Цинка сплавы
ЦИНКА СПЛАВЫ, относятся к легкоплавким
сплавам. Осн. легирующие элементы - А1, Сu и Mg, содержание к-рых может
достигать соотв. 19-21, 14-16 и 0,03-0,06% по массе. наиб. вредные примеси
- Pb, Fe, Cd, Sn и Сu, вызывающие межкристаллитную коррозию; в цинка сплавах их
содержание не превышает 0,001-0,05%.
Цинка сплавы технологичны при плавке, литье,
обработке давлением и резанием. В зависимости от состава и назначения цинка сплавы подразделяют на деформируемые, литейные, антифрикционные, припои, типографские
и протекторные.
Деформируемые цинка сплавы содержат до 13-17%
Аl, 4,5-5% Сu и 0,05% Mg. Основа деформируемых цинка сплавов - твердый р-р легирующих
элементов в Zn, имеющий гексагон. плотноупакованную решетку. Предел прочности
300-480 МПа, относит. удлинение
8-30%, твердость по Бринеллю НВ 750-1150 МПа; по своим мех. св-вам подобны
латуням.
Слитки деформируемых цинка сплавов получают методами
наполнительного и полунепрерывного литья; из слитков затем изготовляют
разл. полуфабрикаты (листы, полосы, прутки и др.).
Литейные цинка сплавы содержат 3,5 - 4,3% Аl,
0,6-3,5% Сu и 0,03-0,06% Mg. В структуре помимо твердого р-ра на основе
Zn присутствуют разл. эвтектич. составляющие. Отличаются узким интервалом
кристаллизации, высокой жидкотекучестью - в расплавленном виде хорошо заполняют
литейную форму; не взаимод. с металлом прессформы и камеры прессования,
что позволяет получать точные по размерам и сложные по форме отливки с
тонкими стенками, пов-сть к-рых не требует обработки.
Изделия из этих сплавов получают гл. обр.
литьем под давлением, реже - литьем в металлич. или песчаные формы. Используют
в автомобилестроении (карбюраторы, корпуса насосов, детали декоративной
отделки), приборостроении (корпуса приборов, печатных машин), произ-ве
бытовой техники (детали холодильников, пылесосов) и др.
Антифрикционные цинка сплавы содержат 9-12% Аl, 1-5,5% Сu и 0,03-0,06% Mg. В структуре содержат мягкую (твердый р-р на основе Аl) и твердую (твердый р-р на основе Zn и CuZn3) составляющие, обеспечивающие соотв. прирабатываемость подшипника к шейке вала и низкий коэф. трения (0,009). По сравнению с Sn-бронзами и Рb-баббитами имеют более высокий коэф. термич. расширения.
Получают методами литья и обработки давлением. Используют в качестве моно- и биметаллич. вкладышей и втулок подшипников, направляющих скольжения; заменяют Sn-бронзы и Pb-баббиты в узлах трения металлорежущих станков, прессов, подъемно-транспортных машин и механизмов.
Припои отличаются разнообразным составом - помимо Аl (от 2-3 до 19-21%) и Сu (от 3-5 до 14-16%) могут содержать Cd (от 20-25 до 39-41%) и Sn (от 0,5 до 15-40%), а также 4-5% Ag, 0,5-1,5% Pb и др. В структуре содержат разл. эвтектич. составляющие. Интервал кристаллизации от 163-346 (цинка сплавы с Cd и Sn) до 480-490 °С (с А1 и Сu).
Применяют при пайке изделий из Аl-, Mg- и Zn-сплавов. При содержании Sn>30% цинка сплавы обладают наиб. высокой прочностью и достаточной пластичностью, однако во влажной атмосфере паянные этими припоями места соединения нуждаются в защите от коррозии с помощью лакокрасочных покрытий.
Типографские цинка сплавы содержат 2,2-7,5% Аl, 0,06-4,5% Сu или 1,2-1,8% Mg. Отличаются высокими литейными св-вами (жидкотекучестью), сопротивляемостью истиранию. Применяются в полиграфии при отливке шрифтов ручного и машинного набора. Служат заменителями токсичных сплавов на основе Рb.
Протекторные цинка сплавы содержат 0,2-0,7% Аl и добавки Mg и Мn (по 0,2%) или Т1 и Si (до 0,1% каждого). Применяются для защиты от коррозии подводной части и внутр. пов-сти отсеков морских судов, металлич. резервуаров и сооружений. От аналогичных Аl- и Mg-сплавов отличаются пожаро- и взрывобезопасностью, при анодном растворении не выделяют Н2, незначительно изменяют рН окружающей среды. Имеют стационарный отрицат. потенциал 800-820 мВ, рабочий - 730-750 мВ, фактич. токоотдачу 740-780 а х ч/кг и уд. расход 11,2-11,8 кг/(А х г).
Недостатки цинка сплавов: невысокая стойкость против коррозии (особенно во влажной атмосфере и при нагревании), к-рую повышают нанесением металлич. (Cr, Ni, Cd) и лакокрасочных покрытий, а также изменение мех. св-в и размеров в результате естественного старения.
Полуфабрикаты и изделия из цинка сплавов подвергают разл. видам термич. обработки. Гомогенизационный отжиг литых цинка сплавов проводят при 320-340 °С, рекристаллизационный (для повышения пластичности и уменьшения анизотропии мех. св-в) -при ~ 200 °С. Для стабилизации размеров отдельные цинка сплавы подвергают закалке от 360 °С и старению в течение 3-10 ч при 60-100 °С.
Лит.: Мальцев М.В., Металлография промышленных цветных металлов и сплавов, 2 изд., М., 1970; КечинВ.А., Люблинский Е.Я., Цинковые сплавы, М., 1986.
А.М. Захаров.