Глава 6. Легкоплавкие сплавы

6.1. Цинк и цинковые сплавы

Литература к главе 6.

1. Производство отливок из сплавов цветных металлов: Учебник для вузов.

/ Курдюмов А.В., Пикунов М.В., Чурсин В.М., Бибиков Е.Л. 2-е издание, дополненное и переработанное-М.: » МИСиС», 1996.

2. Металлы и сплавы. Справочник. Санкт-Петербург.2002г.

3. Цветное литьё: Справочник/ Н.М.Галдин, Д.Ф. Чернега, Д.Ф.Иванчук и др.;

Под общ.ред. Н.М. Галдина.—М.:Машиностроение,1989.—528с.

4. Машиностроение. Энциклопедия. Том 11-3.Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. Москва «Машиностроение» 2001.

5. Воздвиженский В.М., Грачёв В.А., Спасский В.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.

6.Трухов А.П. Литейные сплавы и плавка: Учебник для высш. учеб. заведений/ А.П.Трухов, А.И.Маляров. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 336 с.

См. антифрикционные сплавы)

Цинк – голубовато-серебристый блестящий металл; на воздухе быстро окисляется, покрываясь тонкой защитной плёнкой, уменьшающей его блеск; относится к легкоплавким металлам (температура плавления - 419°С), температура кипения - 907°С, плотность при комнатной температуре 7,14 г/см3. Цинк обладает гексагональной плотноупакованной кристаллической решёткой. Этим объясняется резкая анизотропия его свойств. Цинк не испытывает аллотропических изменений.

В литом состоянии цинк имеет низкие пластические (δ = 0,3-0,5%) и низкие прочностные свойства (σb =20 – 70 МПа). Деформированный цинк имеет значительно более высокие значения пластичности (δ =40 – 50%).Твёрдость цинка 30-40 НВ.

В чистом виде цинк применяют в виде деформированных полуфабрикатов (листов, полос, плит), в полиграфической и электротехнической промышленности для изготовления типографских клише и при изготовлении малогабаритных источников тока.

Цинк имеет хорошую коррозионную стойкость в атмосферных условиях и в пресной воде за счёт образования защитной окисной плёнки. Поэтому его широко применяют для защитных покрытий кровельного железа и изделий из него (баки, вёдра и т.п.).

При температуре > 150°С цинк хорошо воспринимает пластическую деформацию. Технологичность цинка при обработке давлением зависит от его чистоты.

Отрицательное влияние на пластическую обрабатываемость цинка оказывают следующие примеси:

- олово; примесь сотых долей олова резко снижает пластические свойства цинка;

-железо; примесь железа повышает твёрдость цинка; при 0,2% железа цинк нельзя подвергать прокатке в связи с образованием хрупкой и твёрдой фазы FeZn7;

-свинец, как и олово, практически не растворяется в твёрдом цинке и увеличивает склонность цинка к коррозии.

-кадмий.

Особенно вредное влияние на пластичность цинка оказывают эти последние элементы, если они присутствуют вместе с оловом. Эти элементы образуют с цинком сложную эвтектику с температурой плавления менее 150ºС. Олово и кадмий, кроме того, сообщают сплавам хрупкость в горячем состоянии. Поэтому содержание олова, свинца и кадмия ограничено как в чистом цинке, так и в его сплавах. Химический состав чистого технического цинка регламентирован ГОСТ 3640-01. Предусмотрено 8 марок цинка, различающихся содержанием примесей.

Большую часть цинка используют для легирования цветных сплавов (в первую очередь - латуней) и в качестве основы для приготовления литейных и деформируемых сплавов, а также для приготовления припоев. Основные характеристики физико-химических и механических свойств цинка приведены ниже.