Физико-химические и механические свойства цинка

Плотность ρ, кг/м³ ………………… ……………..7130

Температура плавления Тпл,ºС …………………………419,4

Температура кипения, Ткип, ºС …………………..907

Коэффициент линейного расширения α·106, град. -1….39,7

Теплопроводность λ, Вт/(м·град) при 25 ºС ……113,5

Модуль нормальной упругости Е, МПа…………88000

Предел текучести, σт, МПа

литого……………………………………….75

деформированного………………………….80-100

Временное сопротивление разрыву σb, МПа

литого……………………………120….140,

деформированного…………….120…170,

отожженного……………..70…100.

Относительное удлинение δ,%

литого………………..0,3…0,5,

деформированного………..40…50,

отожженного……………10…20.

Ударная вязкость, Дж/ см²….6,0…7,5.

Сплавы на основе цинка

Цинковые сплавы для фасонных отливок в зависимости от назначения подразделяют на несколько групп:

• сплавы цинковые литейные (ГОСТ 25140-93);

• сплавы антифрикционные (ГОСТ 21437-95);

• сплавы типографские:

• сплавы литейные в чушках, предназначенные для получения отливок из цинковых сплавов по ГОСТ 25140-93 на машинах литья под давлением (ЛПД) и цинковых сплавов, поставляемых на экспорт, в качестве шихтовых материалов (ГОСТ 19424-97);

• сплавы цинковые антифрикционные в чушках по ГОСТ 21438-95, предназначенные для переплава в качестве шихты для отливок по ГОСТ 21437-95.

Цинковые сплавы для литья под давлением

Наибольшее распространение имеют литейные сплавы системы Zn – Al и Zn – Al - Cu. Практически во все цинковые сплавы введена добавка магния (до 0,1%), что повышает размерную стабильность литых деталей и увеличивает коррозионную стойкость сплавов. Цинковые литейные сплавы обладают хорошими литейными свойствами (жидкотекучесть – 70-80 см, небольшая линейная усадка – 1,0-1,2%, узкий интервал кристаллизации – 10-15°С, сравнительно низкая температура литья – 440 - 470ºС обеспечивает высокую стойкость прессформ, плотность – 6,8-6,9 г/см³). Структура сплавов состоит из первичных кристаллов твёрдого раствора и эвтектики смеси двух твёрдых растворов (α + β). Отливки из цинковых сплавов хорошо противостоят ударным нагрузкам при повышенных температурах. Цинковые сплавы хорошо обрабатываются резанием; их можно сваривать и паять, но получаемые соединения малопрочны.

Лучшими способами получения отливок являются литьё под давлением и литьё в кокиль. При литье под давлением можно получать отливки толщиной до 0,5мм. В некоторых случаях (детали особо сложной конфигурации) применяют литьё в песчаные формы. Отливки, полученные таким образом, отличаются большим количеством пор, имеют крупнозернистую структуру, что приводит к снижению и нестабильности механических свойств.

Сплавы хорошо полируются и легко воспринимают защитные и декоративные гальванические покрытия. Недостатком цинковых сплавов является их низкая теплостойкость. Их нельзя применять при температуре выше 110°С, т.к. прочность их снижается на 30%. Ниже 0°С сплавы становятся хрупкими.

В процессе естественного старения цинковых сплавов происходит уменьшение размеров отлитых деталей (на 0,07-0,09%). Для стабилизации размеров применяют термообработку – отжиг (3-6 час при 100°С, или 5-10 час. при 85°С или 10-20 час. при 70°С).

Цинковые сплавы могут подвергаться сварке и пайке. Однако эти процессы применяют главным образом для заделки дефектов, т.к. сварные швы имеют низкую прочность.

Отливки из сплавов ЦАМ широко применяются в автомобильной и тракторной промышленности для изготовления корпусов карбюраторов, бензонасосов и др. деталей. В бытовой технике цинковые сплавы применяют для изготовления деталей пишущих машин, телефонных аппаратов, корпусов биноклей и радиоприёмников, а также для изготовления прессформ для прессования изделий из пластмасс.

Цинковые сплавы нельзя применять в условиях повышенных и низких температур, т.к. уже при температуре 100ºС их прочность снижается на 30%, твёрдость на 40%, а при температуре ниже 0ºС они становятся хрупкими.

Для повышения коррозионной стойкости и для декоративных целей на цинковые изделия наносят различные защитные покрытия. Как правило, в качестве покрытий используют медь, никель и хром.