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19Metallurgical smelting冶金冶炼稀土在锌铝铸造合金中的作用边明勇（新疆众和股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830013）摘 要：本文全面参考了国内外优秀文献，针对稀土在锌铝铸造合金中的作用进行了简单分析，主要是从工艺性能、显微组织、力学性能、摩擦磨损性能、抗腐蚀性能、减震性能以及尺寸稳定性等方面进行论述，希望能进一步为稀土对锌铝铸造合金的作用提供一点参考价值。
关键词：稀土；锌铝合金；工艺；作用中图分类号：TG113.12 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）12-0019-2收稿日期：2021-06作者简介：边明勇，男，生于1979年，汉族，四川人，本科，工程师，研究方向：有色金属铝的铸造和加工。
锌铝合金一般分为含铝8%的ZA-8、含铝12%的ZA-12和含铝27%的ZA-27三种铸造方式，其具有成本低、能耗低、无污染、性能优良、铸造性能耗等有点，是现代工业合金运用最为广泛的材料之一，在汽车零件制作、拖拉机零件以及模具、工艺装饰品之中的运用最为广泛，可替代某些铜合金、铝合金的铸件等。
含铝8%、12%和27%的三种铸造锌铝合金(即(ZA-8，ZA-12和ZA-27)具有机械性能优良、成本低、能耗少、无污染和铸造性能好等优点，是一种有前途的工程材料，可代替部分铜合金、铝合金和铸铁等。
此类合金可用来制造减摩耐磨零件、汽车及拖拉机配件、模具、装饰工艺品及各种结构件。
在锌铝合金铸造过程中运用稀土元素，将有效提高其工艺性能，提高其经济效益。
因此，本文深入研究了稀土对ZA-8、ZA-12、0ZA-27的组织及性能影响，并结合相关研究，从工艺性能、显微组织、力学性能、摩擦磨损性能、抗腐蚀性能、减震性能以及尺寸稳定性等方面进行综合分析。
1 稀土对锌铝合金铸造工艺性能的影响。
1.1 底缩锌铝合金的一个显著特点是在凝固过程中铸件底部出现缩孔和缩松，称为地面缩松，特别是在大壁厚的ZA-27合金壳体中。
通用压铸锌合金国际标准（化学成分及物理力学性能） 1、通用牌号锌合金化学成分：通用牌号2号锌 3号锌 4号锌 5号锌 8号锌主要成分铝(Al) 3.9-4.2 3.9-4.2 3.9-4.2 3.9-4.2 8.2-8.8 铜(Cu) 2.7-2.9 ≤0.03 0.3-0.4 0.75-1.1 0.8-1.3 镁(Mg) 0.035-0.05 0.04-0.05 0.04-0.05 0.04-0.05 0.02-0.03 锌(Zn) 余量余量余量余量余量杂质含量≤铁(Fe) ≤0.020 ≤0.020 ≤0.020 ≤0.020 ≤0.035 铅(Pb) ≤0.003 ≤0.003 ≤0.003 ≤0.003 ≤0.005 镉(Cd) ≤0.003 ≤0.002 ≤0.002 ≤0.002 ≤0.005 锡(Sn) ≤0.001 ≤0.001 ≤0.001 ≤0.001 ≤0.002 镍(Ni) ≤0.001 ≤0.001 ≤0.001 ≤0.001 ≤0.001 硅(Si) ≤0.02 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.035 铟(In) ≤0.0005 ≤0.0005 ≤0.0005 ≤0.0005 ≤0.0005 铊(Ti) ≤0.001 ≤0.001 ≤0.001 ≤0.001 ≤0.001表2-3铸造锌合金国际标准成分2、通用牌号锌合金机械特性通用牌号 2# 3# 4# 5# ZA-8 ZA-12机械特性压铸压铸压铸压铸砂铸压铸砂铸压铸极限抗拉强度(MPa) 359 283 317 328 263 374 276-317 400 冲击应力(J) 48 58 61 65 20 42 25 29 延伸系数(%) 7 10 7 7 1-2 6-10 1-3 4-7 布什硬度(HB) 100 82 92 91 85 95-110 89-105 95-115抗剪强度(MPa) 317 214 214-262 262 - 275 255 296 屈服强度(-0.2%,MPa) 283 221 221-269 269 200 290 214 317抗疲劳强度(MPa)59 48 48-57 57 - 103 103 117 （旋转弯曲5亿次）压力屈服强度(-0.1%MPa) 641 414 414-600 600 199 252 227 269表2-5通用牌号锌合金机械特性3、通用牌号锌合金物理性能通用牌号 2# 3# 4# 5# ZA-8 ZA-12密度(g/cm3) 6.6 6.6 6.6 6.6 6.3 6.0熔点(0C) 379-390 381-387 380-386 380-386 375-404 377-432 电导率(%IACS) 25 27 26-27 26 27.7 28.3 热传导率(W/m/hr/0C) 104.7 113.0 108.9-113.0 108.9 114.7 116.1热膨胀系数(100-2000C,um/m27.8 27.4 27.4 27.4 23.3 24.2m/0C)比热(J/kg/0C) 418.7 418.7 418.7 418.7 435.4 448.0缩模率(mm/mm) 0.007 0.007 0.007 0.007 0.0074 0.0075表2-6通用牌号锌合金物理性能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。
锌基合金锌基合金zinc alloy【概述】锌基合金—新型轴承合金高铝锌基合金是新型重力铸造锌基合金系列（ZA8、ZA12、ZA27）的代称，其在1997年被列入国家推荐标准《铸造锌基合金》后（标准代号：GB/T1175-1997），以ZnAl27Cu2Mg即ZA27-2为代表并衍生的高铝锌基合金，作为新型轴承合金已广泛取代部分巴氏合金和青铜，用来制造各类轴瓦、轴套、滑板、滑块、蜗轮及传动螺母等减摩耐磨件。
以锌为基加入其他元素组成的合金。
常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等。
锌基合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔；但蠕变强度低，易发生自然时效引起尺寸变化。
熔融法制备，压铸或压力加工成材。
按制造工艺可分为铸造锌基合金和变形锌基合金。
与巴氏合金相比除了拥有显著的性价比优势外，还具有更高的强韧性、更低的比重和更宽的应用范围等特点。
与青铜相比1．强度、硬度和许用压力与铝青铜相当，广泛超过锡、铅等青铜，许用速度相近。
完全能够满足轴瓦等独立减摩耐磨零件使用条件的需求。
2．对润滑油的亲和力较强，自润滑性更好，加上其冶金特性（熔点低，不易与钢轴发生冶金结合），因此使用中抗粘着性强，减摩耐磨特性更加突出。
3．摩擦系数低，磨损小，因而使用寿命更长。
同等使用条件下，一般在铜瓦的1倍以上，从而降低了配件的采购成本。
4．热导率大（ZZnAl27Cu2Mg λ=125； ZCuAl10Fe3 λ=59），散热快，磨面温升慢且低，对配对摩擦有更好的保护作用。
5．材料密度低（ZZnAl27Cu2Mg ρ=5g/cm3），产品质量轻（同型号、同规格质量轻1/3），安装、维护更加容易、方便。
6．具有较高阻尼特性，减振抗噪。
一、国标规定的ZA27-2化学成分及物理特性：合金牌号合金代号合金元素主要杂质含量（不大于）ZZnAl27Cu2Mg ZA27-2 Al Cu Mg Zn Fe Pb Cd Sn 其他25.0-28.0 2.0-2.5 0.01-0.020 其余 0.075 0.006 0.006 0.003Mn0.01Cr0.01Ni0.01合金牌号合金代号铸造方法及状态抗拉强度MPa 延伸率 % 布氏硬度HBSZZnAl27Cu2Mg ZA27-2 SFST3JF 400310420 381 11090110注：T3工艺为320℃•3h炉冷。
铸造锌合金中外牌号对照表铸造锌合金材料介绍2.1 概述2.1.1 锌的存在形式及基本属性自然界中未曾发现过自然锌，锌往往是以硫化矿物和氧化矿物的形式存在。
在硫化矿物中，锌主要是以闪锌矿形式存在，而在氧化矿中主要以菱锌矿和异极矿的形式存在。
在现代炼锌工业所采用的原料，绝大部分是硫化矿物。
同时，自然界中很少存在单一的锌矿床，一般多与其他金属伴生，如铅锌矿、铜锌矿及铜铅锌矿等。
锌是一种具有金属光泽的银白色金属。
其熔点为419.5℃，沸点为907℃。
在未合金化时，它是一种较软的金属，其强度和硬度值要比锡和铅大，但比铝和铜要小。
锌是同素异晶型金属，在低于170℃时，主要以μ形式存在；在170～330℃范围以β形式存在；在330～419℃范围以α形式存在。
μ相具有密排六方结构，因此室温下锌通常形成六面体晶体，在断裂面出现结晶状。
一般讲，锌的晶格常数a及c分别为0.2665nm和0.4947nm，c/a的理论值为1.856。
每个锌原子周围有12个临位原子，其中6个原子的间距为0.2665nm，另外6个为0.2907nm。
在六方基面中，原子之间的结合力要比层间强。
这就是锌各向异性的根源所在。
锌晶体学的另一个很重要的方面是高温条件下原子在晶格中的易动性及纯锌在室温条件下变形后的再结晶。
假如某些合金元素如镉、铜等会形成锌固溶体，锌金属的再结晶温度则会提高。
对纯锌而言，几乎不发生加工硬化，因为再结晶会使加工造成的应力得到松弛。
由于锌的恢复特性及加工硬化程度很小，因此其蠕变抗力或在长期作用下承受变形的能力较小。
这就是锌不能用作工程材料的原因，但是如果加入某些合金元素如Ti及Cu等，蠕变抗力会增加许多倍。
2.1.2 铸造锌合金的优缺点铸造锌合金的生产历史较长，主要适用于压力铸造或重力铸造，用来浇注汽车、拖拉机等机电部门的各种仪表壳体类铸件或浇注各种起重设备、机床、水泵等的轴承，并且近些年来又发展了高铝的高强度高耐磨性的铸造锌合金。
表1 重力铸造锌合金铸锭牌号与化学成分(Wt%)
2)
ZA-12锌合金
元素 Element
铝 Aluminum
10.8-11.5
镁 Magnesium
0.020-0.030
铜 Copper
0.5-1.2
铅 Lead
0.005 max
镉 Cadmium
0.005 max
锡 Tin
0.002 max
铁 Iron
0.07max
镍 Nickel
0.001 max
锌 Zinc 余量
ZA-12锌合金具有较高的强度及硬度,并保持有相对的延展性,是办公家具、家具五金配件、锁具的首选材料。
3)
铸造用锌合金若按铸造方法分，可分为压铸合金和重力铸造合金两大类；苦按用途来分，则分为仪表用合金、阻尼合金、模具耐磨合金及零件耐磨合金等。
目前国际上用作铸件的标准系列有两大类，—类是ZAMAK合金、一类是ZA系列合金。
使用的ZAMAK合金有
ZAMAK 2、ZAMAK 3、ZAMAK5及ZAMAK 7。
(为简便起见、统称上述合金为2号、3号、5号及7号合金)。
ZA系列有ZA-8、ZA-12、ZA-27及ZA-35。
ZA-8主要用于热室压铸，ZA-12及ZA-27因有特殊熔化要求，只能用于冷室压铸。
ZA－35一般用于重力铸件。
而ZAMAK合金发展要先于ZA系列合金、主要用于压力铸造。
表1、表2、表3及表4分别列出了ASTM规定的重力铸造合金和压力铸造合金铸件及铸锭的成分。
1.鋅合金壓鑄孔直徑與深度及斜度標準直徑mm≦3>3-4>4-5>5-6>6-8>8-10>10-12>12-16>16-20>20-25深度mm914182032402080110150鑄造斜度1030ˊ1020ˊ1010ˊ10050ˊ0045ˊ0040ˊ0030ˊ0025ˊ0020ˊ2.鋅合金壓鑄件的最小鑄造斜度鑄件內腔0020ˊ鑄件外壁0010ˊ3.部分國外標準及對照表美國標準(ASTMB669-84.B86-B83.B240-79).合金代號NO.3NO.5NO.7ZA-8ZA-12ZA-27備注UNS編號Z33521Z35530Z33522Z25630Z35630Z35480化學成份%AL 3.5-4.3 3.5-4.3 3.5-4.38.0-8.810.5-11.525-28 CU≦0.250.75-1.25≦0.250.8-1.30.5-1.25 2.0-2.5 Mg0.02-0.050.03-0.080.005-0.020.015-0.030.015-0.030.010-0.020 Fe≦0.100≦0.100≦0.075≦0.10≦0.075≦0.10 Pb≦0.005≦0.005≦0.0030.0040.0040.004 Cd≦0.004≦0.004≦0.002≦0.0030.003≦0.003 Sn≦0.003≦0.003≦0.001≦0.0020.0020.002 Ni0.005-0.02Zn其餘4.壓鑄件表面缺陷和原因及解決方法缺陷名稱特征及檢驗方法產生原因防止方法冷隔壓鑄件表面有明顯的不規 1.二股金屬流相互對接,但1.適當的提高澆注和模具溫度.則的下陷線性紋路(有穿透未完全熔合而又無夾雜在2.提高壓射比壓,縮短填充時間.與不穿透二种)形狀細小而其間,二股金屬結合力很薄3.提高壓射速度,同時加大內澆口截狹長,有時交接邊緣光滑在2.澆注溫度或壓鑄模溫低面積.外力作用下有發展的可能 3.選擇合金不當流動性差.4.改善排氣和填充條件.4.澆道位置不對或流路長5.正確選用合金,提高合金的流動性5.填充速度低.6.壓射比壓低1网狀毛翅壓鑄件表面上有網狀發絲 1.壓鑄模型腔表面龜裂 1.正確選用壓鑄模材料和熱處理一樣凸起或凹陷的痕跡,隨2.壓鑄模材質不當或熱處 2.澆注溫度不宜過高,特別是高熔壓鑄次數增加而不斷擴大理工藝不正確.點合金.和延伸. 3.壓鑄模冷熱溫差變化大.3.模具預要充分.4.澆注溫度過高 4.壓鑄模要定期或壓鑄一定次數退5.壓鑄模預熱不足.火,消除內應力.6.型腔表面粗糙. 5.打磨成型部分表面,減少表面精糙度Ra值.6.合理選擇模具冷卻方法.凹陷鑄件表面上出現凹陷部位1.壓鑄壁厚相差太大. 1.鑄件壁厚設計盡量均勻.2.模具局部過熱,過熱部分2.模具局部冷卻高速整.擬固慢. 3.提高壓射比壓.3壓射比壓低.. 4.改善型腔排氣條件.4由瞥氣引起開明腔氣體排不出,被壓縮在型腔表面與金屬液界面之間.欠鑄.輪廓不清鑄件表面有澆不足部位, 1.流動性差原因. 1.提高合金液質量.廓不清. 1.1:合金液吸氣,氧化夾雜2.提高澆注溫度或模具溫度.物含鐵量高,使其質量3.提高比壓,充填速度.差而降低流動性. 4.改善澆注系統金屬液的導流方式,1.2:澆注溫度或模溫低.在欠鑄部位加開溢流槽和排氣槽.2.充填條件不良: 5.正確的壓鑄操作.2.1:比壓過低.2.2:卷入氣體過多,型腔的背壓變高,充型受阻.3.操作不良,噴涂料過度,涂料堆積,氣體發揮不掉.毛刺壓鑄件在分型面邊緣上出 1.鎖模力不夠. 1.檢驗合模力和增壓情況,調整壓飛邊現金屬薄片. 2.壓射速度高形成壓力衝鑄工藝參數.毛剌.飛邊擊峰過高. 2.清潔型腔及分型面.3.分型面上雜物未清理凈.3.修整模具.4.模具強度不夠造成變形.4.最好是采用閉合壓射結束時間控5.鑲塊,滑塊磨損與分型面制系統,可實現無飛邊壓鑄.不平齊.拉傷沿開模方向鑄件表面呈現 1.型腔表面有損傷.條狀的拉傷痕跡,有一定 2.出模方向斜度太小或倒深度,嚴重時為一面狀傷斜.痕.另一种是金屬液與模 3.頂出時偏斜.具產生焊合粘附而拉傷, 4.澆注溫度過高模溫過高以至鑄件表面多肉或缺肉導致合金液產生粘附.5.脫模劑使用效果不好.6.合金成份鐵含量低於0.6氣泡鑄件表面有米粒大小的隆 1.合金液在壓室充滿度過起,也有皮下形成的空洞.低,易產生卷氣,壓射速度過高.2.模具排氣不良.3.溶液未除氣,溶練溫度高4.模溫過高,金屬凝固時間不夠,職度不夠,而過早開模頂出鑄件,受壓氣體膨脹起來.5.膠模劑太多.裂紋鑄件表面有呈直線狀或波 1.合金中鐵含量過高或硅含量過低.2.合金中有害雜質的含量浪形的紋路,狹小而長,在過高,降低了合金的可塑性.外力作用下有發展的赹勢 3.鋁硅合金:鋁銈合銅合金含鋅或含銅量過高,鋁鎂合金中含鎂冷裂--開裂外金屬沒被氧量過多. 4.模具,特別是開明芯溫度太低.化.熱裂--開裂外金屬已被 5.鑄件壁厚有劇烈變化之處,收縮受阻. 6.留模時間過長應力大氧化.7.頂出時受力不均勻.缺陷名稱特征及檢驗方法產生原因變形壓鑄件幾何形狀與圖紙不 1.鑄件結构設計不良,引起不均勻收縮.符.整體變形或局部變形. 2.開模過早,鑄件鋼性不夠.3.頂杆設置不當,頂出時受力不均勻.4.切涂澆口方法不對.流痕及化紋鑄件表面上有與金屬液流1.首先進入型腔的金屬液形成一個极薄的而又不完全的金屬動方向一致的條紋,有明層后,被后來的金屬液所彌補而留下的痕跡.顯可見的與金屬基體顏色 2.模溫過低.不一樣無方向性的紋路, 3.內澆道截面積過小及位置不當產生噴淺.無發展赹勢. 4.作用於金屬液上的壓力不足花紋.涂料用量過多.5.速度太慢.砂孔產品表面經過拋光有規 1.模溫太高.則大小的針孔形狀. 2.速度太快.3.材料的含鉛時過高.4.排氣不良。
锌铝镁型号
锌铝镁合金是一种常用的轻金属合金，具有良好的力学性能和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
以下是一些常见的锌铝镁合金型号及其主要特点：
1. ZA8：该合金含有大约8%的铝和1%的镁，是一种常用的锌铝镁合金型号。
它具有较高的强度和良好的耐腐蚀性，适用于制造复杂形状的零件和结构件。
2. ZA27：这是一种含有约27%铝和2%镁的锌铝镁合金。
它具有很高的强度和刚性，同时保持了锌的良好流动性和铸造性能。
ZA27合金广泛应用于汽车发动机零件、船舶零件和航空航天领域。
3. ZA12：ZA12合金含有约12%的铝和1%的镁。
它是一种具有出色的耐腐蚀性和液态铸造性能的锌铝镁合金。
ZA12常用于制造压力铸造零件、机械零件和电器外壳等。
4. ZA91：这是一种含有约9%的铝和1%的镁的锌铝镁合金。
ZA91合金具有较高的强度和优异的耐热性能，适用于高温环境下的应用，如汽车引擎零件和航空航天领域。
5. ZA4：ZA4合金含有约4%的铝和1%的镁。
它是一种具有良好耐腐蚀性和优异机械性能的锌铝镁合金。
ZA4常用于制造复杂形状的压力铸造零件和结构件。
这些型号仅为锌铝镁合金中的几种常见型号，根据具体的应用需求和工艺要求，还可以有其他不同成分比例的合金型号。
每种合金都有其独特的特点和适用范围，选择合适的型号对于实际应用非常重要。
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6.3-6.9 g/cm3。
二、标准合金成分1、锌锭。
化学成分见表1。
(GB470-83)表1。
2、锌锭的用途：如下，表23、铸造锌合金锭。
化学成分见表3。
（GB8738-88）表3。
4、铸造锌合金。
国际标准成分，见表4。
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：表6通用牌号锌合金选择指南：表7说明：性能表现排序：优（E）>佳（VG）>良（G）>可（F）>不建议（NR）E=excellent VG=very good G=good F=fair NR=not recommended通用牌号锌合金的用途：表8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。
文章编号:1005-2046(2004)01-0013-05铸造锌铝合金的研究进展及其应用陆 伟,严 彪(同济大学材料科学与工程学院,上海市金属功能材料开发应用重点实验室,上海200092)摘 要:回顾了锌铝合金的研究历史,并详述了锌铝合金的成分、显微组织与性能的关系,以及变质、晶粒细化、热处理和其它工艺对锌铝合金的性能和组织结构的影响,最后介绍了铸造锌铝合金的应用,并对锌铝合金的发展趋势作了展望。
关键词:铸造锌铝合金;稀土变质;晶粒细化;热处理;显微组织中图分类号:TG 14611+3 文献标识码:A收稿日期:2003206205作者简介:陆 伟(1981～),男,硕士研究生,主要从事锌铝合金、纳米晶材料的研究。
1 前 言本世纪初,为代替锡和铅用于制造印刷铅字,人们开发了最早的一种Zn 2Sn 2Cu 2Al 合金,其中Sn6%、Cu5%、Al015%。
但是,早期的锌合金存在许多缺点,如易于晶间腐蚀、过早失效以及在潮湿环境下易开裂等,因而不能成为具有优良性能的工程材料。
随着科学技术的进步以及人们对锌合金的大量深入研究,改善锌合金的缺陷已成为现实。
1930年左右,美国新泽西锌合金公司研制出了Z amak3和Z amak5锌铝压铸合金。
在二次世界大战前和战争期间,德国由于铜资源紧缺,而用重力铸造锌铝合金代替铜制造轴瓦、轴套等轴承材料。
上个世纪60年代末到70年代,先后由美国和加拿大研制出了Z Al2、Z A27和Z A8等合金,构成锌铝合金系列。
1984年,美国材料与试验学会将其列入了AST M 标准,使锌铝合金进入了标准化、系列化年代。
我国于上个世纪80年代初,对这一系列锌铝合金开始试验研究,且有较快发展。
锌铝合金具有许多优良的特性,比如密度较低、热导率和电导率适中、极限抗拉强度高、耐磨性好、承载性好、无磁性以及碰撞时不产生火花等;同时,锌铝合金熔点低、耗能少、成本低廉、成型方便且无污染,适用于多种铸造方法[1]。
第一章锌合金概述1.1锌的基本性能和用途锌属于重有色金属，密度7.14g/cm3,熔点419.5℃，沸点906℃。
锌为六方晶格，无同素异构转变。
纯锌具有一定的强度（σb150MPa）、硬度高、塑性低。
锌是一种用途十分广泛的有色金属。
多年来，广泛用于钢材镀锌防腐、电池锌皮、印刷制板。
另外，还是黄铜、某些锡青铜、铝-锌合金等的主要合金化元素之一。
1.2锌合金及分类纯锌由于性能差，作为工程结构材料使用受到限制。
在锌中加入其它合金化元素可改善和提高锌的性能。
锌基合金按主要添加元素可分为Zn-Al系合金、Zn-Cu-Ti系合金[1-6]。
另外还有其他类型的锌基合金，但使用不广泛。
Zn-Al系合金中一般加入Cu、Mg、Cr、Si等形成多元合金化的锌合金。
根据铝含量的不同，Zn-Al系合金可分为亚共晶（<5.1%Al）、共晶（5.1%Al）和过共晶（〉5.1%Al）。
根据加工方法和用途可分为，传统的亚共晶Zn-Al系压铸锌合金，重力铸造合金和共析基（22%Al）超塑性变形锌合金、防震用锌合金、模具用锌合金和高强度抗蠕变性能的锌合金。
1.3铸造锌合金的发展历史自从人们发现锌以来[6]，直到二十世纪初期锌合金才首次得到发展。
研制的锌合金用于印刷活字、压铸以代替锡和铅合金，因为锡合金较昂贵，而后者又缺乏强度。
在这方面，应用最早的合金之一其成分6%Sn、5%Cu、0.5% Al，其余为Zn。
早期的锌合金性能较差，在潮湿的环境中，易开裂瓦解，发现这些早期的锌合金易产生晶间腐蚀和老化，致使机械性能降低，产生剥落、膨胀、变形，引起尺寸不稳定，1922年新泽西锌业公司（New Jersey Zinc Company）的研究表明，晶间腐蚀是由于杂质Pb、Sn、Cd等引起的，而老化是由于较高的Cu含量造成的。
由于这些早期的不良特性，许多冶金学家没有认识到锌及其合金由于极好的性能而成为富有生命力的工程材料。
自从发现锌的晶间腐蚀的原因之后，发现利用高纯锌添加镁可中和杂质的影响。
铸造锌合金中外牌号对照表铸造锌合金材料介绍2.1 概述2.1.1 锌的存在形式及基本属性自然界中未曾发现过自然锌，锌往往是以硫化矿物和氧化矿物的形式存在。
在硫化矿物中，锌主要是以闪锌矿形式存在，而在氧化矿中主要以菱锌矿和异极矿的形式存在。
在现代炼锌工业所采用的原料，绝大部分是硫化矿物。
同时，自然界中很少存在单一的锌矿床，一般多与其他金属伴生，如铅锌矿、铜锌矿及铜铅锌矿等。
锌是一种具有金属光泽的银白色金属。
其熔点为419.5℃，沸点为907℃。
在未合金化时，它是一种较软的金属，其强度和硬度值要比锡和铅大，但比铝和铜要小。
锌是同素异晶型金属，在低于170℃时，主要以μ形式存在；在170～330℃范围以β形式存在；在330～419℃范围以α形式存在。
μ相具有密排六方结构，因此室温下锌通常形成六面体晶体，在断裂面出现结晶状。
一般讲，锌的晶格常数a及c分别为0.2665nm和0.4947nm，c/a的理论值为1.856。
每个锌原子周围有12个临位原子，其中6个原子的间距为0.2665nm，另外6个为0.2907nm。
在六方基面中，原子之间的结合力要比层间强。
这就是锌各向异性的根源所在。
锌晶体学的另一个很重要的方面是高温条件下原子在晶格中的易动性及纯锌在室温条件下变形后的再结晶。
假如某些合金元素如镉、铜等会形成锌固溶体，锌金属的再结晶温度则会提高。
对纯锌而言，几乎不发生加工硬化，因为再结晶会使加工造成的应力得到松弛。
由于锌的恢复特性及加工硬化程度很小，因此其蠕变抗力或在长期作用下承受变形的能力较小。
这就是锌不能用作工程材料的原因，但是如果加入某些合金元素如Ti及Cu等，蠕变抗力会增加许多倍。
2.1.2 铸造锌合金的优缺点铸造锌合金的生产历史较长，主要适用于压力铸造或重力铸造，用来浇注汽车、拖拉机等机电部门的各种仪表壳体类铸件或浇注各种起重设备、机床、水泵等的轴承，并且近些年来又发展了高铝的高强度高耐磨性的铸造锌合金。
表1 重力铸造锌合金铸锭牌号与化学成分(Wt%)
2)
ZA-12锌合金
元素 Element
铝 Aluminum
10.8-11.5
镁 Magnesium
0.020-0.030
铜 Copper
0.5-1.2
铅 Lead
0.005 max
镉 Cadmium
0.005 max
锡 Tin
0.002 max
铁 Iron
0.07max
镍 Nickel
0.001 max
锌 Zinc 余量
ZA-12锌合金具有较高的强度及硬度,并保持有相对的延展性,是办公家具、家具五金配件、锁具的首选材料。
3)
铸造用锌合金若按铸造方法分，可分为压铸合金和重力铸造合金两大类；苦按用途来分，则分为仪表用合金、阻尼合金、模具耐磨合金及零件耐磨合金等。
目前国际上用作铸件的标准系列有两大类，—类是ZAMAK合金、一类是ZA系列合金。
使用的ZAMAK合金有
ZAMAK 2、ZAMAK 3、ZAMAK5及ZAMAK 7。
(为简便起见、统称上述合金为2号、3号、5号及7号合金)。
ZA系列有ZA-8、ZA-12、ZA-27及ZA-35。
ZA-8主要用于热室压铸，ZA-12及ZA-27因有特殊熔化要求，只能用于冷室压铸。
ZA－35一般用于重力铸件。
而ZAMAK合金发展要先于ZA系列合金、主要用于压力铸造。
表1、表2、表3及表4分别列出了ASTM规定的重力铸造合金和压力铸造合金铸件及铸锭的成分。
