Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Цветные сплавы и плавка2.doc
Скачиваний:
119
Добавлен:
14.11.2019
Размер:
1.75 Mб
Скачать

3.4.2 Литейные цинковые сплавы

При взаимодействии с другими элементами цинк не образует непрерывных твердых растворов ни с одним элементом //. Только 9 элементов имеют растворимость в цинке более 1 %. Так как цинк является плохим растворителем, то для него можно подобрать только вспомогательные легирующие добавки, к которым можно отнести: Li, Mg, Al, Mn, Cu, Pd, Ag, Pt, Au. Экономически целесообразно использовать только Mg, Al, Mn, Cu. Каждый из этих элементов по отдельности не могут вызвать достаточно большого растворного упрочнения из-за низкой растворимости. Mg, Al, Mn обладают высокими взаимными растворимостями, и их можно вводить совмнстно. Промышленные цинковые сплавы разработаны на базе систем Zn—Al и Zn—Al—Cu. Сведений об использовании Mn в цинковых сплавах мало. Практически во все цинковые сплавы введена добавка магния (до 0,1 %), что повышает размерную стабильность литых деталей и увеличивает коррозионную стойкость сплавов.

Диаграмма состояния базовой системы приведена на рис. Максимальная растворимость алюминия в цинке составляет 2,4 % (ат) или 1,1 % по массе. В системе происходят два превращения: эвтектическое при температуре 382 оС и монотектическое при 275 оС. Структура двойного сплава цинка с алюминием (рис. ,а ) представляет собой первичные дендритные (светлые) кристаллы β - фазы и эвтектику α+β (остальное темное поле). При введении меди в сплаве появляются кристаллы твердого раствора меди в цинке (η -фаза), а также двойная (η + β) и тройная (η + β + ε) эвтектики (рис. ,б).

Марки и химический состав литейных цинковых сплавов в соответствии с ГОСТ 25140–93 представлены в таблице. Как видно из таблицы, маркировка сплавов осуществляется по наиболее распространенной схеме при помощи букв и цифр, показывающих средний состав сплава.

Таблица

Марки и химический состав литейных цинковых сплавов (гост 25140–93)

Марки сплавов

Основных компонентов

Примесей, не более

Al

Cu

Mg

Fe

Zn

Cu

Pb

Cd

Sn

Fe

Si

Pb + Cd + Sn

ZnA14A*

3,5–4,5

0,02–0,06

Основа

0,06

0,004

0,003

0,001

0,06

0,015

0,007

ЦА4 о

3,5–4,5

0,02–0,06

0,06

0,005

0,003

0,001

0,06

0,015

0,009

ЦА4

3,5–4,5

0,02–0,06

0,06

0,01

0,005

0,002

0,07

0,015

ZnA14Cu1A*

3,5–4,5

0,7–1,3

0,02–0,06

0,004

0,003

0,001

0,06

0,015

0,007

ЦА4М1о

3,5–4,5

0,7–1,3

0,02–0,06

0,005

0,003

0,001

0,06

0,015

0,009

ЦА4М1

3,5–4,5

0,7–1,3

0,02–0,06

0,01

0,005

0,002

0,07

0,015

ЦА4М1в

3,5–4,5

0,6–1,3

0,02–0,10

0,02

0,015

0,005

0,12

0,03

ZnA14Cu3A*

3,5–4,5

2,5–3,7

0,02–0,06

0,004

0,003

0,001

0,06

0,015

0,007

ЦА4М3 о

3,5–4,5

2,5–3,7

0,02–0,06

0,006

0,003

0,001

0,06

0,015

0,009

ЦА4М3

3,5–4,5

2,5–3,7

0,02–0,06

0,01

0,005

0,002

0,07

0,015

ЦА8М1

7,1–8,9

0,70–1,40

0,01–0,06

0,01

0,006

0,002

0,10

0,015

ЦА30М5

28,5–32,1

3,8–5,6

0,01–0,08

0,01–0,5

0,02

0,016

0,01

 

0,075

* Сплавы, изготовляемые по согласованию потребителя с изготовителем.

Все литейные цинковые сплавы имеют очень узкий температурный интервал кристаллизации, содержат много эвтектики, поэтому обладают хорошей жидкотекучестью и дают плотные отливки. Лучшими способами получения отливок являются литье под давлением и литье в кокиль. Относительно низкая температура литья (440–470 °С) определяет легкие условия работы пресс-форм и кокилей, а высокая жидкотекучесть позволяет отливать тонкостенные детали сложной формы. В некоторых случаях (детали особо сложной конфигурации) применяется и литье в песчаные формы, но отливки, полученные таким способом, содержат большое количество пор, имеют более крупнозернистую структуру, что приводит к снижению и значительному разбросу характеристик механических свойств. При быстром охлаждении сплавов превращения в твердом металле не успевают завершиться полностью. В процессе дальнейшего естественного старения цинковых сплавов происходит уменьшение размеров (усадка) отлитых деталей (на 0,07–0,09 %). Две трети усадки происходит в течение 4–5 недель, остальное — в течение многих лет. Для стабилизации размеров вводят магний и применяют термообработку — стабилизирующий отжиг (3–6 ч при 100 °С, или 5–10 ч при 85 °С, или 10–20 ч при 70 °С).

Механические свойства цинковых литейных сплавов показаны в таблице , а некоторые физические свойства в таблице

Таблица

Механические свойства литейных цинковых сплавов

Марка сплавов

Способ литья

Механические свойства, не менее

σв, МПа

Относительное удлинение, %

Твердость, НВ

ZnA14A

K

196 (20)

1,2

70

ЦА4 о, ЦА4

Д

256 (26)

1,8

70

ZnA14Cu1A,ЦА4М1 о, ЦА4М1

КД

215 (22)270 (28)

1,01,7

8080

ЦА4М1в

КД

196 (20)

0,5

65

ZnA14Cu3A,

П

215 (22)

1,0

85

ЦА4М3 о

К

235 (24)

1,0

90

ЦА4М3

Д

290 (30)

1,5

90

ЦА8М

КД

235 (24)270 (28)

1,51,5

7090

ЦА30М5

КД

435 (44)370 (38)

8,01,0

115115

Примечание. В таблице приняты следующие обозначения способов литья: П — литье в песчаные формы; К — литье в кокиль; Д — литье под давлением.

Таблица