Zamak
ZAMAK (或 Zamac ,以前的商標為 MAZAK [1] )是一個合金家族,其基體金屬為鋅,合金元素為鋁、鎂和銅。
Zamak 合金是鋅鋁合金系列的一部分;它們與其他 ZA 合金的區別在於其恆定的 4% 鋁成分。 [2]
Zamak 是組成合金的金屬的德國名稱的首字母縮寫詞:鋅(zinc)、鋁、鎂和銅 (copper)。 [2]New Jersey Zinc 於 1929 年開發了 Zamak 合金。
最常見的鋅合金是 Zamak 3。除此之外,Zamak 2、Zamak 5 和 Zamak 7 也在商業上使用。 [2]這些合金最常見的用途是壓鑄。 [2] Zamak 合金(特別是#3 和#5)經常用於旋轉鑄造行業。
由於合金中存在的雜質,早期鋅壓鑄材料的一個大問題是鋅害蟲。 [3] Zamak 通過使用純度為 99.99% 的金屬鋅避免了這種情況,這種金屬由 New Jersey Zinc 在冶煉過程中使用回流器生產。
Zamak 可以很好地電鍍、濕塗和鉻酸鹽轉化塗層。 [4]
Mazak
編輯1930 年代初期,英國的莫里斯·阿什比 ( Morris Ashby ) 獲得了新澤西公司的 zamak 合金的許可。純度為 99.99% 的回流鋅在英國無法獲得,因此他們獲得了使用當地可得到的純度為 99.95% 的電解精煉鋅製造合金的權利。這類合金被命名為 Mazak ,如此命名的原因一部分是為了將它與 zamak 區分開來,另一部分是為了將其與 Morris Ashby 的首字母區分開來。 1933 年, National Smelting 獲得了回流器專利的許可,目的是在他們位於 Avonmouth 的工廠中使用它來生產 99.99% 的鋅。 [5]
標準
編輯鋅合金化學成分標準由下列標準按國家/地區定義:
國家 | 鋅錠 | 鋅鑄件 |
---|---|---|
歐洲 | EN1774 | EN12844 |
美國 | ASTM B240 | ASTM B86 |
日本 | JIS H2201 | JIS H5301 |
澳大利亞 | AS 1881 - SAA H63 | AS 1881 - SAA H64 |
中國 | GB 8738-88 | - |
加拿大 | CSA HZ3 | CSA HZ11 |
國際標準 | ISO 301 | - |
Zamak 根據標準和/或國家有許多不同的名稱:
Traditional name | Short composition name | Form | Common | ASTM† | Short European designation | JIS | China | UK BS 1004 | France NFA 55-010[7] | Germany DIN 1743-2[7] | UNS | Other |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Zamak 2[8][9] or Kirksite[10] |
ZnAl4Cu3[11] | Ingot | Alloy 2[8][9] | AC 43A[8][9] | ZL0430[11] | - | ZX04[12] | - | Z-A4U3[11] | Z430[11] | Z35540[9] | ZL2, ZA-2, ZN-002[13] |
Cast | ZP0430 | - | Z35541[8] | ZP2, ZA-2, ZN-002[13] | ||||||||
Zamak 3[8][9] | ZnAl4[11] | Ingot | Alloy 3[8][9] | AG 40A[8][9] | ZL0400[11] | Ingot type 2[14] | ZX01[12] | Alloy A[11] | Z-A4[11] | Z400[11] | Z35521[9] | ZL3, ZA-3, ZN-003[13] |
Cast | ZP0400 | ZDC2[15] | - | Z33520[8] | ZP3, ZA-3, ZN-003[13] | |||||||
Zamak 4[16] | Ingot | Used in Asia only | ZA-4, ZN-004[13] | |||||||||
Zamak 5[8][9] | ZnAl4Cu1[11] | Ingot | Alloy 5[8][9] | AC 41A[8][9] | ZL0410[11] | Ingot type 1[14] | ZX03[12] | Alloy B[11] | Z-A4UI[11] | Z410[11] | Z35530[9] | ZL5, ZA-5, ZN-005[13] |
Cast | ZP0410 | ZDC1[15] | - | Z35531[8] | ZP5, ZA-5, ZN-005[13] | |||||||
Zamak 7[8][9] | ZnAl4Ni[12] | Ingot | Alloy 7[8][9] | AG 40B[8][9] | - | - | ZX02[12] | - | - | - | Z33522[9] | ZA-7, ZN-007[13] |
Cast | - | Z33523[8] | ||||||||||
†color of the cell is the color of the material designated by ASTM B908.[2] |
短歐洲名稱代碼分解如下(以 ZL0430 為例): [11]
- Z是材料(Z=鋅)
- P是用途(P=壓鑄(鑄件),L=Ingot)
- 04 是鋁的百分比(04= 4% 鋁)
- 3 是銅的百分比(3= 3% 銅)
Zamak 2
編輯Zamak 2 的成分與 Zamak 3 相同,但添加了 3% 的銅以增加 20% 的強度,這也提高了價格。 Zamak 2 在所有的 Zamak 合金系列中具有最大的強度。隨着時間的推移,它比其他合金更能保持其強度和硬度;然而,它變得更脆、彈性更小。 [17]
當重力鑄造用作模具時,Zamak 2 也稱為Kirksite 。 [2] [18]它最初是為小批量鈑金模具設計的。 [19] [20]後來它因製造短期注塑模具而受到歡迎。 [19]它也不太常用於金屬旋壓的無火花工具和心軸。
合金元素 | 雜質 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
標準 | 限制 | 鋁 | 銅 | 鎂 | 鉛 | 鎘 | 錫 | 鐵 | 鎳 | 矽 | 銦 | 鉈 |
ASTM B240 [21] (錠) | 最小值 | 3.9 | 2.6 | 0.025 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 2.9 | 0.05 | 0.004 | 0.003 | 0.002 | 0.075 | - | - | - | - | |
ASTM B86 [22] (鑄造) | 最小值 | 3.5 | 2.6 | 0.025 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 2.9 | 0.05 | 0.005 | 0.004 | 0.003 | 0.1 | - | - | - | - | |
EN1774 [23] (錠) | 最小值 | 3.8 | 2.7 | 0.035 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.2 | 3.3 | 0.06 | 0.003 | 0.003 | 0.001 | 0.02 | 0.001 | 0.02 | - | - | |
EN12844 [24] (鑄件) | 最小值 | 3.7 | 2.7 | 0.025 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 3.3 | 0.06 | 0.005 | 0.005 | 0.002 | 0.05 | 0.02 | 0.03 | - | - | |
GB8738-88 [12] | 最小值 | 3.9 | 2.6 | 0.03 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 3.1 | 0.06 | 0.004 | 0.003 | 0.0015 | 0.035 | - | - | - | - |
指標名稱 | 公制值 | 英制值 |
---|---|---|
機械性能 | ||
極限抗拉強度 | 397 MPa (331 MPa aged) | 58,000 psi |
屈服強度(0.2% 偏移) | 361 MPa | 52,000 psi |
衝擊強度 | 38 J (7 J aged) | 28 ft-lbf (5 ft-lbf aged) |
F最大延伸率 | 3% (2% aged) | |
斷裂延伸率 | 6% | |
剪切強度 | 317 MPa | 46,000 psi |
抗壓屈服強度 | 641 MPa | 93,000 psi |
疲勞強度(反向彎曲 5x10 8個循環) | 59 MPa | 8,600 psi |
硬度 | 130 Brinell (98 Brinell aged) | |
彈性模量 | 96 GPa | 14,000,000 psi |
物理性質 | ||
凝固範圍(熔化範圍) | 379—390 °C | 714—734 °F |
密度 | 6.8 kg/dm3 | 0.25 lb/in3 |
熱膨脹係數 | 27.8 μm/m-°C | 15.4 μin/in-°F |
導熱係數 | 105 W/m-K | 729 BTU-in/hr-ft2-°F |
電阻率 | 6.85 μΩ-cm at 20 °C | 2.70 μΩ-in at 68 °F |
潛熱(熔化熱) | 110 J/g | 4.7x10−5 BTU/lb |
比熱容 | 419 J/kg-°C | 0.100 BTU/lb-°F |
摩擦係數 | 0.08 |
KS
編輯KS 合金是為旋轉鑄造裝飾件而開發的。它具有與 zamak 2 相同的成分,只是含有更多的鎂,以產生更細的顆粒並減少橘皮效應。 [25]
合金元素 | 雜質 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
標準 | 限制 | 鋁 | 銅 | 鎂 | 鉛 | 鎘 | 錫 | 鐵 | 鎳 | 矽 | 銦 | 鉈 |
Nyrstar | 最小值 | 3.8 | 2.5 | 0.4 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.2 | 3.5 | 0.6 | 0.003 | 0.003 | 0.001 | 0.020 | - | - | - | - |
指標名稱 | 公制值 | 英制值 |
---|---|---|
機械性能 | ||
極限抗拉強度 | < 200 MPa | < 29,000 psi |
屈服強度(0.2% 偏移) | < 200 MPa | < 29,000 psi |
延伸 | < 2% | |
硬度 | 150 Brinell max | |
物理性質 | ||
凝固範圍(熔化範圍) | 380—390 °C | 716—734 °F |
密度 | 6.6 g/cm3 | 0.25 lb/in3 |
熱膨脹係數 | 28.0 μm/m-°C | 15.4 μin/in-°F |
導熱係數 | 105 W/m-K | 729 BTU-in/hr-ft2-°F |
電導率 | 25% IACS | |
比熱容 | 419 J/kg-°C | 0.100 BTU/lb-°F |
摩擦係數 | 0.08 |
Zamak 3
編輯Zamak 3 是 zamak 系列鋅合金的業界標準;所有其他鋅合金都與此進行比較。 Zamak 3 具有 Zamak 合金的基礎成分(96% 鋅,4% 鋁)。它具有優良的可鑄性和長期的尺寸穩定性。超過 70% 的北美鋅壓鑄件由 Zamak 3 製成。 [2]
合金元素 | 雜質 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
標準 | 限制 | Al | Cu† | Mg | Pb | Cd | Sn | Fe | Ni | Si | In | Tl |
ASTM B240[21] (Ingot) | 最小值 | 3.9 | - | 0.025 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.1 | 0.05 | 0.004 | 0.003 | 0.002 | 0.035 | - | - | - | - | |
ASTM B86[22] (Cast) | 最小值 | 3.5 | - | 0.025 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.25 | 0.05 | 0.005 | 0.004 | 0.003 | 0.1 | - | - | - | - | |
EN1774[23] (Ingot) | 最小值 | 3.8 | - | 0.035 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.2 | 0.03 | 0.06 | 0.003 | 0.003 | 0.001 | 0.02 | 0.001 | 0.02 | - | - | |
EN12844[24] (Cast) | 最小值 | 3.7 | - | 0.025 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.1 | 0.06 | 0.005 | 0.005 | 0.002 | 0.05 | 0.02 | 0.03 | - | - | |
JIS H2201[14] (Ingot) | 最小值 | 3.9 | - | 0.03 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.03 | 0.06 | 0.003 | 0.002 | 0.001 | 0.075 | - | - | - | - | |
JIS H5301[15] (Cast) | 最小值 | 3.5 | - | 0.02 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.25 | 0.06 | 0.005 | 0.004 | 0.003 | 0.01 | - | - | - | - | |
AS1881[26] | 最小值 | 3.9 | - | 0.04 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.03 | 0.06 | 0.003 | 0.003 | 0.001 | 0.05 | - | 0.001 | 0.0005 | 0.001 | |
GB8738-88[12] | 最小值 | 3.9 | - | 0.03 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.1 | 0.06 | 0.004 | 0.003 | 0.0015 | 0.035 | - | - | - | - | |
†雜質 |
指標名稱 | 公制值 | 英制值 |
---|---|---|
機械性能 | ||
極限抗拉強度 | 268 MPa | 38,900 psi |
屈服強度(0.2% 偏移) | 208 MPa | 30,200 psi |
衝擊強度 | 46 J (56 J aged) | 34 ft-lbf (41 ft-lbf aged) |
F最大延伸率 | 3% | |
斷裂延伸率 | 6.3% (16% aged) | |
剪切強度 | 214 MPa | 31,000 psi |
抗壓屈服強度 | 414 MPa | 60,000 psi |
疲勞強度(反向彎曲 5x10 8個循環) | 48 MPa | 7,000 psi |
硬度 | 97 Brinell | |
彈性模量 | 96 GPa | 14,000,000 psi |
物理性質 | ||
凝固範圍(熔化範圍) | 381—387 °C | 718—729 °F |
密度 | 6.7 g/cm3 | 0.24 lb/in3 |
熱膨脹係數 | 27.4 μm/m-°C | 15.2 μin/in-°F |
導熱係數 | 113 W/mK | 784 BTU-in/hr-ft2-°F |
電阻率 | 6.37 μΩ-cm at 20 °C | 2.51 μΩ-in at 68 °F |
潛熱(熔化熱) | 110 J/g | 4.7x10−5 BTU/lb |
比熱容 | 419 J/kg-°C | 0.100 BTU/lb-°F |
摩擦係數 | 0.07 |
Zamak 4
編輯Zamak 4 是為亞洲市場開發的,旨在減少晶片焊接的影響,同時保持 Zamak 3 的延展性。這一特性是通過含有來自 zamak 5 成分的一半量的銅來實現的。 [27]
合金元素 | 雜質 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
標準 | 限制 | 鋁 | 銅 | 鎂 | 鉛 | 鎘 | 錫 | 鐵 | 鎳 | 矽 | 銦 | 鉈 |
Ningbo Jinyi Alloy Material Co.[28] | 最小值 | 3.9 | 0.3 | 0.03 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.5 | 0.06 | 0.003 | 0.002 | 0.002 | 0.075 | - | - | - | - |
指標名稱 | 公制值 | 英制值 |
---|---|---|
機械性能[29] | ||
極限抗拉強度 | 317 MPa | 46,000 psi |
屈服強度(0.2% 偏移) | 221—269 MPa | 32,000—39,000 psi |
衝擊強度 | 61 J (7 J aged) | 45 ft-lbf (5 ft-lbf aged) |
延伸 | 7% | |
剪切強度 | 214—262 MPa | 31,000—38,000 psi |
抗壓屈服強度 | 414—600 MPa | 60,000—87,000 psi |
疲勞強度(旋轉彎曲 5x10 8個循環) | 48—57 MPa | 7,000—8,300 psi |
硬度 | 91 Brinell | |
物理性質[30] | ||
凝固範圍(熔化範圍) | 380—386 °C | 716—727 °F |
密度 | 6.6 g/cm3 | 0.24 lb/in3 |
熱膨脹係數 | 27.4 μm/m-°C | 15.2 μin/in-°F |
導熱係數 | 108.9—113.0 W/m-K @ 100 °C | 755.6—784.0 BTU-in/hr-ft2-°F @ 212 °F |
電導率 | 26-27% IACS | |
比熱容 | 418.7 J/kg-°C | 0.100 BTU/lb-°F |
Zamak 5
編輯Zamak 5 的成分與 Zamak 3 相同,但添加了 1% 的銅以增加強度(大約 10% [17] )、硬度和耐腐蝕性,但會降低延展性。 [31]它的尺寸精度也較低。 [31] Zamak 5 在歐洲更為常用。 [2]
合金元素 | 雜質 | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
標準 | 限制值 | Al | Cu | Mg | Pb | Cd | Sn | Fe | Ni | Si | In | Tl | Zn |
ASTM B240[21] (Ingot) | 最小值 | 3.9 | 0.75 | 0.03 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
最大值 | 4.3 | 1.25 | 0.06 | 0.004 | 0.003 | 0.002 | 0.075 | - | - | - | - | ||
ASTM B86[22] (Cast) | 最小值 | 3.5 | 0.75 | 0.03 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
最大值 | 4.3 | 1.25 | 0.06 | 0.005 | 0.004 | 0.003 | 0.1 | - | - | - | - | ||
EN1774[23] (Ingot) | 最小值 | 3.8 | 0.7 | 0.035 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
最大值 | 4.2 | 1.1 | 0.06 | 0.003 | 0.003 | 0.001 | 0.02 | 0.001 | 0.02 | - | - | ||
EN12844[24] (Cast) | 最小值 | 3.7 | 0.7 | 0.025 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
最大值 | 4.3 | 1.2 | 0.06 | 0.005 | 0.005 | 0.002 | 0.05 | 0.02 | 0.03 | - | - | ||
JIS H2201[14] (Ingot) | 最小值 | 3.9 | 0.75 | 0.03 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
最大值 | 4.3 | 1.25 | 0.06 | 0.003 | 0.002 | 0.001 | 0.075 | - | - | - | - | ||
JIS H5301[15] (Cast) | 最小值 | 3.5 | 0.75 | 0.02 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
最大值 | 4.3 | 1.25 | 0.06 | 0.005 | 0.004 | 0.003 | 0.01 | - | - | - | - | ||
AS1881[26] | 最小值 | 3.9 | 0.75 | 0.04 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
最大值 | 4.3 | 1.25 | 0.06 | 0.003 | 0.003 | 0.001 | 0.05 | - | 0.001 | 0.0005 | 0.001 | ||
GB8738-88[12] | 最小值 | 3.9 | 0.7 | 0.03 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
最大值 | 4.3 | 1.1 | 0.06 | 0.004 | 0.003 | 0.0015 | 0.035 | - | - | - | - |
指標名稱 | 公制值 | 英制值 |
---|---|---|
機械性能 | ||
極限抗拉強度 | 331 MPa (270 MPa aged) | 48,000 psi (39,000 psi aged) |
屈服強度(0.2% 偏移) | 295 MPa | 43,000 psi |
衝擊強度 | 52 J (56 J aged) | 38 ft-lbf (41 ft-lbf aged) |
F最大延伸率 | 2% | |
斷裂延伸率 | 3.6% (13% aged) | |
剪切強度 | 262 MPa | 38,000 psi |
抗壓屈服強度 | 600 MPa | 87,000 psi |
疲勞強度(反向彎曲 5x10 8個循環) | 57 MPa | 8,300 psi |
硬度 | 91 Brinell | |
彈性模量 | 96 GPa | 14,000,000 psi |
物理性質 | ||
凝固範圍(熔化範圍) | 380—386 °C | 716—727 °F |
密度 | 6.7 kg/dm3 | 0.24 lb/in3 |
熱膨脹係數 | 27.4 μm/m-°C | 15.2 μin/in-°F |
導熱係數 | 109 W/mK | 756 BTU-in/hr-ft2-°F |
電阻率 | 6.54 μΩ-cm at 20 °C | 2.57 μΩ-in at 68 °F |
潛熱(熔化熱) | 110 J/g | 4.7x10−5 BTU/lb |
比熱容 | 419 J/kg-°C | 0.100 BTU/lb-°F |
摩擦係數 | 0.08 |
Zamak 7
編輯Zamak 7 的鎂含量低於 Zamak 3,以增加流動性和延展性,這在鑄造薄壁部件時特別有用。為了減少晶間腐蝕,添加了少量的鎳,並且對雜質進行了更嚴格的控制。 [2]
合金元素 | 雜質 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
標準 | 限制 | 鋁 | 銅† | 鎂 | 鉛 | 鎘 | 錫 | 鐵 | 鎳‡ | 矽 | 銦 | 鉈 |
ASTM B240 [21] (錠) | 最小值 | 3.9 | - | 0.01 | - | - | - | - | - | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.1 | 0.02 | 0.002 | 0.002 | 0.001 | 0.075 | - | - | - | - | |
ASTM B86 [22] (鑄造) | 最小值 | 3.5 | - | 0.005 | - | - | - | - | 0.005 | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.25 | 0.02 | 0.003 | 0.002 | 0.001 | 0.075 | 0.02 | - | - | - | |
GB8738-88 [12] | 最小值 | 3.9 | - | 0.01 | - | - | - | - | 0.005 | - | - | - |
最大值 | 4.3 | 0.1 | 0.02 | 0.002 | 0.002 | 0.001 | 0.075 | 0.02 | - | - | - | |
†雜質‡合金元素 |
指標名稱 | 公制值 | 英制值 |
---|---|---|
機械性能 | ||
極限抗拉強度 | 285 MPa | 41,300 psi |
屈服強度(0.2% 偏移) | 285 MPa | 41,300 psi |
衝擊強度 | 58.0 J | 42.8 ft-lbf |
斷裂延伸率 | 14% | |
剪切強度 | 214 MPa | 31,000 psi |
抗壓屈服強度 | 414 MPa | 60,000 psi |
疲勞強度(反向彎曲 5x10 8個循環) | 47.0 MPa | 6,820 psi |
硬度 | 80 Brinell | |
物理性質 | ||
凝固範圍(熔化範圍) | 381—387 °C | 718—729 °F |
熱膨脹係數 | 27.4 μm/m-°C | 15.2 μin/in-°F |
導熱係數 | 113 W/m-K | 784 BTU-in/hr-ft2-°F |
電阻率 | 6.4 μΩ-cm | 2.5 μΩ-in |
比熱容 | 419 J/kg-°C | 0.100 BTU/lb-°F |
鑄造溫度 | 395—425 °C | 743—797 °F |
用途
編輯Zamak 合金的常見用途包括電器、浴室裝置和壓鑄玩具。 [33] Zamak 合金也用於製造一些槍支。
相關條目
編輯- 坩鍋金屬
- 巴氏合金(合金)
- 鋅鋁合金
- 鋅害蟲
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