸产品均使用3#锌合金。3#锌合金亦特别适合电镀、喷油及铬化等表

面处理。

2）4#锌合金：始于亚洲，铜含量介于3#与5#之间。4#锌合金比

3#更有效减少某些压铸件的粘模现象，而4#锌合金仍保持有与3#相

当的柔软性。

3）5#锌合金：比3#的硬度和强度更高，但柔软性更低，如铸件

需要摺、屈、卷、窝等变形工序时可能有影响。5#锌合金的特性转变

是由于加入了1%的铜。此合金铸造性优异，对抗蠕变（高温受力时变

形）较3#锌合金好，同样适合电镀、切削加工及一般表面处理。

4）2#锌合金：是各种低铝锌合金中，硬度及强度最高的。它含

铜量高（3%）却会在老化时令合金的性能有一些改变，这些改变包括

尺寸增加（20年后每毫米增长0.0014毫米），减低延展性及冲击强

度。

5）8#锌合金：为重力铸造而发展，但现在却普遍用于高压压铸.

它比3#及5#有较高的硬义、强度及抗蠕变（高温受力时变形）。8号

亦适合表面处理及其他表面处理，工序与5#相同。因此当3#与5#的

性能表现未能满足要求时，8#的高强度及抗蠕变是另一选择。

金利锌合金标准成分表（参考值）:

5、压铸锌合金：(GB/T13818-92),推荐标准，合金化学成分见表

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三、合金中各元素的作用

合金成分中，有效合金元素有铝、铜、镁；有害杂质元素有铅、

镉、锡、铁。

（1）铝

作用：①改善合金的铸造性能，增加合金的流动性，细化晶粒，

引起固溶强化，提高机械性能；②降低锌对铁的反应能力，减少对铁

质的材料，如鹅颈管、模具、坩埚的侵蚀。

铝含量控制在3.8%-4.3%。主要考虑到所要求的强度及流动性，

流动性好是获得一个完整、尺寸精确、表面光滑的铸件必需的条件。

铝对流动性和机械性能的影响见表11。流动性在含铝量5%时达

到最大值；在含铝量3%时降到最小值。铝对冲击强度的影响见表6中

虚线。冲击强度在含铝量3.5%时达到最大值；在含铝量6%时降到最

小值。含铝量超过4.3%，合金变脆；含铝量低于规定范围，导致薄壁

件充型困难，有铸后冷却破裂的可能。铝在锌合金中不利的影响是产

生Fe2Al3浮渣，造成其含铝量下降。

表11铝对合金流动性和机械性能的影响

（2）铜

作用：①增加合金的硬度和强度；②改善合金的抗磨损性能；③

减少晶间腐蚀。

不利：①含铜量1.25%时，使压铸件尺寸和机械强度因时效而发

生变化，即压铸后一度收缩，继而转向膨胀；②降低合金的可延伸性。

铜含量对合金强度的影响见表12。

铜含量W/%

表12铜含量对合金强度的影响

（3）镁

作用：①减少晶间腐蚀；②细化合金组织，从而增加合金的强度；

③改善使合金的抗磨损性能。

不利：①含镁量0.08%时，产生热脆、韧性下降、流动性下降；

②易在合金熔融状态下氧化损耗。

镁对合金流动性的影响见表