ООО "Арсенал" arsenal.dn.ua +380 (6272) 27729, 20998, 20883

Продукция »

Цинк » 

Сплавы на основе цинка. ГОСТ 25140–93

1. Наше предложение
2. Химический состав литейных цинковых сплавов
3. Область применения литейных цинковых сплавов
4. Физические свойства литейных цинковых сплавов
5. Химический состав антифрикционных цинковых сплавов
6. Область применения антифрикционных цинковых сплавов
7. Физические свойства антифрикционных цинковых сплавов
8. Зарубежные аналоги цинковых сплавов

---

Промышленные цинковые сплавы разработаны на базе систем цинк - алюминий и цинк – алюминий - медь. Практически во все цинковые сплавы введена добавка магния (до 0,1 %), что повышает размерную стабильность литых деталей и увеличивает коррозионную стойкость сплавов. Цинковые сплавы подразделяются на литейные и антифрикционные.

Химический состав литейных сплавов

Марки сплавов	Основных компонентов
	Al	Cu	Mg	Fe	Zn
ZnA14A*	3,5–4,5	–	0,02–0,06	–	Основа
ЦА4 о	3,5–4,5	–	0,02–0,06	–
ЦА4	3,5–4,5	–	0,02–0,06	–
ZnA14Cu1A*	3,5–4,5	0,7–1,3	0,02–0,06	–
ЦА4М1о	3,5–4,5	0,7–1,3	0,02–0,06	–
ЦА4М1	3,5–4,5	0,7–1,3	0,02–0,06	–
ЦА4М1в	3,5–4,5	0,6–1,3	0,02–0,10	–
ZnA14Cu3A*	3,5–4,5	2,5–3,7	0,02–0,06	–
ЦА4М3 о	3,5–4,5	2,5–3,7	0,02–0,06	–
ЦА4М3	3,5–4,5	2,5–3,7	0,02–0,06	–
ЦА8М1	7,1–8,9	0,70–1,40	0,01–0,06	–
ЦА30М5	28,5–32,1	3,8–5,6	0,01–0,08	0,01–0,5

Марки сплавов	Примесей, не более
	Cu	Pb	Cd	Sn	Fe	Si	Pb + Cd + Sn
ZnA14A*	0,06	0,004	0,003	0,001	0,06	0,015	0,007
ЦА4 о	0,06	0,005	0,003	0,001	0,06	0,015	0,009
ЦА4	0,06	0,01	0,005	0,002	0,07	0,015	–
ZnA14Cu1A*	–	0,004	0,003	0,001	0,06	0,015	0,007
ЦА4М1о	–	0,005	0,003	0,001	0,06	0,015	0,009
ЦА4М1	–	0,01	0,005	0,002	0,07	0,015	–
ЦА4М1в	–	0,02	0,015	0,005	0,12	0,03	–
ZnA14Cu3A*	–	0,004	0,003	0,001	0,06	0,015	0,007
ЦА4М3 о	–	0,006	0,003	0,001	0,06	0,015	0,009
ЦА4М3	–	0,01	0,005	0,002	0,07	0,015	–
ЦА8М1	–	0,01	0,006	0,002	0,10	0,015	–
ЦА30М5	–	0,02	0,016	0,01		0,075	–

Примечания:

1. По требованию потребителя в сплавах марок ZnA14A, ЦА4-о, ЦА4 допускается массовая доля меди как легирующего элемента до 0,10 %.
2. По согласованию изготовителя с потребителем в сплавах марок ЦА4М3о допускается массовая доля олова до 0,002 %, кадмия — до 0,004 % при сумме примесей свинца, кадмия и олова не более 0,009 %.
3. По требованию потребителя в сплавах марок ЦА4, ЦА4М1 и ЦА4М3 массовая доля свинца должна быть не более 0,006 %.
4. Определение химического состава сплавов проводят по ГОСТ 25284.0–ГОСТ 25284.8. Допускается определять химический состав другими методами, обеспечивающими точность не ниже приведенной в указанных стандартах. При возникновении разногласий в оценке химического состава определение проводят по ГОСТ 25284.0–ГОСТ 25284.8.

Механические свойства литейных цинковых сплавов

Марка сплавов	Способ литья	Механические свойства, не менее
		Временное сопротивление, МПа (кгс/мм2)	Относительное удлинение, %	Твердость, НВ
ZnA14A	K	196 (20)	1,2	70
ЦА4 о, ЦА4	Д	256 (26)	1,8	70
ZnA14Cu1A, ЦА4М1 о, ЦА4М1	К Д	215 (22) 270 (28)	1,0 1,7	80 80
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	К Д	235 (24) 270 (28)	1,5 1,5	70 90
ЦА30М5	К Д	435 (44) 370 (38)	8,0 1,0	115 115

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

Характеристики физических свойств литейных цинковых сплавов

Марка сплава	Плотность, (кг/м³)×10-3	Температурный интервал затвердевания, °С	Удельная теплоемкость при 20°С, Дж/кг×град–1	Теплопро- водность, Вт/м ×град–1	Температурный коэффициент линейного расширения в интервале температур 20–100°С, α×10–6, град–1
ЦА4	6,7	380–386	410	113	26,0
ЦА4М1	6,7	380–386	440	109	26,5
ЦА4М3	6,8	379–389	427	105	29,5
ЦА8М1	6,3	375–404	–	–	–
ЦА30М5	4,8	480–563	–	–	–

Область применения литейных сплавов

Марка сплава	Характерные свойства	Область применения
ZnA14A	Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, стабильность размеров	В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности для отливки деталей приборов, требующих стабильности размеров
ЦА4 о	Хорошая жидкотекучесть, хорошая коррозионная стойкость, стабильность размеров
ЦА4	Как для марки ЦА4 о, но с меньшей коррозионной стойкостью
ZnA14Cu1A	Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, практически неизменяемость размеров при естественном старении	В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности для отливки корпусных, арматурных, декоративных деталей, не требующих повышенной точности
ЦА4М1 о	Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, практически неизменяемость размеров при естественном старении
ЦА4М1	Как для марки ЦА4М1 о, но с меньшей устойчивостью размеров	В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности для отливки корпусных, арматурных, декоративных деталей, не требующих повышенной точности
ЦА4М1в	По технологическим и эксплуатационным свойствам уступает предыдущим маркам сплавов этой группы	В различных отраслях промышленности для литья неответственных деталей
ZnAl4Cu3A	Хорошая жидкотекучесть, высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость, изменяемость размеров до 0,5 %	В автомобильной и других отраслях промышленности для изготовления деталей, требующих повышенной точности
ЦА4М3 о	Хорошая жидкотекучесть, высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость, изменяемость размеров до 0,5 %
ЦА4М3	Как для марки ЦА4М3 о, но с пониженной коррозионной стойкостью
ЦА30М5	Предназначены для замены стандартного антифрикционного сплава ЦАМ10-5, значительно превосходят его по механическим свойствам и износостойкости	Вкладыши подшипников, втулки балансированной подвески, червячные шестерни, сепараторы подшипников качения
ЦА8М1	Как для марки ЦА4М1, но с более высокими прочностными свойствами	В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности

Все литейные цинковые обладают хорошей жидкотекучестью и дают плотные отливки. 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 процессе 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 применяют термообработку — отжиг (3–6 ч при 100°С, или 5–10 ч при 85°С, или 10–20 ч при 70°С).

Цинковые сплавы могут подвергаться сварке и пайке. Однако эти процессы применяют главным образом для заделки дефектов, так как сварные и паяные швы имеют низкую прочность. Оловянно-свинцовыми припоями можно паять только предварительно никелированные детали с использованием флюса — подкисленного хлористого цинка. Лучшие результаты дает припой, содержащий 82,5 % Cd + 17,5 % Zn. В этом случае флюс не требуется.

Сварку ведут в восстановительном пламени с использованием присадки из того же сплава, что и свариваемые детали.

Эти сплавы нельзя использовать в условиях повышенных и низких температур, так как уже при температуре 100°С их прочность снижается на 30 %, твердость на 40 %, а при температуре ниже 0°С они становятся хрупкими.

Химический состав антифрикционных сплавов по ГОСТ 21438-95

Марка сплава	Массовая доля, %
	основных компонентов				примесей, не более
	Al	Cu	Mg	Zn	Pb	Fe	Sn	Cd	Si
ЦАМ 9-1,5	9,0-11,0	1,0-2,0	0,03-0,06	основа	0,02	0,10	0,01	0,015	0,03
ЦАМ 10-5	9,0-12,0	4,0-5,5	0,03-0,06	то же	0,02	0,10	0,01	0,015	0,03

Массовую долю свинца, олова, кадмия и кремния определяют по требованию потребителя.

Допускаемые массовые доли примесей могут изменяться по согласованию между изготовителем и потребителем без изменения массовых долей основных компонентов и оговариваются условиями поставки.

Пример условного обозначения: Чушка из сплава ЦАМ 9-1,5: ЦАМ 9-1,5 ч ГОСТ 21438.

Применение антифрикционных сплавов

Сплавы ЦАМ 4-1; ЦАМ 4-3; ЦАМ 4-1о; ЦАМ 9-1,5; ЦАМ 10-5; ЦА 4; ЦА 4о предназначены для производства отливок, изготовляемых для нужд народного хозяйства и экспорта, для подшипников скольжения. Используются в литом или деформированном состоянии в узлах трения, температура которых не превышает 80-100 град.

Физические свойства антифрикционных сплавов

Высокая теплопроводность и теплоёмкость; способность образовывать прочные граничные слои, уменьшающие трение; способность материала легко (упруго или пластически) деформироваться или изнашиваться, что способствует равномерному распределению нагрузки по поверхности соприкосновения (свойство прирабатываемости), микрогеометрическое строение поверхности, а именно определённая степень шероховатости или пористости, при которых масло удерживается в углублениях, и способность материала «поглощать» твёрдые абразивные частицы, попавшие на поверхность трения, предохраняя тем самым от износа сопряжённую деталь.

Физические свойства материала ЦАМ 9-1.5

T	E 10-5	α106	λ	ρ	C	R109
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	0.9		100.8	6100
100		27

Зарубежные аналоги цинковых сплавов

Во всём мире ZAMAK является синонимом цинковых сплавов.

ZAMAK — это сплавы на основе цинка с добавлением лигатур: алюминий, магний и медь. Для производства сплава используется цинк чистотой 99,99%. Основная область применения - литье под давлением. Превосходные литейные свойства этих сплавов позволяют изготавливать очень сложные изделия с разнообразной поверхностью. Также ZAMAK используются в автомобильной промышленности, при производстве домашних приборов, фурнитуры, игрушек.

Наиболее распространённые марки - Zamak 2, Zamak 3, Zamak 5, Zamak 7. Общим для каждого сплава является содержание алюминия в диапазоне 3,9-4,3%, отличие - изменение количества меди, магния и никеля - в результате различных механических и физических свойств.

Химический состав, %	Zamak 2	Zamak 3	Zamak 5	Zamak 7
Краткое наименование состава	ZnAl4Cu3	ZnAl4	ZnAl4Cu1	ZnAl4Ni
Алюминий	3,9 - 4,2	3,9 - 4,2	3,9 - 4,2	3,9 - 4,3
Магний	0,035 - 0,05	0,035 - 0,06	0,035 - 0,06	0,01 - 0,02
Медь	2,7 - 3,3	макс 0,030	0,7 - 1,1	макс. 0.10
Железо	макс. 0.020	макс 0,020	макс 0,020	макс. 0.075
Свинец	макс. 0.003	макс 0,003	макс 0,003	макс. 0.0030
Кадмий	макс. 0.003	макс 0,003	макс 0,003	макс. 0.0020
Олово	макс. 0.001	макс 0,001	макс 0,001	макс. 0.0010
Никель	макс. 0.001	макс 0,001	макс 0,001	0,005 - 0,020
Кремний	макс. 0.020	макс 0,020	макс 0,020	-
Цинк	остальное	остальное	остальное	остальное

Химический состав сплавов соответствует стандарту, действующему в определённой стране:

Страна	Цинк чушка	Цинк слиток
Европа	En 1774	En 12844
Сша	Astm b240	Astm b86
Япония	Jis h2201	Jis h5301
Австралия	В 1881 году - saa h63	В 1881 году - saa h64
Китай	Gb 8738-88	- -
Канада	Csa hz3	Csa hz11
Международный	Iso 301	- -

Наименования и обозначения zamak сплавов по странам:

Традиц. названия	Краткое наименование состава	Форма	Общие	ASTM †	Короткие европейских обозначение	Jis	Китай	Великобритании BS 1004	Франции NFA 55-010	Германия DIN 1743-2	UNS	Другие
Zamak 2 или kirksite	Znal4cu3	Чушка	Alloy 2	Ag 43a	Zl0430	- -	Zx04	- -	Z-a4u3	Z430	Z35540	ZL2, ZA-2, ZN-002
		Слиток			Zp0430		- -				Z35541	ZP2, ZA-2, ZN-002
Zamak 3	Znal4	Чушка	Alloy 3	Ag 40a	Zl0400	Ingot type 2	Zx01	Alloy a	Z-a4	Z400	Z35521	ZL3, ZA-3, ZN-003
		Слиток			Zp0400	Zdc2	- -				Z33520	ZP3, ZA-3, ZN-003
Zamak 4		чушка	Используется только в Азии.									ZA-4, ZN-004
Zamak 5	Znal4cu1	Чушка	Alloy 5	Ag 41a	Zl0410	Ingot type 1	Zx03	Alloy b	Z-a4ui	Z410	Z35530	ZL5, ZA-5, ZN-005
		Слиток			Zp0410	Zdc1	- -				Z35531	ZP5, ZA-5, ZN-005
Zamak 7	Znal4ni	Чушка	Alloy 7	ag 40b	- -	- -	Zx02	- -	- -	- -	Z33522	ZA-7, ZN-007
		Слиток					- -				Z33523	ZA-7, ZN-007

Короткие европейские наименования обозначают (на примере zl0430):

Z - материал (Z = цинк)

P - изделие (P = отливка, L = чушка)

04 - процент алюминия (04 = 4% алюминия)

3 - процент меди (3 = 3% меди)