以鋅為基加入其他元素組成的合金。鋅合金熔點低,流動性好(可鑄薄壁零件),易熔焊、釺焊和塑性加工,在乾燥空氣和大氣中耐腐蝕,殘、廢料便於回收和重熔;但蠕變強度較低,自然時效會使尺寸發生變化。鋅合金按製造工藝可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金兩類。鑄造合金的產量遠大於變形合金。下表中列出幾種重要鋅合金的成分、性能和用途。

  鑄造鋅合金 依鑄造方法不同又分為壓力鑄造鋅合金(在外加壓力作用用下凝固)和重力鑄造鋅合金(僅在重力作用下凝固)。

  壓力鑄造鋅合金 這種合金從1940年在汽車工業中應用以後,發展較快,產量劇增。在鋅的消耗總量中,約有25%用來生產這種合金。最常用的合金系為Zn-Al-Cu-Mg系。

  鋁能細化晶粒,提高鋅的強度和沖擊韌性,並能明顯地減輕熔融鋅對鐵容器的腐蝕,避免鑄件與壓鑄模的焊合或粘連,使鋅合金可在熱室型壓鑄機中生產,以提高生產率。鋁的適宜含量約為3.5~4.3%。

  銅能提高鋅合金的強度、硬度和耐蝕性,但加入量過多會降低時效後的合金沖擊韌性和尺寸穩定性。壓鑄鋅合金中銅的最高含量為1.25%,最好控制在1%以下。如鑄件很大或尺寸穩定性要求很高,宜選用含銅量較低的合金。

  鎂在壓鑄鋅合金中能減輕材料的腐蝕,還可以消除鉛、錫等雜質的有害影響;鎂的含量約為0.01~0.08%,通常不超過0.05%。如含量過多會產生熱脆性,使鑄造發生困難。

  某些雜質明顯影響壓鑄鋅合金的性能。因此對鐵、鉛、鎘、錫等雜質的含量限制極嚴,其上限分別為0.005%、0.004%、0.003%、0.02%,所以壓鑄鋅合金應選用純度大於99.99%的高純鋅作原料。

典型鋅合金的成分、性能和用途

  重力鑄造鋅合金 可在砂型、石膏模或硬模中鑄造。這種鋅合金不僅具有一般壓鑄鋅合金的特性,而且強度高,鑄造性能好,冷卻速度對力學性能無明顯影響,殘、廢料可循環使用,澆口簡單,對過熱和重熔不敏感,收縮率小,氣孔少,能電鍍,可用常規方法精整。

  變形鋅合金 工業上應用的變形鋅合金除瞭傳統品種外,出現瞭Zn-1Cu-0.1Ti和 Zn-22Al合金。前一種合金經軋制後,由於有TiZn15金屬間化合物彌散質點沿軋向排列成行,可阻礙晶界移動,因而可顯著提高蠕變強度。這種鋅合金晶粒細,具有良好的低溫塑性,除采用一般成型方法生產制品外,還可軋制成復雜形狀的型材。Zn-22Al合金在一定條件下具有超塑性。