[技术]锌合金

锌的密度7.133g/cm',熔点4200C，沸点9110C，具有闪锌晶格，无同素异构体，纯锌的强度、塑性都较差。锌的电化学次序在铬、铁之前，标准电极电位为一0.763V，易和Cl-'  02一等离子化合，故在空气、各种酸类及海水等介质中易被腐蚀，因而纯锌、Zn-Al-Cd合金可用做钢质船舶或钢铁大型设备的栖牲阳极，以保护船舶、大型设备，而作构件时进行镀铬或磷化处理，以防腐蚀。

    以纯锌为基加入合金元素铝、铜、镁等可组成一系列锌合金。

锌合金有一定的强度，足够的硬度，熔点低，流动性好，广泛地用做压铸合金，压铸件的尺寸精度高，电镀性能好，在汽车、拖拉机制造和仪表制造中应用很广。

    锌合金的耐磨性好，也可用砂型铸造大中型轴承、轴套等耐磨件，与巴氏合金相比，具有价廉、质量较小、硬度高、容易成型、切削加工容易等优点，与某些锡青铜相比，摩擦系数略低，力学性能高;与铝青铜耐磨件相比，与润滑油的亲和力大，摩擦系数小，力学性能略低。锌合金冲压模代替钢模，可节省大量工时，缩短模具制造周期，还可以将锌合金用凝壳制造法制造灯具和美术工艺品。锌合金另一特点是具有减振性能，可制作汽车变速器、风机零件等，可降低噪声。锌合金的缺点是:和铝合金相比，密度大，热膨胀系数大，高温强度、室温塑性均较低，因而限制了它的使用。

        锌合金中主要合金元素是Al . Cu , Mg,它们对锌合金的作用如下。

      1 .Al    Al-Zn二元相图，如图5-4所示，β.α分别为以Zn. Al为基的固溶体，合金的结晶过程如下。

    含Al 5%处382℃时有共晶转变:    L→β+α    含Al 22.3%处275℃时发生共析转变:    α→β+α1    从。中析出尽及含Al更高的al o温度继续下降时，月相成分基本不变，al的成分则连续变化，至室温时a,的成分接近纯铝，故在平衡条件下，含Al低于22.3%的锌合金其组织由β+(β+α1)共析体组成。在铸造条件下的非平衡组织，不发生共析转变，由β+（β+α）组成，在室温下的a相实际上是含Zn的过饱和固溶体，它随时间逐渐分解为富铝的a，相和富锌的f3相。在分解过程中伴随有体积膨胀，在铸件内形成巨大的内应力，促进晶内腐蚀，塑性明显降低，使合金变脆，这种分解过程即自然时效过程，常称为“老化，。

    Al是锌合金的主要合金元素，在组织中出现经强化的尽相和a相，强度、塑性都得到提高。

      2 .Cu    Zn-Al二元合金中加入Cu'除少量固溶于月,a相中外，还形成以电子化合物CuZn3为基的二固溶体，Zn-AI-Cu三元状态图见图14-1。进一步合金化，提高强度和硬度，还能提高流动性，改善铸造性能，提高耐腐蚀性。加Cu的缺点是促进a相分解，使铸件尺寸不稳定，加速合金的“老化”。

    3 .Mg    Mg固溶于β,a中，能减轻晶内腐蚀，提高强度、硬度，降低共析转变温度，抑制a相的分解，防止合金。老化，。但加入量过大会形成金属间化合物，降低塑性，增大热裂、冷裂倾向。Mg在液面形成Mg0膜，降低流动性。