鋅基合金（jīn） zinc alloy 新型軸承（chéng）合金
鋅基合金
鋅基合金的組織主要（yào）由（yóu）含Al和Cu的（de）富鋅（xīn）固溶體和含Zn的富Al固溶體所組（zǔ）成，它們的溶解度隨溫度的下降而降低。但由（yóu）於壓鑄（zhù）件的凝固速度極快，因此到室溫時，固溶體的溶解度是大大地飽和（hé）了。經過一定時間之後，這種過飽和現象會逐漸解除，而使（shǐ）鑄件地形狀和尺寸略起（qǐ）變化。
鋅基（jī）合金
zinc alloy
【概述（shù）】
鋅基合金（jīn）—新型（xíng）軸承合金
鋅基合金是新型重力鑄（zhù）造鋅基合（hé）金係（xì）列（liè）（ZA8、ZA12、ZA27）的代稱，其在1997年被列入國家（jiā）推薦標準《鑄造鋅基合金》後（標準代號：GB/T1175-1997），以ZnAl27Cu2Mg即ZA27-2為代表並衍（yǎn）生的高鋁鋅基合金（jīn），作為新（xīn）型軸承合金已廣泛取（qǔ）代部分巴氏合金（jīn）和青銅，用來製造各類軸瓦、軸套、滑板、滑塊、蝸輪及傳動螺母等減摩耐（nài）磨（mó）件。
以鋅為基加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂（měi）、鎘、鉛、鈦等。鋅基合金熔點低，流動性好，易熔焊，釺焊和塑性加（jiā）工，在大氣中耐腐蝕，殘廢料便於回收（shōu）和（hé）重熔；但（dàn）蠕變強度低，易發生自然時效引起尺寸變化。熔融法製備，壓鑄或壓力加工成材。按製造工藝（yì）可分為鑄（zhù）造（zào）鋅（xīn）基合金和變形鋅基合金。
與巴（bā）氏合金相（xiàng）比
除了擁有顯著的性價比優勢外，還具有更高（gāo）的強韌（rèn）性、更低的（de）比重和（hé）更寬的應用（yòng）範（fàn）圍（wéi）等特點。
與青銅相比
1．強度、硬度和（hé）許用壓力與鋁青銅相（xiàng）當，廣泛超過錫、鉛等（děng）青銅，許用速度相近。完全能夠滿足軸瓦等獨立減摩耐磨零件（jiàn）使用條件的需求。
2．對潤滑（huá）油的親和力較強，自潤滑性更好（hǎo），加上（shàng）其冶金特性（熔點低，不易與鋼軸發生（shēng）冶金結合），因此使用中抗粘著（zhe）性強，減（jiǎn）摩耐磨（mó）特（tè）性更加突出。
3．摩擦係數低，磨損小，因而（ér）使（shǐ）用壽命（mìng）更長。同等使用條件下（xià），一般在銅瓦的1倍以上，從而降低了（le）配件的采購成本。
4．熱導（dǎo）率（lǜ）大（ZZnAl27Cu2Mg λ=125；ZCuAl10Fe3 λ=59），散熱快，磨麵溫升慢且低，對配對（duì）摩擦有（yǒu）更好（hǎo）的（de）保護作用。
5．材料（liào）密度低（ZZnAl27Cu2Mg ρ=5g/cm3），產品質量輕（qīng）（同型號、同（tóng）規（guī）格質量輕1/3），安（ān）裝、維護更加容（róng）易、方便。
6．具有較高阻尼特性，減振抗噪。
一、國標規（guī）定的ZA27-2化學成分（fèn）及（jí）物理特性：
合金牌號 合金（jīn）代號 合（hé）金元素 主要雜質含量（不大於）
ZZnAl27Cu2Mg ZA27-2 Al Cu Mg Zn Fe Pb Cd Sn 其他（tā）
25.0-28.0 2.0-2.5 0.01-0.020 其餘0.075 0.006 0.006 0.003
Mn0.01
Cr0.01
Ni0.01
合金牌號 合金代號 鑄造方法及狀態 抗拉強度
MPa 延（yán）伸率% 布氏硬度
HBS
ZZnAl27Cu2Mg ZA27-2 SF
ST3
JF 400
310
420 3
8
1 110
90
110
注：T3工藝為320℃·3h爐冷。
二、高（gāo）鋁鋅基合金製品的化學成分及物（wù）理特性：
合金（jīn）牌號 合金代號 合（hé）金元素（sù） 主要雜質含量
（不大於）
Al Cu Mg Zn Fe Pb Cd Sn 其他
ZZnAl27Cu1Mg ZA27-1B 25.0-28.0 1.0-2.0 0.01-0.02 其餘0.055 0.006 0.006 0.003 Mn0.01
Cr0.01
Ni0.01
ZZnAl27Cu2Mg ZA27-2B1
ZA27-2B2
25.0-30.0 2.0-3.0 0.01-0.02 其餘0.075 0.006 0.006 0.003 Mn0.01
Cr0.01
Ni0.01
合金牌號 合金代號 鑄造方法及狀態（tài） 抗拉強度
MPa 延（yán）伸率% 布氏硬度
HBS
ZZnAl27Cu1Mg ZA27-1B SF 380 10 100
JT2 350 14 90
JF 400 6 110
ZZnAl27Cu2Mg ZA27-2B1 SF 400 10 100
JT1 360 14 90
JF 420 6 110
ZA27-2B2 SF 420 10 105
JT1 380 12 90
JF 440 6 120
注：T1工藝指（zhǐ）穩定化熱（rè）處理工藝，T2工藝指時效熱處理工藝。
節約成本 優勢明顯
鋅基合金（jīn）不僅具有優越的（de）機械性能，更具有極高的性價比（bǐ）。以鋅代銅，不僅能有（yǒu）效保證（zhèng）提高您的產品性能，同時可使您（nín）同（tóng）種（zhǒng）規格的產品節省成本40%左右：
以Φ5×74m回轉窯托輪軸瓦為例，每套12件，可節約166700元.
高鋁鋅基合金在回轉窯上的應（yīng）用
使用條件
適用於低速≤7.1m/s、重載≤300Kg/cm2、常溫≤150℃條件下，要求[pv] ≤30。
生產能力
可為10000t/d以下回轉窯提供全係列托輪軸瓦、軸套產品，具有年產3000台套的生產能力。
高鋁鋅基合金在回轉窯上的應用
軸瓦的刮研與潤滑（huá）建議（yì）
1.刮研建議：
a.應保證軸瓦與球麵瓦接觸良好（hǎo），軸瓦背與球麵瓦在配合刮（guā）研時，接（jiē）觸點為25×25mm2上不少於3點，並（bìng）用塗色（sè）法進行檢查（chá）。
b.應保證軸瓦與軸頸接觸均勻、連（lián）續。刮研（yán）接（jiē）觸角以30～40度為宜，接觸點為（wéi）1～2點/cm2。
1
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PUBLIC POWER
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c.軸瓦與（yǔ）軸頸的側隙應刮削平順，檢測規範可（kě）參（cān）見設計部門提供的安裝方案。實（shí）際中應（yīng）根據瓦口間隙的大小和儲油槽的深淺、平順刮削至接觸帶，起始處（chù）不小於1mm，末端應在0.15～0.20之間（jiān）。
d.軸瓦刮研端麵為10×10mm2上不（bú）少於1點。
2.潤滑建議
a.通常情（qíng）況下，夏季宜采用VG680動力粘（zhān）度（dù）的（de）潤滑油，冬季宜采用VG460動力粘（zhān）度的（de）潤滑油。同時，使用（yòng）中也要考慮環境和地域的差異並高度關注潤（rùn）滑油膜（mó）的厚度是否滿足潤滑（huá）要（yào）求。
b.雖然（rán）高鋁鋅基合金軸瓦（wǎ）與（yǔ）青銅軸瓦相比對潤滑油的要求更低，但是因為當今設備的（de）發展（zhǎn）趨勢正（zhèng）向著負荷大、效率（lǜ）高、壽命長的方向發展，因此（cǐ）我們一定要更新潤滑（huá）觀（guān）念，為了保證設備更加安全運行，建議采用（yòng）高（gāo）品質的含有極壓及耐磨添加劑（jì）的潤滑油。
c.高度關注磨合初期的潤滑情況，加強監控與清（qīng）潔。
《中華人民共和國國（guó）家標準---鑄造鋅合金》GB/T 1175-1997 (1997-03-04發布1997-09-01實施)
本標準首次全麵修訂。目前，國（guó）際標準化組織（ISO）尚未製訂鑄造鋅合金標準（僅有一（yī）個鋅合金標準ISO301-1981,其中僅列（liè）出合金錠的（de）化（huà）學成分沒有列出力學性能）。為促進國際貿易（yì），技術和經濟交（jiāo）流，同時又能（néng）滿足國內市（shì）場（chǎng）須要，在本版本中引進了德國（guó）標準DIN1743中兩個合金牌號（適用於製造衝壓模具和美（měi）術裝（zhuāng）飾品），美國標準ASTM B791中三個合金牌號（適用於製造減磨、減震和結構件）。上述五個（gè）合金牌號在引用時僅采用了它們的化學成（chéng）分（fèn）和力學（xué）性能指標，具體見本標準附錄B。
本版本在下列（liè）章節（jiē）中（zhōng）有所改變：
---第3章中給（gěi）出鋅合（hé）金定（dìng）義、新的牌號和（hé）代（dài）號；
---第（dì）4.1條中在ZA9-2合金中將鋁含量上限由11.0%改為10.0%,在ZA 11-5合金中將鋁含量（liàng）下限由9.0%改為10.0%,取消ZZnAl4和ZZnAl4-0.5兩個壓軸合金牌（pái）號；
---第（dì）4.4條中增加試樣澆冒口係統
---第（dì）4.7條中新增條文；
---第5章中新增條文5.1-5.6
本標準GB 16746-1997《鋅合金鑄件》配套使用。
本標準的附錄A是標準（zhǔn）的附錄；
本標準的附錄B是提示的附錄。
本標準由中華人民（mín）共和國機械工（gōng）業部提（tí）出。
本標準由全國鑄（zhù）造標準化技（jì）術委員會歸口。
本標準起草單位：沈陽鑄造研究所、河南中發合金製品有限公司（現許昌眾力合金（jīn）製品有限公司）、阿城市有（yǒu）色金屬鑄造廠、沈陽高壓開關廠、包頭五二（èr）研究所（suǒ）。
本標準（zhǔn）主要起草人：張照文、申震濤、李東基、張斌、靳依林
【鋅基合金成分及（jí）鑄件品質】
一、鋅基合金的特點
1. 比重大（dà）。
2. 鑄造性（xìng）能好，可以壓鑄形狀複雜、薄壁的精密件，鑄（zhù）件表麵光滑。
3. 可進行表麵處理：電鍍（dù）、噴塗、噴漆（qī）。
4. 熔化與壓鑄時不吸鐵，不（bú）腐蝕壓型，不粘模。
5. 有很好的常（cháng）溫機械性能和耐磨性。
6. 熔點低，在385℃熔化，容易壓鑄（zhù）成型。
使用過程中須注意的問題：
1. 抗蝕性差。當合金成分中雜質元素鉛、鎘、錫（xī）超過標準時，導致鑄件老化而發生變形，表現為體積脹（zhàng）大（dà），機械性能特別是塑性顯著下降，時間長了甚（shèn）至破裂。
鉛（qiān）、錫、鎘在鋅基（jī）合金中溶解度很小，因而集中於晶粒邊界而成為陰極，富鋁的固溶體成為陽極，在水蒸氣（電解質）存在的條件下，促成（chéng）晶間電化學腐蝕。壓鑄件因晶間腐蝕（shí）而老化。
2. 時效作用
鋅基合金（jīn）的（de）組織（zhī）主要（yào）由含Al和Cu的富鋅固溶體和含Zn的富（fù）Al固溶（róng）體所組成，它們的（de）溶（róng）解度隨溫度（dù）的下降而降（jiàng）低。但由於壓鑄件（jiàn）的凝固速度極快，因此到（dào）室溫時，固溶體的溶解度是大大地飽和了。經（jīng）過一定時間之後，這種過飽和現象會逐漸解除，而使鑄件（jiàn）地形狀和尺寸略起變化。
3. 鋅基合金壓鑄件不宜在高溫和（hé）低溫（0℃以下）的工作（zuò）環境下使用。鋅基合金（jīn）在常溫下有（yǒu）較好的機械性（xìng）能。但在（zài）高溫下抗拉強度和低溫下衝擊（jī）性能都顯著下降。
圖1 時效時間對鋅基合金（jīn）屈服強度和（hé）衝擊韌性的影響
圖2 溫度對抗拉強度（dù）的影響
二、鋅基合金（jīn）種類
Zamak 3: 良好的流動（dòng）性和機械性能。
應用於對機械強度要求不高的（de）鑄件，如玩具、燈具（jù）、裝飾品、部分電器件。
Zamak 5: 良好的流動性和好的機械性能。
應用於對機械強度有一定要求的（de）鑄件，如汽車配件、機電配件、機械零件、電器元件。
Zamak 2: 用於對機械性能有特殊要求、對硬度要求高、尺寸（cùn）精度要求一般的機械零件。
ZA8: 良好的流動（dòng）性和尺寸穩定性，但流（liú）動性較差。
應用於壓鑄尺寸小、精度和機（jī）械強度要求很高的工件，如電（diàn）器件（jiàn）。
Superloy: 流動性最佳，應用於壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀複雜的工件，如電器元件及（jí）其盒體。
不同的鋅基合金有不（bú）同的物理和機械特性（xìng），這樣為壓鑄件設計提供了選擇的空（kōng）間。
三、鋅基合金的選擇
選擇哪一（yī）種鋅基合金，主要從三個方麵來考慮
1. 壓鑄件本身的（de）用途，需要滿足的使用性能要求。包括：
（1） 力學性能，抗拉強度，是材料斷裂時的最大（dà）抗力；
伸長率，是（shì）材料脆性（xìng）和塑性的衡量指標；
硬度，是材料表（biǎo）麵對硬（yìng）物壓入或摩擦所引起的塑性變形的抗力（lì）。
（2） 工作（zuò）環境狀態：工作溫（wēn）度、濕度、工件接觸的介質和氣密性要求。
（3） 精度要求：能夠達到的精度及（jí）尺寸穩定性。
2. 工藝性能好：（1）鑄造工藝；
（2）機（jī）械加工工（gōng）藝
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鋅基合金 zinc alloy
