鑄造鋅合金及基復合材料簡介

本書作者在長期研究特種合金及金屬基復合材料的基礎上，承擔了山西省歸國留學人員基金項目及山西省自然科學基金項目有關(guān)鋅合金及其復合材料的研究及開發(fā)工作，所研究的材料已用于生產(chǎn)實踐。本書為作者經(jīng)過長期文獻總結(jié)及試驗研究的結(jié)果。本書共分五章。第一章介紹了鋅及鋅合金的基本概念，其中包括鋅的基本性質(zhì)、鋅的生產(chǎn)及鋅的用途等基本常識。第二章介紹了鋅鋁合金的組織及性能。該章包括了鋅鋁合金的組織特點、鋅鋁合金的熔化及處理工藝以及鋅鋁合金的基本力學性能等。第三章介紹了鋅鋁合金的鑄造工藝特點，其中除了介紹鋅鋁合金的砂型及金屬型重力鑄造外，還介紹了該合金的特種鑄造工藝如壓力鑄造、擠壓鑄造、離心鑄造的工藝及特點。第四章介紹了鑄造鋅基復合材料的組織及特點，其中包括復合材料的基本概念、鋅基復合材料的組織與力學性能的關(guān)系以及鋅基復合材料的使用特點。第五章介紹了鋅基復合材料制造中的理論及實踐問題，其中在介紹鋅基復合材料常用的制造方法的基礎上，還介紹了鋅鋁硅復合材料的部分理論及實踐內(nèi)容。

目前工業(yè)生產(chǎn)用鑄造鋅合金各國均形成了自己的標準，比較規(guī)范化。鑄造鋅合金錠主要用于鑄造廠生產(chǎn)鑄造件，重力鑄造件和熱鍍鋅件。

鑄造鋅合金的缺點是耐蝕性差，在長期使用過程中，易發(fā)生老化現(xiàn)象。合金的老化使鑄件變脆，性能急劇下降。同時鑄件發(fā)生變形、膨脹，嚴重時可發(fā)生開裂。鋅合金的這種現(xiàn)象通常認為主要是晶間腐蝕所引起的。

鋅合金的老化，大大阻礙了這類合金的廣泛應用，因此提高鋅合金的抗老化能力，防止和推遲鋅合金的老化就成了研究、生產(chǎn)這類合金的基本課題。在我國，鋅是非鐵金屬工業(yè)中重點發(fā)展的主要金屬之一。用鋅合金取代銅合金和鋁合金，在節(jié)約能源和降低原材料成本以及合理使用本國資源方面具有重要意義 。

鋅合金種類很多，分類方法也不盡相同，按習慣和應用方式，大致有三種分類方法。

（1）按合金成分分類

鋅合金按成分可分為四類：Zn一Al系、Zn一Cu系、Zn一Pb系和Zn一Pb一Al系。

Zn一Al系合金一般含有少量的Cu、Mg以提高強度和改善耐蝕性。

Zn―Cu合金一般還含有Ti，也稱Zn一Cu一Ti系合金，該合金是抗蠕變合金，有時為進一步改善抗蠕變性能也加入少量Cr。

Zn一Pb系合金一般用做沖制電池殼用，并可制成各種小五金及體育運動器材等。

Zn一Pb一Al系合金用于鍍鋅行業(yè)。近些年有些鍍鋅行業(yè)人員主張取消Al，單純使用Zn一Pb合金。

（2）按加工方式分類

按加工方式，鋅合金主要分為三類，鑄造合金、變形合金和熱鍍鋅合金。

鑄造合金又分為壓力鑄造合金、重力鑄造合金等。其中，Zn一Al合金和Zn一Cu一Ti合金既可直接鑄造，又可進行變形加工。Zn一Al合金因其具有超塑性曾引起人們大力關(guān)注。

（3）按性能和用途分類

抗蠕變鋅合金,也就是前述Zn一Cu一Ti合金，它可通過變形生產(chǎn)所需要的零件，也可以直接壓鑄制品。 超塑性鋅合金,指Zn一Al二元合金。它在一定的組織條件和變形條件下，能呈現(xiàn)出極高的延伸率。對于加工一些形狀復雜的零件，有獨到之處。該合金在美國、英國和日本研究較多，并得到了應用。超塑性鋅合金的抗拉強度可以超過銅、鋁合金，甚至達到或超過軟鋼水平。具有在270℃左右呈現(xiàn)超塑性，極易加工成形，同時還兼有鋅的耐腐蝕、成本低的優(yōu)點。